1753年8月6日，一個風雨大作的日子，俄國科學院的院士利奇曼正匆匆忙忙趕回家中。利奇曼聽到隆隆的雷聲就加快了腳步，他在家裡已經豎立起來一套實驗裝置，就是要把雷電引下來，想看看這「老天爺的憤怒」到底是個什麼玩意兒。好朋友羅蒙諾索夫也趕來了，他倆聽說美國的富蘭克林也在研究雷電：雷雨天放飛一個大風箏，就能把天上的閃電引到地上。
緊趕慢趕地回到家中，利奇曼和好朋友羅蒙諾索夫一起開始實驗。羅蒙諾索夫爬上房頂觀察閃電，高高的鐵架子豎立了起來，假如一個雷打下來，電將沿著金屬走到樓下的房間中，利奇曼在下面準備用「萊頓瓶」存儲閃電的電荷。只見天空中一道閃電劃過，隨後響起隆隆的雷聲，忽聽樓下一聲慘叫，羅蒙諾索夫趕快跳下去查看，只見利奇曼倒在地上，前額有個大紅點，鞋子已經裂開，衣服也有部分燒焦，人已經氣絕身亡，另外一人倒在一邊，好歹保住了一條命。門框破損，房門鉸鏈已經被拉壞，門板飛了出去，整個屋子狼藉一片。最後根據驗屍報告以及在場人員的描述，證實利奇曼是被一個球狀閃電擊倒的，他為雷電研究獻出了自己的生命，也成了世界上第一個有記載的死於雷電事故的人。
羅蒙諾索夫並沒有被夥伴的死嚇倒，他繼續研究大自然的奧秘。當時歐洲有一批科學家也在探索著雷電的奧秘，方法都差不太多，多半是雷雨天放風箏，要麼就是立個高高的桿子。有傳言說富蘭克林也曾被電得全身發麻，這顯然不是碰上了真正的閃電，只是感應出了少量電荷，否則的話，富蘭克林恐怕早就燒成灰了。不過後來的科學家們都做了安全防範，再也沒人有膽子直接親密接觸雷電。因此確定因為研究雷電而被雷劈死的，只有利奇曼一個人。富蘭克林的一大貢獻就是發明了避雷針，從此雷電造成的火災大大減少。不過，英王喬治三世恨死這個後來造了反的美國人，避雷針一律從富蘭克林的尖頭版本改成了喬治三世的圓頭版本。
通過利奇曼和羅蒙諾索夫以及富蘭克林的努力，後來研究雷電的科學家們逐漸認識到：天上的雷電，與將琥珀用絲綢摩擦時候產生的電沒什麼區別，根本就是一碼事。富蘭克林對電現象做了總結：電荷有正有負，電荷只能轉移不能產生，電荷總量是守恆的。此時人類終於對電有了一些基本的認識。
1785年，庫倫發表了他的實驗結果，那就是電荷之間同性相斥，異性相吸。電荷之間有作用力，作用力是呈現出平方反比規律的，這與牛老爵爺的萬有引力頗為相似。
1800年，伏打發明了化學電池，人們終於獲得了穩定的持續的電流。電作為一種物理現象，終於可以方便地展開研究了。
1821年，丹麥的物理學家奧斯特給學生做了一個實驗，這個簡單的物理學實驗足以讓他名垂物理學史。當他給一根電線通電的時候，旁邊指南針的小磁針發生了偏轉，原來電流是可以產生磁性的，過去看似風馬牛不相及的電與磁背後卻有著內在的聯繫。
對於這種奇異的現象，奧斯特沒有給出任何令人滿意的解釋，他也沒有試著用數學的架構來表達這一現象。經過幾個月的仔細檢驗，來回做了幾十次實驗以後，他正式發表了一篇論文講述他的實驗結果。歐洲的物理學界震驚了，一大群嗅覺靈敏的科學家們立馬撲向了這個領域。法國人下手尤其迅速，先是必歐和沙伐搞出了個「必歐-沙伐定律」，後來安培又搞出了一個「安培定律」。他們給出了數學上的計算，到底一根通電的導線，會產生什麼樣的磁性？
