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科学网电学先驱:安培、伏打和欧姆

文章出处:angel人气:发表时间:2019-06-11 23:48【

0660里昂安培坐像

0661里昂火车站

0672里昂风光

0677里昂市政厅

0480法兰西科学院。

0551安培肖像

0552意大利科学家伏打肖像

0553伏打向拿破仑展示电学实验

0554德国电学家欧姆 


作者 高关中德国汉堡)2019/6/8

中学物理中的电学部分,记得最清楚的就是欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示,就是I=U/R,其中:I表示电流,单位是安培; U表示电压,单位是伏特; R表示电阻,单位是欧姆。这三个电学单位,都来自电学先驱的名字,即法国人安培、意大利人伏打和德国人欧姆。最近到里昂开会,感受到当地对安培的崇敬,了解到他的一些生平故事,顺便也介绍一下其他两位物理学家。

 


安培是法国里昂人,自学成才

走出里昂市中心佩拉什车站,北去不远就有一个广场,叫安培广场(place Ampère),中间竖立着一座铜像,正是物理学家安培(André-Marie Ampère),他坐在椅子上,左手拿本,右手执笔,似乎正在思索科学问题,记下自己的观点。他1775年1月20日生于里昂。北郊15公里的Poleymieux,至今保留着他的故居(maison dAmpère),位于安培路(route de Ampère)300号。在此度过他的青年时代,如今这里改建成安培电学博物馆(英语The Ampere Electricity Museum),石头砌成的一座两层宅居里面有安培的生平介绍,遗物,手稿,也有中学课本中经典的电学实验模型,以及各种电学设备,还有电学发展历程中一些重要的里程碑人物及他们的贡献介绍。

安培的父亲是丝绸贸易商,不仅家境富裕而且深受当时启蒙运动的影响所以小安培的教育不假他人之手完全由他父亲来主理。他父亲信奉卢梭的教育思想,供给他大量图书,令其走自学的道路,所以安培没进过学校。据说安培的童年读物正是当时由启蒙运动的旗手狄德罗(Denis Diderot,1713-1784)所主编的35卷本百科全书,而且他是从第一页按着字母顺序一页一页读下去。所以小安培的兴趣非常广泛,对历史、诗歌、哲学及自然科学等多方面都有涉猎。从13岁开始,安培迷上了数学。他一开始读的是百科全书与微积分相关的文章。接着开始熟读数学大师欧拉(Leonhard Euler,1707-1783)与拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace,1749-1827)等人的著作,据安培自己后来回忆说,他的所有数学知识在18岁的时候就已经基本上完成了。就这样,安培主要靠自修方法成为青年才俊。

可是法国大革命的爆发让安培的人生急转直下,差点葬送了他的人生。安培的父亲很不幸地卷进了政治风暴中,被送上了断头台。安培悲痛之余有一年多心神恍惚,几成废人。幸亏他遇到了邻村一位活泼的少女Julie Carron,陷入爱河,得以重新振作。他们于1799年结为连理。那时他生活贫苦,靠为私人补习数学和到外地教学来维持家计。妻子早逝后,他于1805年搬到巴黎去。他之前写过一篇关于概率论的论文,得到数学家拉普拉斯的赏识,所以即使他没有正式的学历,还是得到一个在巴黎综合理工学院École Polytechnique的讲师职位。1809年安培升任教授,还担任大学巡视员,这是一个检查各地高校的行政工作。1814年安培被选为法兰西科学院院士,时年39岁。他的研究领域涉及到数学、物理、化学、天文、生物乃至哲学(在巴黎大学兼授哲学课)等多方面,且取得不少成果。