其中必有關聯

詹姆斯 · 克拉克 · 麥克斯韋是愛丁堡一個富裕律師的獨子。他很早就顯露出數學和物理的高超天賦，在氣體和熱理論，以及土星環的動力學分析等領域做出了巨大的貢獻。但他最大的成就，是通過純思維的方式拓展了電磁學的定律。他設想了一個特別的實驗裝置，其中有交流電在電路中來回流動。電路里有一個電容，這是一種由兩塊金屬板組成的元件，中間夾著一層很薄的絕緣體，原則上可以是真空。電流流到一塊金屬板上，使它帶正電，從另一塊金屬板流出，使它帶負電。麥克斯韋運用安德烈—瑪麗 · 安培提出的法則計算這個電路產生的磁場。他在1865年證明，如果以不同的方式運用安培的法則，就會得出全然不同的結果，除非電容金屬板之間的絕緣體中也有電流通過。這個結果使麥克斯韋提出假設，認為隨時間變化的電場會產生“位移電流”。從數學上看，原先的微分方程表達了傳統電流與它生成的磁場的關聯，而這假想的電流在其中添加了額外的一項。

這個額外的項帶來了驚人的影響，它使得電場和磁場能夠相互維持，而不需要電荷參與其中。在此之前，電場圍繞在帶電物體周圍，磁場則圍繞在通電線圈周圍。但有了這個額外項后，隨時間變化的電場能夠生成一個隨時間變化的磁場。邁克爾 · 法拉第已經證明，這樣的磁場可以生成隨時間變化的電場。因此，在不需要任何電荷參與的情況下，這個磁場又可以重新生成原先的電場！這個驚人的結論正確嗎？方程中的額外項是否是愚蠢的錯誤？

麥克斯韋計算了電場和磁場的耦合振蕩在真空中傳播的速度，結果與光速測量值在實驗誤差內吻合。于是麥克斯韋得出結論說，他的額外項是正確的，光是電場和磁場相互維持的振蕩。因為光的波長非常短（約為0.0 005毫米），所以振蕩頻率一定很高。頻率較低的振蕩對應較長的波長。1886年，海因里希 · 赫茲發射并檢測到了這樣的“射電”波。

因此，麥克斯韋重新解釋了一個古老的現象—光。他將傳統的物理學定律應用于思想實驗之中，然后論證這些定律需要修正，從而使整個理論前后一致，并由此預言了一種全新現象。這一步，石破天驚。