偏偏有人與他們走的不是同一個路數，此人便是偉大的法拉第。法拉第的經歷可以說是英國版的成功勵志故事，他自幼家境貧寒，父親是個鐵匠，沒什麼文化，但是他知道再窮也不能窮教育，因此堅持讓法拉第上完了小學。後來實在負擔不起學費，就把他送進一家書店當跑腿的快遞員。那時候很多書籍和報紙都是租回家閱讀，看完了是要還的，書報雜誌的收發全靠法拉第跑來跑去。法拉第後來當了書店學徒，不用到處跑了，這也讓他有了大把時間蹲在書店裡看書。他的青少年時光一點也沒有浪費，書店裡的書不看白不看，於是，他看了大量的科學讀物，尤其喜歡電學與化學。有人看他勤奮好學，就給了他一張科學講座的入場券，開設講座的是當時大名鼎鼎的科學家戴維爵士。這個戴維十分了得，一個人就神勇無比地發現了七種化學元素，還搞出了安全礦燈等等一大堆發明。法拉第也很勤奮，他把自己的講座筆記加上很多旁徵博引的材料交給了戴維，戴維一看，吃了一驚，原來這個不起眼的年輕人如此有水平。後來戴維做三氯化氮實驗時受了傷，需要一位秘書來幫忙，於是就挑中了法拉第。
這時候的法拉第還在書店裡打雜，新老闆對他一點兒也不好，於是法拉第樂著蹦著就跳了槽，另謀高就了，他成了戴維的化學助理。戴維有著爵士的身份，然而法拉第出身卑微，戴維到歐洲大陸講學，法拉第也只是個跟班的地位。其實他並不是戴維家的僕人，可人家絲毫也沒拿他當個正經八百的科學研究人員，這讓法拉第十分沮喪。法拉第為人謙和寬厚，品格脾氣都是很優秀的，他要受不了的話，估計也沒幾個人能受得了戴維一家特別是戴維夫人的呼來喝去。當然啦，我國某些大學研究機構裡，研究生給導師打個開水泡個茶，也是很常見的現象了。
奧斯特電磁實驗的消息傳遍歐洲，大家都撲上去研究。法國人玩兒命研究數學計算，英國這邊戴維和渥拉斯頓就開始研究能不能利用這種現象製造電動機，用電流讓一台機器轉起來，這個可是代替那種笨重無比的蒸汽機的好東西啊！渥拉斯頓本來想到一個好辦法，興沖沖地跑到戴維面前演示，但是現場玩砸了，線圈就是紋絲不動。後來戴維和渥拉斯頓折騰了好久，也沒能讓這玩意兒轉起來。
法拉第看在眼裡記在心裡，他花了三個月的時間查資料做實驗。先是找了個容器，裡面泡上水銀，垂直放置一個條形磁鐵，粘在缸底，一根銅絲插進一個軟木塞，然後漂浮在水銀裡。銅絲與水銀接觸，水銀連接到電池的一個極，軟木塞上的銅絲通過很細很軟的電線連接到了電池的另外一個極，這樣電路就通了。軟木塞開始圍著中間的磁鐵繞圈轉，世界上第一個電動機便誕生了，這種原理製造的電機後來有一個名字叫做「單極電機」（圖3-1）。
當時戴維和渥拉斯頓都不在家，有人攛掇鼓勵法拉第單獨發表這個成果，萬一法國人也在做類似的研究，那可麻煩了，如果落在他們後面，榮譽就沒了，趕快發表吧！於是法拉第就發表了論文，隨後就和新婚三個月的妻子開始了度假。哪知道度假回來，迎接他的不是鮮花與掌聲，而是非議與白眼。坊間流言四起，說他「剽竊渥拉斯頓的研究成果」，他渾身是嘴也說不清楚。
圖3-1 現代人仿製的法拉第單極電機
好在渥拉斯頓瞭解情況之後知道他的設計遠遠超過了自己當年的簡單構想，他立刻向法拉第表示祝賀，但是戴維卻什麼也沒說。後來大家都懷疑，那些流言蜚語就是戴維放出來的，為什麼戴維跟自己的學生過不去呢？嫉妒。戴維隱隱約約地覺得，法拉第已經超過自己這個老師了。
