法拉第、麥克斯韋和赫茲
19世紀，在物理學中產生了許多革命性的進步，盡管這些進步——無論就其科學內容或思想內容來說——沒有哪一個像達爾文革命那樣產生過世界性的影響。19世紀物理學所取得的成功，包括新的能量學說及能量守恒定律，光的波動說，氣態運動論和統計力學，電流定律，磁學和電磁學理論，電動機和發電機原理，新的光譜（分光）學說，關於輻射和吸收熱量的發現，把輻射擴展到紅外線和紫外線輻射，以及其他許多諸如此類的進步等等。但是，多數物理學家以及現代物理學的新一代曆史學家一致認為，其中最深刻的一場革命——即使不是唯一的最深刻的革命——是以麥克斯韋的理論而著稱的革命——人們有時把這場革命歸功於麥克斯韋和邁克爾·法拉第，而且有時也被人們比較公正地歸功於法拉第，麥克斯韋和海因利希·赫茲三人。麥克斯韋革命的重要性在於，它不僅對電、電磁和光的理論作了根本的修正，而且是對牛頓的自然科學的思想體係的第一次大規模的修正。
雖然這次革命的某些特點可以被所有讀者理解，但是，麥克斯韋思想的核心或精髓，甚至對於許多受過物理學訓練的曆史學家來說，也是難以把握的。這裏的一個主要問題是要弄清楚邁克爾·法拉第的思想與麥克斯韋所發展了的理論之間的聯係。毫無疑問，法拉第的貢獻是極為重要的，其中包括他關於磁場是由力線組成的重要概念以及關於電磁感應的傳導並不是瞬間完成的而是需要時間的非凡的見識。不過，法拉第從根本上說是非定量的和非數學的係統表達並沒有產生他所說的傳導時間的一個數值。在他的《論法拉第的力線》一文中，麥克斯韋極力讚頌法拉第的含蓄的思想，並且更進一步說，“雖然完全清楚地知道空間、時間和電（磁）力的基本形式，但是，也許是為了科學的利益，法拉第並沒有成為一個職業數學家”。法拉第“用自然的非技術的語言”表述了他的思想，而且，——麥克斯韋說——“我寫作這篇論文主要是期望使這些思想成為一種數學方法的基礎”。所有研究過這一學科曆史的人們都告誡我們，如果把麥克斯韋的“貢獻僅僅看作是在闡釋方麵的貢獻，那麼就會嚴重低估它的價值”（特裏克爾，1966，102）。正如M.普朗克曾經雄辯地指出的，“麥克斯韋具有豐富的想象力和數學見識。他遠遠超出了他曾對其觀點進行概括、歸納並使之更為準確的法拉第”。麥克斯韋“因此創造了一種理論，這種理論不僅可以與被公認為正確的電和磁的理論相比擬，而且最終完全超越了它們”（1931，57）。
曆史學家以及具有曆史意識的科學家們一致認為，如果麥克斯韋在創立一種數學理論的過程中沒有對法拉第的思想進行深刻改造，法拉第的那些論文可能永遠不會引起一場革命——因此我們也可以稱麥克斯韋的數學理論為法拉第.麥克斯韋理論。麥克斯韋不僅把法拉第的思想改造成為具有數學形式的思想，而且發展了一種把靜電學和電磁學的基本原理與光速聯係在一起的量的表達方式——這一成就使電磁理論的道理更為明晰，並且開辟了通過電磁波的實際生成而進行實驗檢測的可能性。承認法拉第在麥克斯韋思想形成和發展過程中的作用，強調了產生麥克斯韋的理論的創造性的轉變過程，但是決沒有減低或輕視麥克斯韋對麥克斯韋革命的重要貢獻。就威廉·湯姆森對這場革命的貢獻來說（見下文），這甚至是更為真實的，因為，“湯姆森非凡的才華產生的是有說服力的非係統的見識，而不是完滿的理論”（埃弗裏特1974，205）。通過運用湯姆森形象化地描述電的現象的方法以及湯姆森“把能量原理運用到電學之中”的結果，麥克斯韋才能夠認識到它們的重要性。
麥克斯韋在1855—1856，1861－1862，1863，1864和1865年發表的一係列論文中發展了自己的思想，而且在1873年的《論電和磁》一文中，這些思想基本最終形成。但是，在此後幾年，這一革命性的新的學說仍然隻是理論上的一場革命，而且，隻是當海因利希·赫茲的工作證實電磁波之後，它才成為科學中的一場革命。由於這一原因，這場革命有時被人們稱為法拉第-麥克斯韋-赫茲革命；甚至那些探討麥克斯韋的革命性工作的人們也都指出，這場革命並不是麥克斯韋一個人所引起的革命。例如，阿爾伯特·愛因斯坦討論了“將永遠同法拉第、麥克斯韋和赫茲的名字聯係在一起的偉大變革”（1953，161；1954，268）。但是，他又立刻補充說，“麥克斯韋對這場革命作出了最大最重要的貢獻”。在另外一個場合，他則無意中忽略了赫茲，而且隻是提到“法拉第和麥克斯韋在電動力學和光學中所引起的革命”；他說，這場革命是“自牛頓以來，理論物理學中第一個偉大的重要的進步”（1953，154－155；1954，257）。但是，愛因斯坦在他的自傳中僅僅談到“麥克斯韋的理論”，並且說，在他還是一個學生的時候，這一理論就顯得是“革命性的”理論（希爾普，1949）。
