本文寫於麥克斯韋100週年誕辰紀念日，收錄於《詹姆斯·克拉克·麥克斯韋紀念文集》（James Clerk Maxwell: A Commemoration Volume），劍橋大學出版社，1931年。
相信有一個獨立於可感知主體的外部世界是所有自然科學的基礎。然而，因為感性知覺只能間接地給出外部世界或「物理實在」的信息，我們便只能用猜想的方式把握「物理實在」。由此可見，我們對物理實在的觀念永遠不可能是最終確定的。為了以邏輯上最完美的方式適當處理已知事實，我們必須時刻準備好改變這些觀念，也就是說，物理的公理基礎。事實上，從物理學的演變來看，隨著時間的推移，這個公理基礎已經發生了深刻的變化。
自從牛頓奠定了理論物理學的基礎之後，物理學的公理基礎——換句話說，我們關於實在結構概念的基礎——最偉大的變化，來自法拉第和麥克斯韋在電磁現象方面的工作。下面，我們將通過研究過去和現在的發展來更加清晰地闡明這一點。
根據牛頓體系，描繪物理實在的概念有：空間、時間、質點和力（質點相互作用）。在牛頓看來，物理事件是空間中由確定規律支配的質點的運動。當處理實在中發生的變化時，質點就是我們描述實在僅有的模型，只要現實能夠變化，質點就是唯一的現實代表。質點概念的來源顯然是可見的物體；質點被想像成一個能移動的物體，但是被剝去了其大小、形式、空間方向和全部「內在」特性，僅留下慣性和平移，還增加了力的概念。物體曾引導我們在心理上形成「質點」概念，現在它們本身必須被理解為一個由許多質點組成的重要的質點系。應該指出，這種理論體系基本上是原子論的和機械論的。一切事件都以純粹機械的方式解釋，也就是說，像按照牛頓運動定律的質點運動一樣簡單。
這一體系最令人不滿意的一面（除了最近再次被提及的「絕對空間」概念包含的困難）在於它對光的描述。依照其體系，牛頓也設想光是由質點構成的。既然如此，當光被吸收時，構成光的質點會變成什麼？即使在牛頓時代，這個問題也是亟待解決的。此外，人們必須在討論中假定兩種完全不同的質點，分別表達重量和光，這無論如何也不能令人滿意。後來又加上第三種質點——電微粒，同樣具有完全不同的性質。進一步講，不得不用完全主觀的方式去假設能決定物理過程的相互作用力，這是一個根本缺陷。儘管如此，這一實在的概念還是有很多用處，可人們為什麼要被迫放棄它呢？
為了使自己的體系完全數學形式化，牛頓不得不發明微商的概念，提出全微分方程形式的運動定律——這也許是有史以來，個人單槍匹馬有幸做出的最偉大的思想進步。為達到這個目的，偏微分方程並非必要，牛頓也沒有系統地使用過它們。但是變形體力學公式化需要偏微分方程，這是因為：在這些難題中，質點應該怎樣構成物體這一問題，一開始並不重要。
因此，偏微分方程以女僕身份進入理論物理學，逐漸成為女主人。這始於19世紀，那時在觀測事實的壓力下建立了光的波動理論。空的空間中的光被解釋為一種以太的振動。當然，在那個時代，將以太視為某種質點的聚集物看來是有點兒隨便。這裡，偏微分方程第一次作為物理學基本實在的自然表述出現。在理論物理學的一個特定部門中，連續場因此作為物理實在的描述和質點一起出現。甚至到今天，這種二元論還存在，雖然它肯定讓每個追求和諧秩序的思想者感到不安。
即使物理實在的觀念不再是純粹原子論的，那時它仍然是純粹機械論的；人們仍試圖用慣性物體的運動解釋所有事件；看起來實在是想不到別的看待事物的方式了。然後，偉大的變革來臨了，它將永遠和法拉第、麥克斯韋以及赫茲的名字聯繫在一起。這場變革的最大貢獻者是麥克斯韋。他證明，當時有關光和電磁現象的全部知識都可以用他著名的微分方程組表示，其中電場和磁場作為因變量出現。麥克斯韋試圖用力學模型的知識結構去解釋或證明這些方程。
但是他同時使用了幾種這樣的結構，卻都沒有真正重視它們，以至於本質的東西看起來只有方程本身，場強是根本實在，無法再歸結為其他東西。到了世紀之交，電磁場概念作為一種根本實體被廣泛接受了，嚴肅的思想家已經認為用機械論來解釋麥克斯韋方程，既不需要也無可能。不久之後，實際上他們反而在麥克斯韋理論的幫助下，沿場論方向嘗試解釋質點及其慣性，然而現在也沒有完全成功。
不考慮麥克斯韋一生在物理學的不同重要領域中做出的重要個人成果，只關注他在關於物理實在的本質概念中引發的變革，我們可以說：在麥克斯韋之前，人們設想物理實在——就它應該代表自然中的事件來說——是質點，其變化僅僅由服從全微分方程的運動構成。在麥克斯韋之後，人們則設想物理實在是連續場描述的，連續場服從偏微分方程，不是機械論能解釋的。實在概念的這一變革，是物理學自牛頓以來最具深遠意義和富有成效的變革；但同時必須承認，這個程序絕沒有完工。物理學中後來發展出的成功體系，只不過代表了這兩種體系之間的妥協，因此都具有暫時的、邏輯不完備的特徵，哪怕它們在某些細節上可能已經取得了很大進步。
這些成功體系中第一個要提的是洛倫茲電子理論，其中場和電微粒作為理解實在的等價要素一起出現。接下來是狹義相對論和廣義相對論，它們儘管完全基於與場理論相關的觀念，迄今仍不能避免獨立引入質點和全微分方程。
理論物理學中最近最成功的創造，即量子力學，根本上不同於兩個體系——為簡潔起見，我們稱它們為牛頓體系和麥克斯韋體系。因為量子力學定律中出現的量不試圖描述物理實在本身，而僅僅是一種被考察的物理實在發生的概率。依我看，量子力學邏輯上最完美的闡述應歸功於狄拉克，他正確地指出，舉例來說，很難給出一個光子的理論性描述，能給出足夠信息來判定它是否通過了（傾斜地）放置在它路徑上的偏振器。
哪怕量子力學最終能以令人滿意的方式符合廣義相對論的假定，我仍傾向於認為：物理學家不會長期滿足於這類對實在的間接描述。我確信，到那時我們必須重新嘗試繼續可以恰如其分地以麥克斯韋冠名的程序，即滿足偏微分方程組而不帶有奇點的場，來描述物理實在。