此時的法拉第已經是法國科學院的通訊院士，然而，他在英國皇家學會還只不過是個年薪一百英鎊的實驗助理。明明是法拉第發現了氣體液化的方法，功勞卻要算到老師戴維的頭上。法拉第的朋友也為他鳴不平，他們聯絡了二十九位皇家學會會員，提名法拉第為皇家學會的候選人。戴維第一個跳出來反對，渥拉斯頓倒是第一個簽字支持法拉第。最後投票的時候，法拉第幾乎全票通過，唯一的反對票就是皇家學會主席——他的老師戴維，理由是法拉第太年輕了，而且沒有受過高等教育。然而他忘了，他自己二十四歲當選皇家學會會員時，也有著與法拉第相似的成長歷程，是個沒有受過高等教育的貧苦年輕人。
1829年，戴維和渥拉斯頓都去世了。人之將死其言也善，有人詢問病榻上的戴維，一生最大的發現是什麼？戴維意味深長地說：「是法拉第。」可惜法拉第已經是年近不惑的人了，大把的光陰就在戴維的壓制下白白流逝，戴維的嫉妒也害人不淺。
圖3-2 電磁感應實驗原理圖
戴維去世以後，法拉第總算可以研究自己喜歡的領域了。這些年來一個念頭一直縈繞在他心頭：既然奧斯特發現用電可以生磁，那為什麼不能用磁來生電呢？1831年，他的研究有了初步成果。那時候大家想得都很簡單，既然電流附近有磁性，反過來，磁性物質周圍是不是有電呢？他就繞了個大線圈，包裹著磁鐵，線圈裡面根本測量不到電流。後來又換成了兩個線圈，相互套在一起，一個線圈通電，看看另外一個有沒有電流（圖3-2）。法拉第發現，只有在線圈通電或者斷開的一瞬間，另外一個線圈才會有電流通過，而且非常短促，瞬間就消失了。這種不尋常的信號引起法拉第的聯想：難道「變化」才是問題的關鍵？之後法拉第又測試了兩個線圈發生相對運動的情況，實驗結果證實了他的猜想：只有變化的磁場才能感應出電流，恆定的磁場根本不行。於是他提出了電磁感應定律，在這個定律的基礎之上，發明了圓盤發電機。人類的發展史就此轉折，偉大的電氣時代出現了一抹曙光。
要說法拉第是個動手能力超強的科學家，這當然不錯，但是法拉第的偉大不止於此，他腦子裡深邃的思想一點兒也不比他的動手能力遜色。電化學裡面的一系列術語都是他發明的，比如陰極、陽極、離子等等。他還精確地總結出了電解定律，這是整個電化學的基礎。但這些都不是法拉第最重要的思想，他思想中最重要的精髓叫做「場」。
眾所周知，經典力學的祖師爺是牛爵爺。牛頓在描述萬有引力的時候認為引力是瞬間抵達，不需要傳播時間的，這在物理上稱作「超距」作用。同樣，安培等人也認為，超距作用不需要介質，電和磁也是超距作用，不需要傳播時間。但是法拉第跟他們想的不一樣：在磁鐵周圍撒上鐵粉，輕輕地振動一下，鐵粉就會顯示出一圈圈的紋路。這是怎麼回事兒呢？這些線條又代表什麼？法拉第管這些線條叫做「磁力線」（圖3-3），那麼是不是也存在電力線呢？完全有可能，電磁不分家嘛。假如電和磁都是需要傳播介質的，那麼傳播介質都會像鐵粉一樣有序排列嗎？需要什麼作為傳播介質呢？法拉第現在還沒法回答，他還注意到一個後來被稱為「法拉第效應」的奇怪現象，那就是在磁場裡，光的偏振方向會發生變化。電和磁已經攪成一鍋粥了，怎麼這個光又摻和進來了？光難道與電和磁有關係？這也聽到他這些理論的人都如墜五里雲霧一般，人們從來沒有懷疑過牛頓描述的超距作用，現在法拉第說的什麼磁力線電力線的，大家紛紛搖頭，他到底要幹什麼？
