两股道上的马车

自从吉尔伯特在他的著作中断言电与磁是两种截然不同的现象以来,电和磁一直象是两股道上跑的马车,许多著名的科学家对吉尔伯特的观点奉为信条,深信不疑,例如在电学上有重大贡献的库仑(见电磁大厦的基石一章), 他发现了电荷之间的相互作用规律,但是认为电和磁石不可能相互作用,在当时这种观点是写在物理书上,上物理课的时候,老师们常常对学生说,电是电,磁是磁,电和磁之间没有什么关系。

但是,也有许多人表示怀疑,因为有许多自然现象启发了他们:有一次在暴风雨中,雷电击中了一个古老的城堡,挂在墙上的宝剑竟带上了很强的磁性。雷电使铁器磁化的事情也时有发生;富兰克林在研究避雷针的时候, 用钢针在莱顿瓶上放电,也发现钢针变成了磁针。于是人们猜想,电和磁之间一定有些关系。电是不是能产生磁?但这仅仅是一个猜想,在当时这种论点不能写在教科书里。

哥本哈根大学的教授奥斯特也是一个不同意库仑观点的人。他受到谢林哲学思想的影响,认为,电的吸引和磁的吸引简直太相似了,正电与负电、南极与北极,这里面一定有共同的东西,问题是用什么实验方法来证明它。一个偶然的机遇突然降落在奥斯特的头上,使他成为发现电磁学新大陆

的幸运儿。

那是一堂极普通的物理课,像往常授课一样,奥斯特把一个伏打电池摆在桌子上,为了向学生讲授电池的作用,他把一根根细的白金丝连在伏打电池的两极上,不一会儿电流把白金丝烧得通红。学生们瞪大眼睛看得出神。不知谁把一只罗盘放在桌子上,其实这件东西与本次课的内容毫不相

干。奥斯特又不经意的把它放在白金丝下面,当他向白金丝通电的时候,偶然向这个罗盘瞥了一眼,他发现罗盘的指针发现了转动,不再指南北,好像受到电流的作用,但磁针既不指向电流方向,也不背向电流方向,好像与电流方向成直角。奥斯特简直不明白出了什么毛病,他用手揉了一下眼睛,摇摇脑袋,让自己清醒一下,然后把电断开,罗盘又正常了,重新指向北面。他掉换了一下电流方向,磁针的偏转也换了一下电流方向。学生们看着这位有些感到困惑的教授,交头接耳,奥斯特教授从来没有这样心不在焉的上过课,而奥斯特却激动万分,他巴不得早点下课。因为,他知道他已经做出了十分重要的发现。

下课后,学生离开了教室,奥斯特却留在那里,想核对一下他刚刚发现的东西。治学态度严谨的奥斯特想,也许是白金丝发出的热使磁针转动,于是他把一块玻璃放在导线和磁针之间阻断热空气流,但是实验结果依然如旧。如痴如狂的奥斯特不断地重复着这项实验,甚至忘记去吃午饭。

实验室里,挤满了他的同事,教授们都惊奇地瞪着大眼看着奥斯特的实验。奥斯特在通电导线和磁针之间放上各种可以找来的东西,除了玻璃,还有木板,树脂、陶器、水、石头、铜片等,他发现这些东西都不能割断电和磁之间的相互作用。

奥斯特把发现的所有事实和观察结果都写了下来,送到法国杂志《化学与物理学年鉴》去发表。这篇论文在 1820 年末发表了。在论文的前面编者加了如下的说明:

如果说电磁学中有“新大陆”,奥斯特就是电磁学中的“哥伦布”,一

千多年来,电与磁一直是分道扬镳的,作为两个孤立的学科进行研究,因此进展不大,奥斯特发现了电和磁之间的关系,开启了电气时代,也许它比任何一项其它发现的贡献更大,但是这项发现看起来又是那样的简单,有一次著名的生物学家巴斯德向学生讲述奥斯特的故事时说了一句现在几乎人人皆知的名言:

“在观察领域中,机遇只偏爱那些有准备的头脑。”