麥克斯韋對法拉第思想的改造
這一改造過程可以在麥克斯韋著名的論文“論物理中的力線”中看到。在討論法拉第關於在某個存在磁力線的空間中必定存在某種應力的思想時，麥克斯韋實際上在開始提出了這樣一個問題：空間要展現法拉第的假設所需要的實際的應力分配，究竟需要哪一種傳導體呢？C.W.F.埃弗裏特追溯了麥克斯韋用以吸取蘇格蘭工程師W.J.M.蘭金的思想以及威廉·湯姆森（開爾文勳爵）的結論從而創立自己關於物理中的力線的理論的途徑。在這裏我們可以看到對科學思想作權威改造的過程的要素，這一改造產生出一種全新的思想，電可以“通過空間傳播”，而且不一定僅僅是“局限於導管的一種流體。麥克斯韋在他的論文的結論中談到人們所說的一個“驚人的發現”——這個新提出的導體的振動不僅將證明磁力線，而且也將具有與光同樣的性質”。麥克斯韋用斜體字的方式表達了他的結果與眾不同的特點。他寫道（1890，1：500），我們“幾乎不可能回避這樣一個推論：光是一種介質中的橫向波動，這種介質也是電磁現象的起因。
但是，甚至就此而言，麥克斯韋思想的萌芽也可以在法拉第的一篇值得注意的論文——載入1846年5月《哲學雜誌》中的一篇題為“對光線一振動的若幹思考”的論文——中找到。在這篇論文中，法拉第提出，關於“輻射是力線中一種高級形式的振動”的大膽看法，是“一種思辨的影子”。在這篇論文中可能最使我們感興趣的是——正如西爾維納斯，P.湯普森在1900年（p.193）指出的——它沒有引起人們多大的注意，甚至比較早地為法拉第寫傳記的人也都沒有注意這篇論文。因為這些人是在麥克斯韋的光的電磁理論被普遍承認之前寫作傳記的，所以他們在其中還尚未認識到人們後來賦予它的重要性。約翰·廷德爾（1868）把法拉第的思索僅僅看作是“曾經由一位科學家所進行的最卓越的思辨之一”而不予考慮。亨利·本斯·瓊斯在1870年隻是用半行字順便提到過它。約翰·霍爾·格拉德斯通在1872年甚至都沒有提及它。但是，麥克斯韋後來說，“橫向磁場幹擾的傳播排斥正常磁場的看法顯然是法拉第教授在他的‘對光線一振動的若幹思考’（1890，1：535）中提出來的”。在麥克斯韋看來，“他[法拉第]提出的光的電磁理論，實質上與我在這篇論文中開始展開的理論是同一理論，隻是在1846年沒有任何數據測算傳播的速度”。我同意C.W.F.埃弗裏特的看法，即對麥克斯韋對法拉第“對光線振動的若幹思考”所作的評論要有所保留，因為，那篇論文的“任何直接的影響”在麥克斯韋思想的發展過程中都可以清楚地看出。“這些評論是在事後幾年作出的，而且是麥克斯韋堂吉河德式的慷慨的一個例證。他在那時與法拉第和湯姆森的信件中的評論並未表示出任何這樣的影響”。
在關於麥克斯韋對物理學的貢獻的一篇評論（1896，204205）中，R.T.格萊茲布魯克提請人們注意麥克斯韋理論的五個基本特點並且“承認，在麥克斯韋所處的時代，沒有多少關於它們的直接證據”。麥克斯韋所作的最大膽的設想之一就是，維持光波的同一種介質必定能夠成為電磁場中的介質。他斷言，在空間中必定存在電磁波.而且，作為空間分析方麵的一位先驅，麥克斯韋指出，把電的單位即靜電單位和電磁單位的兩種係統聯結在一起的因素是一種速率，而已事實上有一個非常接近光速的數值、這意味著，光本身就是一種電磁現象，是一連串的電磁波。麥克斯韋在1864年想說、數字的結果似乎“揭示了光和磁是同一種物質的作用，而且，光是一種根據電磁規律通過場傳播的電磁幹擾。”