圖3-3 鐵粉呈現的磁力線
法拉第的思想超越了時代，不被理解也是正常的。1851年，法拉第寫了一篇文章 ——《關於磁力的物理線》，裡面講的就是磁力線與電力線的問題，他深信這些力線是存在的。電磁感應是怎麼回事兒呢？其實就是導體在做切割磁力線的運動。後來，法拉第的思想進一步發展，他認為磁力線並不是磁鐵在發射某種東西，而是空間本身固有的特性，物質可以改變磁力線的分佈狀況，磁力線是可以傳遞力的。法拉第慢慢地形成了一個新的理論——「場」，這也是他與電和磁打交道幾十年總結出來的思想。
法拉第漸漸老去，國家要賜予他爵士頭銜，他拒絕了，邀請他當皇家學會主席，他也拒絕了。法拉第一生淡泊名利，這與他老師戴維形成了鮮明對比。他是皇家科學研究所的富勒化學教授，這也是一個很重要的教職。皇家科學研究所每個禮拜都有對公眾開放的科學講座，法拉第經常光顧。後來有個年輕人常常在講座現場碰見他，這一天，這個年輕人興沖沖跑來，手裡拿著一沓稿子，他興奮地告訴法拉第，根據法拉第的思想，他寫了一篇論文，名字叫做《論法拉第的力線》。法拉第打開看了看，一臉茫然，他問道：「小伙子，你怎麼全搞成數學了？」
年輕人難免有些失望，數學不就是對物理學思想的總結與昇華嗎？法拉第的力線思想很重要，假如把不可壓縮流體裡面常用的「流線」概念與「力線」做個對比，就會發現這兩者相似點很多，電場強度就好比是流體的流速，用一種充滿空間的矢量來描述電磁場……
這個年輕人可能不會想到，英國著名的物理學家、化學家，號稱電學之父的法拉第，居然看不懂他寫的東西。這恐怕也是法拉第一生的遺憾，他沒有接受過完整系統的高等教育，對於滿紙的微積分符號，就像看天書一般。有人說，中學水平的代數，法拉第馬馬虎虎能過關，三角函數恐怕都不熟練，何況是複雜的偏微分方程組呢。
這個年輕人就是後來大名鼎鼎的麥克斯韋，他的經歷與法拉第大大不同。他來自蘇格蘭，自幼家境殷實，也是貴族家庭出身。十六歲進愛丁堡大學就讀，十九歲到劍橋深造，年僅二十五歲就成為馬歇爾學院的教授了，比別人平均早了十五年，而且還當上了系主任。現在，這個年輕人來到倫敦國王學院任教，因此才有機會參加皇家科學研究所的講座，由此可見，此人與法拉第完全不是一個路數。不過這一老一少保持了常年的友誼，儘管交往並不太深，但是彼此都尊重對方。他倆經常在皇家科學研究所的公開講座上碰頭，年輕人觀察著比自己年長四十歲的法拉第，他已經明顯地衰老了，經常忘事，剛說過的話，過不多久就會忘記，甚至叫不出自己的名字。他出現了失智症的跡象，記憶正在被一點點地吞噬。
「年輕人先別走，你名字叫，叫……」
「詹姆斯，詹姆斯·克拉克·麥克斯韋。上周跟你說過的……」
1867年，法拉第去世，在著名的威斯敏斯特大教堂裡有他的紀念碑，但他生前表示不願葬在威斯敏斯特大教堂，而是入土於桑地馬尼安教派的海格特墓園中，他的紀念碑旁邊就是牛頓的墓。想當年，法國的大思想家伏爾泰碰巧參加了牛頓的葬禮，他發出感歎：「走進威斯敏斯特教堂，人們所瞻仰的不是君王們的陵寢，而是那些為國增光的偉大人物的紀念碑，這便是英國人民對於才能的尊敬。」對啊！這就是英國，率先走進了工業時代的英國。
