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詹姆斯·克拉克·麦克斯韦是爱丁堡一个富裕律师的独子。他很早就显露出数学和物理的高超天赋，在气体和热理论，以及土星环的动力学分析等领域做出了巨大的贡献。但他最大的成就，是通过纯思维的方式拓展了电磁学的定律。他设想了一个特别的实验装置，其中有交流电在电路中来回流动。电路里有一个电容，这是一种由两块金属板组成的元件，中间夹着一层很薄的绝缘体，原则上可以是真空。电流流到一块金属板上，使它带正电，从另一块金属板流出，使它带负电。麦克斯韦运用安德烈-玛丽·安培提出的法则计算这个电路产生的磁场。他在1865年证明，如果以不同的方式运用安培的法则，就会得出全然不同的结果，除非电容金属板之间的绝缘体中也有电流通过。这个结果使麦克斯韦提出假设，认为随时间变化的电场会产生“位移电流”。从数学上看，原先的微分方程表达了传统电流与它生成的磁场的关联，而这假想的电流在其中添加了额外的一项。
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这个额外的项带来了惊人的影响，它使得电场和磁场能够相互维持，而不需要电荷参与其中。在此之前，电场围绕在带电物体周围，磁场则围绕在通电线圈周围。但有了这个额外项后，随时间变化的电场能够生成一个随时间变化的磁场。迈克尔·法拉第已经证明，这样的磁场可以生成随时间变化的电场。因此，在不需要任何电荷参与的情况下，这个磁场又可以重新生成原先的电场！这个惊人的结论正确吗？方程中的额外项是否是愚蠢的错误？
麦克斯韦计算了电场和磁场的耦合振荡在真空中传播的速度，结果与光速测量值在实验误差内吻合。于是麦克斯韦得出结论说，他的额外项是正确的，光是电场和磁场相互维持的振荡。因为光的波长非常短（约为0.0 005毫米），所以振荡频率一定很高。频率较低的振荡对应较长的波长。1886年，海因里希·赫兹发射并检测到了这样的“射电”波。
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因此，麦克斯韦重新解释了一个古老的现象——光。他将传统的物理学定律应用于思想实验之中，然后论证这些定律需要修正，从而使整个理论前后 一致 ，并由此预言了一种全新现象。这一步，石破天惊。
