19世纪他用四个方程式阐述了光的真相，影响到人类科技的每个领域

大约一百五十年前，光不再居住在天上，开始住在物质世界里，光成为可以买卖的货物，人造光，包括各种电器设备。驾驭人造光揭露了光本身的秘密，这个秘密非常特别，使我们对世界运转的了解起了革命性变化。

水晶能够让光线发生变化，它是透明的，能让光线通过，这没什么神秘的。但是当两块水晶合在一起光就消失了，它们把光线熄灭了。光好像违反了所有已知的自然规律。

詹姆斯-克拉克-麦克斯韦对那种现象非常着迷，也让他展开了研究之旅，结果让他发现当时最伟大的发现之一，他解开了光本身的神秘惊人特性。

麦克斯韦年轻时开始自己制作光学仪器，探索水晶的奇特性质。如今我们知道那是偏光镜片，但麦克斯韦感兴趣的并不是镜片在某个角度可以遮住光线，而是他可以用他的仪器看到肉眼看不到的东西。

麦克斯韦首先检查一片看起来并不起眼的玻璃，他把玻璃加热之后放进冰冷的水里，然后用他做的偏光镜观察玻璃，他看到很惊人的红色，黄色，绿色和蓝色线条图案，麦克斯韦第一次把玻璃的冷冻压力线条显现出来了。

麦克斯韦很疑惑，物理蛮力怎么可能影响像光这样不可捉摸的东西呢？他花几十年努力研究和了解张力对光线移动方式影响，最后得到的答案把物理学以及整个世界搞得天翻地覆。

麦克斯韦时代的英国是世界的工厂，英国贸易商，商人和工程师称霸全世界，英国建筑师能够建造最特殊的结构，像是用玻璃表演魔术的建筑。但是光本身让他们困惑，他们用光做的试验越多，遇到的问题也越多。

麦克斯韦看到张力对光的影响前几年，科学家发现另一种现象也会改变光线移动的方式，磁铁。他们在两片偏光镜片之间放置很重的玻璃，但这次不是让玻璃承受物理压力，而是使用强力电磁铁。当打开磁铁时，光线改变，这是很奇特的现象，磁铁怎么能影响光线呢？

而其他实验显示，光比我们看到的复杂多了，它好像跟某种神秘放射性有关系，这种看不见的能量可以使物体变热，甚至在黑暗里也能使感光纸变黑。

了解光线的这些奇怪特质成了维多利亚时代科学界最热门的议题，科学家们相信只要能解开光线之谜，就可以结合化学，力学，电力和磁力学，找出综合性的理论理解这个世界。

因此当麦克斯韦上剑桥大学时，光学不可避免地成为他研究的主要领域，他要结合两种以往从来没有面对面的科学，数学和工程学，这将是爆炸性的组合，这两门科学之间的火花会让麦克斯韦以从来没有人尝试的方式把数学当作工具，还可以协助他用全新方式研究光线。

令人惊讶的是，关于光线的最大启示来自令维多利亚社会着迷的另一个问题，电力和磁力之间的关系！

麦克法拉第在1831年做过展示，在一圈铜线圈附近晃动磁铁就会产生电流，只是没有人能够解释原因。麦克斯韦着手寻找一个数学解释，这好像不可能，他必须发明一种新数学语言。经过很多努力之后，他得到了四条惊人的方程式，第一次显示电力和磁力之间的精确关系，这本身就是了不起的成就，但还有更多的，因为还有其他东西隐藏在其中，光的真相就在里面。

方程式最初形容的现象并不是光线，而是电力和磁力，但如果你注意到电力和磁力跟这四条方程式互动的方式，就可以看到光线，电力和磁力之间也互相有关系，而且还不只这样，方程式里出现的数字是波在电磁空间里移动的速度，结果发现这些波移动的速度跟光速完全相同。

只可能有一种解释，光，电力和磁力必定是同样的东西，光是一种电磁波！这是科学史上对宇宙运行方式最透澈的一次了解，跟麦克斯韦同时代的人大多数没有办法理解，但对麦克斯韦而言，世界配合得很美。如果光是一种电磁波，那么光谱上的不同色彩相对应于光波以不同频率振动，红色是振动得比较慢的光波，当振动速度加快时，颜色从红色变成橙色，然后到蓝色和紫色，其他奥秘也迎刃而解，例如看不见的时候，也有光线存在，在可见光谱之外，的确有奇怪的东西，我们看不见的放射线！在接下来的几十年，这四条方程式造成非常大的冲击，它们影响此后的每一种新科技发展！