歷史總是充滿巧合，伽利略1642年去世，牛頓1643年出生，當年伽利略一次又一次地重複著斜面滑落實驗，不多久就迎來了滿腦子數學的牛頓。這兩位科學巨匠一個靠實驗觀察自然，一個總結成了數學規律，可以說是一對素未謀面的好搭檔。同樣，法拉第與麥克斯韋也是類似的關係，好歹兩人還常見面。法拉第做實驗，總結經驗，麥克斯韋則是把這些奇思妙想總結成美妙的數學公式，這些數學公式又揭示著天地間的真正奧妙所在。
麥克斯韋意識到，要想讓電磁學像牛頓經典力學一樣完善，那就必須把有關電和磁的所有現象總結成一整套完善的公式系統。現在看來，想完成這個任務，就必須按照法拉第的思想走下去。法拉第只用很少的幾個觀點就能解釋錯綜複雜的電磁學現象，這正是麥克斯韋需要的。1861年，麥克斯韋寫了一篇論文叫做《論物理力線》，在其中提出了分子渦流理論，用這個理論可以推導出電磁感應定律。1862年，論文再版的時候，麥克斯韋作了補充，增補進去的第一部分描述了「靜電場」和「位移電流」，第二部分則探討了偏振光的偏振方向在外磁場中變化的問題。電磁理論邁出了重要一步，麥克斯韋已經超越了法拉第。
就在這篇論文之中，麥克斯韋描述了一種「電磁波」。變化的電場產生變化的磁場，變化的磁場再產生變化電場，交替往復，電生磁、磁生電，就像一股橫波一樣，在以太中傳遞下去，以太就是電磁波的介質。麥克斯韋計算了這種波的傳播速度，令人吃驚的是，電磁波速與光速一模一樣。麥克斯韋鐵口直斷：光也是一種電磁波。他寫道：「我們難以迴避這一推斷，光與同種介質中引起電磁現象的橫波具有一致性。」
1864年，麥克斯韋發表了《電磁場的動力學理論》。他寫道：「這些結果的一致性似乎表明，光與磁是同一物質的兩種屬性，而光是按照電磁定律在電磁場中傳播的電磁擾動。」至此，一座宏偉的電磁學大廈即將建成，法拉第打先鋒，麥克斯韋為主將，「場」的理念終於在物理學中有了自己牢不可破的穩固地位，人類對於物體間相互作用的認識發生了飛躍。
1865年，麥克斯韋辭去教職，回家專心著書立說。在《電磁通論》這本巨著中，他完整地提出了一整套公式，涵蓋了電磁學的方方面面。先前安培已經創建了一套電動力學，但是沒法解釋電磁感應現象，也解釋不了庫侖定律，另外一派就是法拉第這一路的思想。把法拉第的思想變成完美的數學公式，數學王子高斯也曾經涉足過，但是高斯最終也沒能搞定這件事。高斯的高足黎曼也曾經幹過，但是一不留神，進度上落到了麥克斯韋的後邊，最終大家廣泛公認的電磁學理論大廈是麥克斯韋建立起來的。不過高斯和黎曼這爺倆在後邊還有出場的機會，現在先別替這二位著急。
麥克斯韋的第一步就是用類比的辦法，把電力線磁力線這些玩意看作是不可壓縮流體中的流線，這樣就可以寫出一套公式。但是類比不是嚴謹的物理學做派，在很多地方電磁場並不等同於流體的流場，不能隨便移植，還需要建立模型來描述整個電磁過程。於是麥克斯韋的第二步是建立分子渦流（圖3-4）假說。電磁波不是在以太中傳播的嗎？那好辦，以太的分子沿著磁力線旋轉，形成了一個個小漩渦，這一堆堆的小漩渦相互之間就像一個個互相咬合的齒輪，你轉我也轉。電介質的分子移動，可以看做是一種特殊的電流，叫做「位移電流」。這樣一來，磁生電，電生磁就可以像波浪一樣傳遞了，麥克斯韋在層層遞進，不斷深入。
