科学从业余转向职业，其结果是出现了专业化的受过训练的精英，以及促进职业科学家活动的机构的大量出现。这些社会的和理智性的变化发生在麦克斯韦的一生中，特别是1871年他被任命为剑桥大学实验物理学教授之后，有助于他科学思想和世界观的形成。1871年10月他在剑桥大学的一次讲演中，隐含地提到了那个时候“科学上努力的、神学上中性的、进步的、世俗的乐观主义”，这种科学上的努力一般被看成是对那个时代物质精神的表现。
麦克斯韦坚信科学的进步，坚信它能走向真理。他关于电磁学的研究，与实验室物理学电信工程技术的实际要求分了家。在19世纪60年代他参加了伦敦电的标准的研讨工作和后来的卡文迪什实验室的创建，这是他的科学生活的另一方面。
从精神上讲，他隶属于自然哲学家的传统，他关心物理学的哲学基础。自从笛卡尔、牛顿和莱布尼兹以来（17世纪），在物理学的理论探讨中，他占了重要位置。为了说明物理学理论的基础，他常常提出类比和可理解性问题，探讨物质与力这些概念的哲学含义，并检验热力学、力学法则的概念现状。虽然他的义务感促使他接受了大学的任命，承担起了在科学群体中社会的责任，但他最关心的还是一个自然哲学家最关心的东西。这正如他的终身密友和他传记的作者路易斯·坎贝尔所说的那样，“他有一种神圣的献身感，成年之后，依然保持着他童年时代的自发的欢乐”。
麦克斯韦主张一种传统的科学文化价值观，他不同情他那个时代推进科学进步的世俗化和科学职业的权威运动。他强调道德的与神学的价值。但他又反对正统，以及物质进步的利益。
他把科学的研究与个人主义的理解结合在一起，并把这看成是通往认识科学知识范围的界限。1860年在伦敦国王学院的讲演中，他宣布：在完成科学发现的同时，我们必须在某种程度上感到相同的认识热望，以及获得知识的相同的快乐，这就鼓励了和活跃了科学。科学的研究鼓励了神学的义务，我们将发现物理学的一个特别作用是引导我们去限制可理解性。，但是，他又终身持谨慎态度：科学只能提供理智的启蒙。他指出，对未经检验的假设持乐观主义的他的某些同代人，指望科学家阶层去批驳蒙昧主义，进行科学的、世俗的启蒙，这种特别的信仰是一种实证论者的要求。1868年他告诉马克·帕提森，“对法则普遍确实性的实证主义者的要求是不能达到的目标”。
1873年他对剑桥的同事们说，他研究过这种假设——“未来的物理科学只是过去物理学放大了的形象”。对于不严格的计算来说，自然不可能是完全透明的，我们可以认识到完全知识和完善的可预见性的限制，只是在这种情况下，科学家才可以预言接近正确的结果。他坚决反对那种自诩的熟悉了上帝预知条件的狂妄自大，科学的认识是有边界的。
17世纪中叶到19世纪末叶，是经典物理学发展到成熟的时期。在此期间，对物理学的发展起了决定性作用的是牛顿和麦克斯韦，牛顿提出了物质间的普遍相互作用和机械运动的一般规律，麦克斯韦则提出了电磁场理论。牛顿的理论在应用方面取得了巨大成功，形成了机械论的世界观。牛顿把万物都看成机器，把一切运动都看成机械运动。在力学大发展的同时，电磁现象与光学也受到物理学家们的注意，起初，他们用机械论来解释这类现象，但都失败了。是法拉第、麦克斯韦的努力，才建立了包括荷电粒子与电磁场相互作用以及电磁场运动变化规律的电磁场理论。这样，牛顿的运动定律和万有引力以及电磁场理论就构成了经典物理学的基石。当然为了处理气体、固体和液体等各粒子体系，还要引入统计规律，但在原则上可以从概率论原理与上述力学和电磁学规律中导出来。所以，到19世纪末许多物理学家认为，物理学的体制已经完备，物理学的基本任务已由牛顿和麦克斯韦完成，以后的工作仅是锦上添花了。
然而，物理学的研究，却正酝酿着重大变革，这主要表现在物理学已开始深入到物质的微观结构，以及有关光速在不同惯性系有无变化的种种表面上相互矛盾的实验现象。20世纪的前20年，物理学建立了相对论和量子论，它们都是物质相互作用及运动规律最普遍的物理学理论。相对论规定在一切惯性系中，运动的规律都相同，经典力学、量子力学以及场的运动规律，都要遵守这一规则。相对论还规定，物质问不能发生超距作用，每个原点都只能影响它周围的场，通过场，以不大于真空光速的速度向四周传播其影响。
量子论则规定，物质只能通过交换量子而与场相互作用。
不同的场，有不同的场量子。在运动规律方面，量子论认为，在微观世界里，经典力学不适用，应为量子力学所代替。量子力学认为，质点具有波粒二重性，不再有确定的轨道，对某些物理现象只能推算出其出现的概率，而不能像经典力学那样作出明确的推断。所以在微观世界中打破了机械决定论。量子力学在原子分子物理及固体物理等物质微观结构方面获得的巨大成功使人坚信，一旦弄清了体系的相互作用和运动规律，就可能获得该体系的全部知识。就此而论，它与经典物理学的差别仅仅在于所指全部知识在内涵上的差别。因此，在把基本运动规律和相互作用看成是物理研究的基础与前沿方向，与经典物理学又没有差别。正是在这个意义上，我们可以说麦克斯韦是20世纪物理革命的先驱者。
我的目的是全面介绍麦克斯韦的生平、科学观与世界观，但尽可能少使用关于这方面的专业词汇。
自然哲学家是一个深刻意识到物理的历史之根和它哲学含义的学者。
形成麦克斯韦自然哲学的原因有其宽广的背景：类比与几何学，力学与统计学的表述。麦克斯韦的工作与思想，从历史的角度看，受益于那种文化与历史的传统——爱丁堡的实验物理学和形而上学，剑桥的数学和科学哲学，正是这些东西，培育了麦克斯韦，促进了他理智的发展和天才之花的绽放。
研究物理学史的人，传统上讲麦克斯韦的科学是从麦克斯韦在物理学的两个主要领域引起了大革命的视角出发——
电磁理论麦克斯韦方程和光的电磁理论，气体动力学理论和统计物理学。在这方面，国外已出版了一些很好的书。如果这种关心是发展麦克斯韦方程，或者推进他数学物理学的统计方法的话，这个参照系是好的，但是，很少有人把麦克斯韦的物理学看成是整体性的理智的努力和创造，把他看成是一个思想家，如果我们这样去研究历史的麦克斯韦，那么就把我们的研究限制在一个狭小的范围，这就把读者的视野大大缩小了。
我力图找到对麦克斯韦理论的世界观和实践观更为广泛的解释。我的论点建立在对麦氏全部著作研究的基础之上。这本书的内容既涉及到年代、科学及文化的背景，又不详尽地解释了一些物理学的内容。由于作者水平所限，难免会出现一些错误，热诚地希望读者们提出批评与补充意见。
我校物理学教师楚卫东博士从头到尾认真审阅了这本书，提出了十分宝贵的修改和补充意见，对他的严谨态度，认真精神，我在这里表示衷心感谢。
周兆平
2000年8月
北京潘家园
