思想的宝贵价值，但同时也看到法拉第在定性表述上的弱点，遂决定用自己的数学才华来弥补这一缺憾。

第二年，麦克斯韦发表了他的第一篇电磁学论文《法拉第的力线》。在该论文中，麦克斯韦列出了一个用于描述电流与磁力线的四个矢量之间关系的一套方程组。用这个方程可以得出电磁感应建立时的电动势和一个电磁系统的总能量，用新的函数提供了方程式以表示寻常磁作用、电磁感应及闭合电流之间的力。麦克斯韦循着法拉第的想法，把这种函数叫做电致紧张函数。

这篇论文是麦克斯韦迈入电磁学大门的第一步，虽然基本上是对法拉第力线概念的数学翻译，但却是重要的一步，因为麦克斯韦从人手开始就使用了数学方法，而且又是选定了法拉第学说的精髓——力线思想，作为自己研究的起点，这是一个极好的开端。

1860年，当麦克斯韦终于在伦敦见到了仰慕已久的法拉第时，有传记作家这样形容那天的场景：

“在阳光下，两个伟大的人物的见面有着划时代的意义。他们不仅在年龄上相差40岁，在性情、爱好方面也迥然不同，可是他们对物质世界的看法却产生共鸣。这是一个奇妙的会面，法拉第快活、和蔼，麦克斯韦严肃、机智。老师是一团温暖的火，学生是一把锋利的剑。”

见到麦克斯韦后的法拉第，十分感慨：

“我从不认为自己的学说就是真理，但你是真正能够理解它的人。”在麦克斯韦看来，“因为人的心灵各有不同类型，科学真理也就应该有各种不同的表现形式，不管他以具有生动的物理色彩的粗犷形式表现，还是以一种朴实无华的符号形式来表现，它都应当被当做是同样科学

的。”他的这番话既道出了对“引路人”法拉第的尊敬，也表明了他日后在电磁学上走得更远、挖掘得更深的可能性。

法拉第用直观形象的方式表述的真理，麦克斯韦却用惊人的数学才华将把它概括出来，并提高到理论的高度，所以他的认识更深入事物的本质，因而也更带有普遍性。

奠基卡文迪许实验室

几经周折，40岁的麦克斯韦终于被选为卡文迪许实验室的首任教授，物理学界盼望正当壮年的他能带领卡文迪许走向辉煌。事实是，仅仅8年后，麦克斯韦就因罹患癌症，英年早逝。纵然如此，作为一位伟大的理论物理学家，电磁理论、气体分子运动理论和统计物理学的主要奠基人，他仍将此后全部的精力投入到卡文迪许实验室的筹建和实验物理的开拓事业上。

卡文迪许实验室1872年破土，1874正式完工。在整个筹建过程中，从设计、施工、仪器购置，到大门上的题词，麦克斯韦都亲自过问。麦克斯韦和剑桥的其他科学家、建筑师一起对卡文迪许实验室进行了非常详尽的设计，使这座实验室表现出许多独创的特征：它拥有宽敞的走廊和楼梯，因为实验室需要很大的水平距离和垂直距离；一个无铁的磁测量室，里面装有放置灵敏仪器的抗震桌，这些抗震桌用从屋顶支架上垂下的钢琴弦维系着……1876年以后，为了维持实验室的运转，麦克斯韦还把自己的大量积蓄拿出来，用以添置设备。

相较以上这些，最为人津津乐道的还是麦克斯韦给卡文迪许留下的极其宝贵的精神财富，这包括：他提出的建室宗旨、性质和一系列方针政策。

最早，在卡文迪许实验室的橡木大门上镌刻着一句诗：

Magna opera Domini exquisitein Omnes voluntates ejus

这是麦克斯韦从《圣诗101首》中选出来的，它作为卡文迪许实验室的宗旨和座右铭激励着一代又一代的科学家。后来在1974年卡文迪许新址落成后，这句诗被译成英文再次刻在了实验室的新门上。诗意大致是；主的创造是伟大的，这要由那些对其怀有强烈兴趣的人，去探索，去发现。人们后来常常把卡文迪许的诸多成就、培养出众多优秀人才的原因归结在这条宗旨上。这条宗旨体现了卡文迪许实验室在教学和研究上的博大精深，对大千宇宙自由而无止境的探索精神。

麦克斯韦为卡文迪许实验室定下的性质是用物理实验和准确测量的方法，将研究精神注入教学之中，不断提出新的思路和新研究领域，为物理学的发现服务。这个性质确定了卡文迪许务求实验的可靠性和准确性的严谨治学作风，并延伸成为现代科学中以严谨、透彻和新想法蓬勃涌出的剑桥学派的主要特征。

1871年10月，麦克斯韦在一间阴暗的化学系教室里发表了他的就职演说。当时，在场者寥寥可数，然而他们却见证了卡文迪许实验室优秀学术传统和学风的诞生。在麦克斯韦的就职演说中他提到：

我们在明显的科学证据的基础上，不仅要提供和传辐真实的科学原理，而且要提供和传播深刻的批判精神。

科学教育应当立足于说教与基本感觉相结合。不仅要训练学生眼睛敏锐、耳朵明快、触觉灵巧和手指敏捷，还要将教学与可靠的感知密切地联系起来，使思想大大活跃。

让助手和学生自己动手制作仪器和完成实验。一个敢于将仪器拆成零件并自己动手实验而做错了的学生，往往比用经过教师调整好的仪器而做对了的学生收获更大。

实验应分为教学用的表演实验和科研用的研究实验两种。前一种的目的是使学生将实验观察到的现象与学到的科学概念、理论相结合、印证，以便牢固地掌握知识，后一种的目的是测量看到的东西，得出数量大小的准确估计，以便提出新的想法和开拓新的研究领域。

实验室的主要工作是熟悉、比较和评估各种科学方法，强调科学方法的重要性。

多做推测性的练习，在理论与实验脱节之处用推测尝试求解的途径。

提倡全神贯注和现身科学的精神。

在卡文迪许的最后几年里，麦克斯韦发表了他的学术巨著《热理论》和《电磁论著》，直到1879年，生命的最后一年，他仍在课堂上向学生传授着他的电磁理论。由于理论的艰涩难懂，此时课堂空空荡荡，仅有他和两名学生，其中一个学生正是后来发明电子管的弗莱明。这种踽踽独行的场景在麦克斯韦的科学人生中已司空见惯。

1931年纪念麦克斯韦诞辰100周年时，他建立的电磁理论早已蜚声全球，他的遗骨被英国政府和皇家学会移到伦敦威斯敏斯特教堂，安葬在牛顿的墓旁，以此表彰他在科学史上的不朽功勋。

由于麦克斯韦倡建了实验物理教学和研究体制，以及他的继任者瑞利男爵的推波助澜，和J．J．汤姆森果断地将研究方向转向气体放电和面向世界招揽优秀人才的种种得力措施，使卡文迪许实验室在现代科学革命伊始便奠定了良好的基础，有准备和有组织地参与了现代科学革命，并成为这次科学革命的主力军。