圖3-4 分子渦流
麥克斯韋的每一步都走得不容易，第一步到第二步就間隔了五年時間，從第二步到第三步一樣花了將近五年時間。到了發表《電磁場的動力學理論》的時候，麥克斯韋的思想又出現了昇華：他放棄了分子漩渦假設，這意味著根本不需要以太這種傳播介質。但是麥克斯韋堅持了「近距作用」，說白了，還是否認了「超距作用」，電磁力不需要介質也一樣能夠電生磁，磁生電傳播出去。這種傳播當然不是瞬間達到，是需要花時間的。傳播速度也不是無限大，而是光速。當然麥克斯韋還是和當時的所有物理學家一樣，捨不得這個寶貝以太，他還念念不忘要想法子測量出以太相對於地球是否有運動，這也是不難理解的事情。麥克斯韋最終整理出了二十個方程式，過去大家常用的磁場力公式、庫侖定律、電流、電阻等等一大堆東西，都可以從麥克斯韋的電磁場方程推導出來，電磁學終於可以與牛頓的經典力學並駕齊驅了。
通過法拉第與麥克斯韋的努力，一種全新的概念擺在了人們的面前，那就是「場」。這個看不見摸不著，但是又實實在在的存在的玩意就成了物理學中很普遍的東西。場是物質嗎？是的，場是一種特殊的物質，雖然它看不見摸不著，但是場是可以檢測的，是可以傳遞力的。場蘊含著能量，電磁場是具有能量的，而且可以脫離波源而存在。遙遠的天體發出的光要跑上億年才能被我們看到，說不定在我們看到這些光的時候，那個天體早已經熄滅了，但是跑出來的電磁波不受波源的影響，照跑不誤。
麥克斯韋當年提出類比電磁場和流場思想的時候，受到了威廉·湯姆遜的影響。這個威廉·湯姆遜也是一個著名的物理學家，號稱「熱力學之父」。當然了，那個年頭很多細分學科都在草創期，所以這個「之父」那個「之父」特別多。1866年，威廉·湯姆遜受封為開爾文勳爵，他自己也很喜歡這個稱號，熱力學溫標最後就用了他的封號來命名，稱為「開氏溫標」，也叫絕對溫度，這當然是莫大的榮譽了。1871年，麥克斯韋預言光會產生壓力，電磁場具有動量。這一點很重要，打個比方吧：你被不知何處飛來的小石子打破了頭，感覺很疼，為什麼會這樣呢？從物理學上來講，那是因為石子蘊含著動量，也蘊含著動能。檢測到了這兩點，我們就能說小石子是個實實在在的物質，至於是不是你不留神得罪誰了，有人暗算你，那是另外一碼事了。
開爾文勳爵就是不相信麥克斯韋的這一套，麥克斯韋說電磁波會產生壓力，也就是說光會產生壓力，這怎麼可能呢？開爾文勳爵腦袋直晃，就是不認賬。1901年，科學家們排除各種干擾終於測量到了光壓，這下大家無話可說，不得不承認麥克斯韋的預言是正確的。
麥克斯韋的《電磁通論》在1873年出版，這是一部經典傑作。麥克斯韋電磁學的所有思想都體現在了這本書裡面，不僅僅是在電磁學領域，在統計物理學領域他也有著很大的貢獻，他還研究過光與色覺之間的關係。你可能想不到，世界上第一張彩色照片就出自麥克斯韋之手。在物理學領域，他已經與牛頓比肩而立，但是到他的電磁學理論真的被大家完全接受，還要不少的時間。因為電磁波還沒有被人實驗驗證，這要拖上好久才會被另一個天才檢驗到。
