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 d‘Ampère），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中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。

然而真正让安培跃上国际舞台的，是1820年丹麦科学家奥斯忒（Hans Christian Oersted，1777-1851，又译奥斯特）的大发现，即电流引起的磁效应，即磁针在有电流通过的导线附近偏转。9月4日安培在法兰西科学院看到电流生磁的实验，产生极大的兴趣，并立即投入这方面的研究，两周后他也登台，展示了另一个吃惊的现象: 两条通电的导线会彼此吸引或排斥，取决于电流的方向。安培的关于通电导线之间相互作用的论文，引起了当时欧洲科学界的重视。

安培还做了一个实验，研究电流通过导体时所产生的磁性作用，开始用电流制造磁针。这个制作过程很简单，只要把一根针放在线圈里面，把电流通到线圈上，这铁针就具有了磁性。

此后七年，安培专注于电磁学研究。通过实验总结，得出了表示通电导线在磁场中受力的大小和方向的公式，称为安培力公式。他提出了表示电流和它所引起的磁场之间方向关系的定则，称为安培定则（右手螺旋定则）。他发现了环路定律，即在磁场中通过任何闭合线磁场强度的环流，正比于闭合线所围电流的代数和，这个定律称为安培定律。他创立了分子电流假说，即分子或原子中由电子运动而形成电流，物质的磁性可用分子电流来说明。这个学说在100多年后得到证实，这是很了不起的。

安培还创造了电动力学electrodynamics 这个词。他在电磁研究中，发现了一些重要的原理，为电动力学奠定了初步基础。

他是发展电测量技术的第一人，制造了一种仪器，利用自由移动的针来测量电的流动。以后经过改进，叫做电流计，也叫安培计。

安培晚年身体不佳，1836年6月10日在巡视各大学时到马赛，他客死异乡，享年61岁。

电磁学的总大成者麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831-1879）曾对安培的工作的赞誉有加，称安培的研究是“科学史上最辉煌的成就之一”。后人甚至称安培是“电学中的牛顿”。人们把电流强度单位定为“安培”，就是为了纪念他的功绩。安培表示每秒通过1库仑电量的电流。在1欧姆电阻上施加1伏电动势，通过的电流为1安培，简称“安”，如果细分，还有毫安和微安等单位。

伏打来自北意大利，拿破仑封他伯爵

意大利北部有座大城米兰，从米兰乘火车南下，半个小时就到了美丽的古城帕维亚（Pavia）。帕维亚，北距米兰30多公里，论规模，它只有8万人，比米兰小得多。可是论起历史来，却不遑多让。公元6－8世纪，这里曾是伦巴第王国首都。中世纪时，作为独立城邦，它的繁荣程度不下米兰。但到了14世纪，米兰的声势就凌驾其上了，帕维亚转而发展为一个文化中心。1361年，在公元825年成立的法律学校的基础上，正式创办了帕维亚大学，在意大利第二古老，仅晚于博洛尼亚大学。帕大是欧洲的名牌学府之一，号称“意大利的牛津”，尤以法律、理工和医学研究著称于世。

该校最著名的毕业生和教授是电学泰斗伏打（Alexandro Volta，1745—1827）。他生于米兰以北的小城科莫（Como，人口9万）。小城偎依在风光秀丽的科莫湖，距瑞士边境只有5公里。伏打在帕维亚大学毕业后回到家乡任教一段时间，科研声名鹊起，后又返回母校担任试验物理学教授近40年，直到退休。是他发明了电池，改变了电学的面貌。拿破仑曾亲自观看他的电学实验，封他为伯爵。我们中学物理课皆学过，把电压单位叫做伏特（Volt），即从他的名字Volta，去掉a而成，简称“伏”，就是为了纪念这位杰出的物理学家。

欧姆是德国物理学家

伏打比安培早生30年，而欧姆比安培小十多岁。

欧姆（Georg Simon Ohm）1789出生于南德巴伐利亚州北部的埃尔兰根。埃尔兰根是座拥有10万人口的城市，地处纽伦堡以北。两地市中心相距只有18公里，联系非常密切。

埃尔兰根与电似乎有缘。电学家欧姆就出生在这里，是他揭示了电流、电压、电阻之间的关系，这就是有名的欧姆定律。电阻的计量单位叫做欧姆，也是为了纪念这位著名的科学家。

埃尔兰根还是一个大学城。1743年创办的大学是德国的老牌大学之一。欧姆在这里获博士学位，24岁就在该校任教。如今大学扩大为埃尔兰根-纽伦堡大学，已有2.6万名学生（其中6000人在纽伦堡）。大学总部设在全市最美的建筑——一座18世纪的宫殿里，不过欧姆30岁以后就离开该校，先后到多所高校任教，最后在慕尼黑大学退休，1854年在慕尼黑去世，享年65岁。葬于南郊公墓（Alten Südlichen Friedhof），慕尼黑工大立有他的塑像。