為什麼天是藍的?：麥克斯韋

在我們生活的世界中，除了空氣以外，還有一樣看不到、聽不見、也摸不著的東西，但地球上的生命得靠它來維持，你知道那是什麼嗎？那就是電磁波。而預言電磁波存在的就是電磁學的鼻祖麥克斯韋。他把「電磁波」的性質歸納在一套公式裡，所有跟電磁有關的現象，全都得乖乖的依照這一套公式運行。

麥克斯韋可能不是個家喻戶曉的人物，但是如果讓物理學家來投票的話，他一定被會推選為繼牛頓之後，影響力最大的科學家，而愛因斯坦也是這樣推崇他。想認識這位能與牛頓、愛因斯坦相提並論的科學家嗎？這本書，是你不能錯過的選擇！

沈良璣
1957年臺灣大專聯考榜首，臺灣大學電機系學士，美國哈佛大學應用物理博士，休斯頓大學電機系教授，曾擔任該校該系系主任，從事電磁學及電磁波測井研究。三十多年來一直獲得科學研究基金會及各大石油公司贊助。著有英文版之《應用電磁學》，為許多大學採用當作教科書。曾獲得最佳研究獎以及石油測井學會「技術成就」金質獎章。

劉　緯
臺灣東海大學化學系畢業，美國衛斯理學院研究生物化學。曾任美國高中理化教師，創辨中文學校，並擔任教師、校長，撰寫「世界周刊」專欄，主持華語電視、電臺節目，談論與新移民、青少年有關事務。曾任「美南寫作協會」會長，現為「海外華文女作家協會」會員。著有《留美青少年教育指南》、《介紹美國之中等教育》、《哈佛的中國母親》等。

天下著雨，我們能看見絲絲的細雨，走在雨中，我們能感覺到打在臉上的雨點和潤溼頭髮的水珠。沙灘上吹來海風，我們可以聽到風聲，走到風裡，風會飄起我們的衣裳。這些風風和雨雨，我們可以感覺到、看得見、聽得著，但是你知不知道，在我們生活的世界中，除了空氣以外，還有一樣看不到、聽不見也摸不著的東西，但它卻是非常重要，絕對不能缺少，地球上的生命就靠它來維持，那是什麼呢？那就是電磁波。

電磁波在室內戶外，無所不在，有的是自然界產生的，許多自然現象都和它有關，像天為什麼是藍的，下雨後天上為什麼有彩虹，是誰給大地帶來了這樣繽紛的彩色？有的電磁波是人為產生的，許多先進的探測及通訊工具，像雷達、衛星通訊；醫學儀器，如X光機、核磁共振成像儀，以及日常用品中的手機、電視、微波爐、遙控器等等，給人類帶來了多少方便和希望。

在這本書裡，我們要介紹電磁學的鼻祖──麥克斯韋的生平，他可能不是個家喻戶曉的人物，但是如果讓物理學家來投票的話，他一定被會推選為繼牛頓之後，影響力最大的科學家，愛因斯坦也這樣推崇他。牛頓發現了「萬有引力」的定律；麥克斯韋把「電磁波」性質歸納在一套公式裡；愛因斯坦提出「相對論」，這三位科學巨人，都對發掘大自然基礎法則，先後作出了極大的貢獻。

麥克斯韋不是一位發明家，但他在電磁波還沒有被發現之前，就預測了有「電磁波」這個東西，十幾年後，一位科學家赫茲利用麥克斯韋的理論，證實了電磁波的存在，給後來的物理學家及發明家無限的想像空間，對他們研究和發展的方向起了帶頭的作用，因此導引出許多日新月異的電子產品，同時也帶動了相關學術的深入研究，把我們帶進了電子時代。

作者夫婦都致力於科學教育，一個是美國大學教授，用他自己寫的書，教了一輩子的電磁學，也在「用電磁波探測石油」領域中，做了三、四十年的研究。另一個是高中理化教師，在美國教了十幾年書，創立海外中文學校，在報紙、電視、電臺主持與青少年朋友有關的節目，內容包括了童書閱讀的推介。不用說，兩人對科學及教育都非常熱心。

接到邀請寫這本書時，我們當然欣然接受，但是隨即覺得這個計劃極有挑戰性，因為我們所要介紹的麥克斯韋，生平事蹟沒有曲折的情節，也沒有離奇的遭遇，他的那本《電磁通論》，當時甚至沒有人相信，直到他死後才被證實。他的理論影響深遠，可以說是影響全人類，我們介紹他的生平和成就，就必須要介紹他的方程組，而這個方程組，是用大專程度的高等微積分，叫做「偏微分」來表達的，怎麼樣把這些深奧的數學語言，用小讀者能看得懂的文字，說清楚、講明白呢？

我們的原則是，把麥克斯韋的生平事蹟趣味化，談到數學及科學時，盡量用淺顯而又正確的文字，來細說這位偉大科學家所發現的四個方程式的內容，也用同樣方式，來討論從這些方程式，所衍生出來的物理觀念，用來解說一些我們常見到的自然電磁現象，以及日常電子用品的工作原理。我們朝著這個原則努力，雖然經過多次的修改，恐怕仍有一些地方未盡人意，還得請諸位讀者指教。我們內心的期望，就是希望這本書，不但能夠讓讀者瞭解麥克斯韋的生平，以及電磁波的重要性，更重要的是，能喚起讀者對科學的興趣，培養出科學精神。

中國人有一句老話，任何一件成功的事，都得靠著「天時、地利、人和」。麥克斯韋是英國人，讀者一定想要知道，在那個時期的英國是怎麼樣的狀況；他出生成長的時期，英國科技發展到什麼程度，當時社會是什麼情形，他們政治採什麼制度？當然，讀者更要瞭解怎麼樣的家庭背景和環境，才能孕育出這麼一位偉大的科學家。在這本書中，我們就先從這幾個角度開始，介紹這位19世紀的偉人。