就在1871年，劍橋大學校長找到了麥克斯韋，要他擔任卡文迪許實驗室的領導。這個卡文迪許是英國著名的科學怪人，他是德文郡公爵的後裔，自小衣食無憂，但是一心喜愛科學。自己悶頭在家研究科學，性格脾氣也很古怪。他有好多成果都不拿出來發表，公開的論文也就二十來篇。但是他遺留下來的手稿是個豐富的寶藏，很多東西他都做了預見性的研究。劍橋大學校長自己掏腰包拿出一部分錢來給物理系設立了一個實驗室，就用卡文迪許的名字來命名。要說這位劍橋大學校長怎麼會捨得掏腰包自己花錢呢？因為校長威廉·卡文迪許本人就是卡文迪許家族的傳人，人家是正經八百的第七代德文郡公爵，以他家祖上大科學家的名字命名當然是順理成章的事情。
像牛津劍橋這種老牌大學有不少深厚的傳統，有不少教席都是有名字的，比如說劍橋大學的「盧卡斯數學講座教授」，牛頓擔任過，狄拉克擔任過，霍金也擔任過。再比如法拉第擔任的富勒化學教授，那就是皇家科學研究所設立的專門的教席。既然要設立卡文迪許實驗室，當然需要人來執掌，為此劍橋大學設立了一個教席，叫做「卡文迪許物理學教授」，第一任的人選就請到了麥克斯韋。麥克斯韋走馬上任執掌卡文迪許實驗室，他從無到有創建了這個實驗室，從房屋建造的一磚一瓦，到每一件試驗儀器的購置，都要他點頭批准才行。麥克斯韋為卡文迪許實驗室傾注了大量心血，此後，在後繼者瑞利、J·J·湯姆遜、盧瑟福等眾多科學家的努力下，卡文迪許實驗室不斷擴大，到現在已經涵蓋了整個劍橋大學物理系。卡文迪許物理學教授基本上相當於現在的劍橋物理系主任。這個實驗室不負眾望，至今為止培養出了二十九位諾貝爾獎得主，在科學界的地位舉足輕重。也許，對於我們來講，這才是麥克斯韋最大的貢獻，卡文迪許實驗室本身就是一座物理學的豐碑。
除此之外，麥克斯韋還在非常專注地做一件事，那就是整理那個前輩科學怪人亨利·卡文迪許的手稿。他這才發現裡面竟然有如此豐富的思想，這些資料包含了卡文迪許對地球密度以及水的微觀物質構成的探究。卡文迪許最出名的實驗就是測量出了地球的密度，繼而計算出地球的質量和萬有引力常數，這是非常了不起的成就。麥克斯韋在自己最後的日子裡，一直在整理這些手稿和資料。他心無旁騖，對於物理學以外的東西也不太關心。
此時的大英帝國正處於堪稱最為鼎盛的維多利亞時代，英國孤懸海外的地理位置也為麥克斯韋創造了相對安逸的環境。然而他不知道的是，安逸中醞釀著重大的變局，世界正在發生翻天覆地的變化：美國北方在南北戰爭中打贏了南方，美利堅開始崛起；歐洲大陸上，條頓騎士的後裔們也在四下征戰，他們要用鐵和血來統一德意志諸邦；英法聯軍在萬里之外的北京焚燬了萬園之園——圓明園。維克多·雨果評價此事時寫道：「有一天，兩個來自歐洲的強盜闖進了圓明園，一個強盜洗劫財物，另一個強盜放火……」
這個世界並不太平，但是你又分明感到有一股力量正在崛起，是剛剛統一的德意志？還是新大陸上那些剛剛崛起的富可敵國的大亨們？或者是其他一些什麼？
自從法拉第發現了電磁感應現象，電的用途大大擴展了。1832年，法國人畢克西發明了手搖式直流發電機，1866年，德國的西門子發明了自勵式直流電動機（圖3-5），1869年，比利時的格拉姆製成了環形電樞，發明了環形電樞發電機。作為精通電磁學的物理學家，麥克斯韋有一種預感，恐怕電這個玩意兒會改變人類的文明進程。從法拉第到麥克斯韋的這一段時間，恰好是歷史的一個大轉折期，一個新的時代已經悄然來臨……
圖3-5 西門子的電動機