打开电磁世界大门的伟大发现

古时候，人们发现琥珀经过摩擦可以吸引像羽毛和木屑之类的轻小物体，磁石可以吸引铁块。这两种吸引作用很像是在意识作用下的一种行为，人们称它们的作用过程是“隔碍潜通”。到16世纪末，英国科学家吉尔伯特(1544—1603年)经过大量的实验和认真的分析，才将这两种现象区别开来。这种区别对进一步研究电磁现象非常重要。但吉尔伯特却错误地断言，电与磁是互不相关的两种现象。这种错误认识一直统治人们达200年之久。一直到18世纪末，两位意大利科学家伽伐尼(1737—1798年)和伏打(1745—1827年)对电现象和电本性的认识有了重大的突破。伏打电堆的发明为认识电磁联系打下了基础。而在电磁联系上，丹麦著名物理学家奥斯特(1777—1851年)作出了重要的贡献。

奥斯特

奥斯特的父亲是一个药剂师，平时工作很忙，无暇照顾他和弟弟，所以将他们寄养在小镇上一位德国商人家。兄弟俩从这个德国商人和邻居那里学到了一些语言和算术知识。稍大些，两人又回到家里，并帮助父亲做些事情。17岁时，奥斯特考上了哥本哈根大学。在学习期间，他对自然科学和哲学非常有兴趣。大学毕业后，奥斯特又到德国、法国和荷兰游学3年。这时，欧洲都热衷于对伏打电堆的研究。这对奥斯特的影响很大，并激励奥斯特学习了一些电学知识。回国后，他积极向公众普及物理学知识，后来被聘为哥本哈根大学的教授。

奥斯特认为，在一定条件下，各种自然现象都是可以相互转化的。由于雷电可以使钢针磁化，使他想到电是可以转化为磁的，关键是找到转化的条件。但是，要找到这样的条件并不是容易的事情。

1819年，奥斯特开始讲授关于电和磁的课程。由于电流通过导线时可以产生热和光，这使奥斯特想到，电流通过导线也应产生磁作用。又由于电流产生热和光是向四周扩散的，这又使他意识到这种磁作用也应是一种横向作用，不是纵向作用。在观察时应在导线一侧，不是在纵向上，所以不应在纵向上放置磁针。

1820年春，奥斯特决定在课堂上用实验演示一下他的想法，由于偶然的原因他未能在课前做好准备。

到课堂上时，奥斯特认为他的想法是正确的，并决定演示一下。当他把磁针放在导线一侧，通上电流后果然小磁针抖动了。由于效应很弱，演示效果并不好。

但这仍给奥斯特留下强烈的印象。课后，奥斯特立刻进行了更全面的实验和研究，为了更好地观察电流对磁针的影响，他还将20个伏打电池连接起来，形成一个巨大的电池。他用小磁针在通电导线周围显示磁的作用。他发现电流产生的力既不吸引小磁针、也不排斥小磁针，电流的作用只是使小磁针在导线周围环绕起来，恰好形成了一个圆周，而圆周的中心恰好在导线的中心线上。

这的确是一个新的发现，奥斯特甚至都不敢相信这是真的。按照吉尔伯特的观点，电与磁是不相关的。他又将实验进一步扩展，他使用了8种用金属材料制成的导线进行实验，结果磁针的偏转是一样的。

1820年7月，他将这些研究结果发表出来。奥斯特的研究非常重要，他的论文马上被译为德文和英文，法国人也马上开始进行全面的研究。

电流磁效应的发现不仅在电现象与磁现象之间建立了联系，而且对于电磁相互作用的认识也是一个良好的开端，被看做是“打开通向电磁领域大门”的准备。同时，这一发现对于电能的开发也开辟了新的途径。

从奥斯特的发现过程，我们可以看出，对横向效应的认识很重要。后来，法国生物学家巴斯德(1822—1899)讲述奥斯特的发现时说道:“在观察的领域内，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”