电场和磁场的联盟

电场和磁场的联盟

“孩子们，谁能背诵一下2的平方根是多少？”

在数学课快下课的时候，圣·列日尔牧师试探地向他的学生们提出了问题。列日尔牧师一向认为，背诵枯燥无味的数字，等于进行头脑体操，可培养学生们的良好记忆能力。因此，他十分热衷让学生们背诵那些无限不循环小数。前一节课时，他讲解除法时无意中介绍了它，并不敢奢望有谁能将它背诵下来。

课堂里一片沉默，没有一个人举手。孩子们打心里不喜欢这位牧师，不喜欢的是那背诵毫无意义的数字。过了一会儿，第六排紧靠窗子边上坐着的一个少年，腼腆地举起了手。列日尔牧师点了点头，鼓励加赞赏地说：

“很好，安德烈，你会背得很好的。”

腼腆的少年名叫安德烈·玛丽·安培，今年刚刚14岁，是全班数学成绩最优秀的学生。安培生在里昂，父亲是个小商人，一心想把他培养成一个有出息的人。安培从小就具有惊人的记忆力，尤其在数学方面有非凡的天赋，数学学得最好，13岁时就能理解有关圆锥曲线的原理。他是数学老师们心中的“王子”。

当安培朗诵完几十位的数字，周围是那样安静。整个教室里，连每个人的喘气都能听得清楚。俄顷，教室里爆发出热烈的掌声，几十双眼睛望着小安培，流露着钦佩的目光。

16岁那年，安培怀着巨大的热情计划读完狄德罗和达兰贝尔合编的20卷法文版《百科全书》。虽然，这一计划不久就夭折了，但由此唤起了安培对自然科学、人文科学以及哲学的兴趣，从此，使他踏上通往科学殿堂的征程。

后来，安培随父亲回到了里昂乡下，由于家庭生活十分艰苦，他只好中途辍学了。生活困难，安培只好为私人补习数学来维持生活。另外，他则用大部分时间去钻研植物学、化学和物理学。当他18岁时，除了拉丁语外，还通晓意大利语和希腊语。

在艰苦的自学生涯中，他省吃俭用刻苦攻读。一次，他收到补习费后全部用来购买了数学书籍，为此挨了一周饿，只好以蔬菜充饥。他钻研数学入了迷，连房东太太都说他是“让数学勾走了魂”。梅香出自寒冬，艰苦的自学生涯，获得了丰硕的果实。终于，他发表了一篇有关概率方面的数学论文，引起了当时法国科学界的注意。环境也因此逐渐改善了。26岁那年，安培成了布尔日市中心学校的物理学教师，生活才有了基本保证。从此，他的科研成果像雪片一般，大量产生。这些科研成果成为他进入科学殿堂的标志。

安培画像

1805年，他定居科学文化中心巴黎。

1806年，他在巴黎工业学校任教。

1809年，他担任巴黎工艺学院数学教授。

1814年，他当选为法国科学院院士。

1824年，他踏入闻名欧洲的法国最高学府法兰西学院任实验物理教授。

1820年是奥斯特年。奥斯特发表了用拉丁语写的《磁针电抗作用实验》的著作。他发现了磁针在电流的作用下发生偏转的现象。事实上，他发现了电与磁之间的相互作用。欧洲从16世纪的吉尔伯特时代起，就认为电和磁是风马牛不相及的两组现象。奥斯特居然发现了电流的磁作用。整个欧洲刮起了“奥斯特旋风”。

当安培参加奥斯特实验的科学演讲会以后，他的心被自然现象的奇妙所震撼了，竟使他放弃了已奠定的数学王国的基石，又转战物理学领域，从零开始。安培立即投入了电磁方面的研究。紧接着，安培宣布了他在这个领域中的一些发现。

安培表

首先，他发现磁针的北极在带电导线的影响下偏转方向，可借助于拇指定则的方法来加以确定。这就是至今仍在使用的右手安培定则原理。

对电流和磁铁相互作用的悉心试验和理论上的研究，使安培发现了电流之间的相互作用，使他能够直接进行对电流间作用力的定量研究，最终建立了揭示磁场和电流之间规律的“安培定律”。

弗朗索瓦·阿腊果是安培的一位好友。他有幸目睹了这位伟大物理学家的重大发现。

一天，弗朗索瓦去安培家造访。谁知敲了几次门，都未见回音。安培在工作，他在家。阿腊果凭着傍晚的灯光和以往的经验这样断定。

“没有关系，安培一搞完试验自己就会出来的。”阿腊果思忖着。

伏打电堆

果不出所料，面露悦色的安培拉着阿腊果的手，进入他的工作室去。“我给你看点东西。”阿腊果从安培神色异常的脸上看出，他肯定又琢磨出什么名堂了。

安培的桌子上放着由几个伏打电堆组成的电池，旁边摆着准备做各种试验用的仪器，看出来安培刚刚完成一项重大的研究。

“看呀，这是个自由悬浮磁针，当它处在水平状态的时候，是可以转动的。你瞧，磁针在由北向南的方向上停住了。现在再按同样方向在磁针上空挂个导线，不过导线上还没有通电。”

安培接通了电流，磁针开始轻轻地摆动，接着在偏向导线的位置上停住了。

“怎么样，弗朗索瓦，看到了吗？电流作用于磁针，并将它从原来的位置上移开。奥斯特就是达到了这个地步。”

安培进行另一个试验。安培拿起一个线圈。

“现在你往这看。”安培开始演示。“马上我就将这个线圈通上电。”

安培拿起一块磁石。磁石和通了电的线圈相互作用。一会儿吸引，一会儿离开，关键在于电流的方向。

阿腊果惊诧地观看着磁石如何推开线圈。

“似乎线圈同样也是磁石。”他试探地望着安培。

“很清楚，如果电流通过线圈，那么，在线圈的两端就产生了磁力线。”

随后，安培把一个铁棒插入线圈内。阿腊果把桌子上的钉子和其他金属屑都收集过来，使它们靠近线圈。当他们再通上电流，所有铁质的碎屑都被吸引到线圈铁棒两端。当切断电流时，铁钉之类的碎屑立刻掉到桌子上。当每次接通或中断电流时，都同样重复着引力产生和消失这一往复变化的奇迹。

“人造磁石！弗朗索瓦，带电的磁铁，甚至可以说——电磁铁！”安培异常兴奋。

在现代社会中，电磁铁是应用极为广泛的电气元件，不论是什么机械或设备，都离不开电和磁的相互作用。人类认识电磁相互作用规律，就是从这里开始的。伽伐尼、奥斯特、安培等电磁学先驱，用他们的才智和辛劳点燃了火炬，照亮了人们继续探索的道路。