
安德烈·玛丽·安培是首个开展电动力学研究且发现电磁学的人,他因发明现代无磁针电流计关键部分无磁针而获赞誉,他还是首个明确两条平行导线通电时怎样产生相互作用的人。
安培打小就是个对书籍无比贪婪的读者,成长主要靠自学。他对科学怀揣的热情给他带来了旁人难及的优异荣誉以及少有人能取得的成就。他凭借对电流流量精准推算而声名远播。之后安培因纪念他的贡献,被用作电流单位名称。他绝对是位才干出众的知识分子,涉猎多个学科领域。他在化学范畴成效卓然,还成功推拿出元素的分类办法。他于光折射理论方面也做了极具水准的工作。总体而言,他一生都投身于实验、开展研究以及钻研数学、物理、化学且还要研习这些科学的哲学。
于2025年1月20日,此乃安培诞辰250周年的纪念日。让我们回转至起始点,回到其出生的那日,探寻他一生所达成的成就,历经的困苦磨难,以及所处的那个时代。
在法国,有着美丽之称的里昂市,一对年轻夫妇,女为让娜·安托瓦内特·萨尔西·德·苏捷尔(de),男是让·雅克·安培(Jean - Ampère),于1775年1月20日,欣喜地迎来了他们男婴安德烈·玛丽·安培(André - Marie Ampère)的出生。让·雅克·安培是一位成功的丝绸商人,在距离里昂10公里的波莱米厄(),拥有一座乡间别墅,将其作为他们位于里昂的主要住所之外的家园。除去从事丝绸生意之外,还要说他曾学习法律,且有着一座藏书量丰富的图书馆,这图书馆当中涵盖着卢梭、狄德罗、让·勒朗·达朗贝尔等人所著书籍。对于安培的母亲了解特别少,仅仅知晓她是一位虔诚的基督徒,所以安培也是在天主教信仰里成长起来的。这一户人家一年里的大部分时段都居住于里昂,唯有在夏天的时候才会迁移到波莱米厄那儿的乡间别墅去生活。
刚处于年幼阶段时,安培就已然呈现出数学领域的神童特质,他借助鹅卵石以及面包屑,创造出别具一格的方式用以学习数字,此种表现着实让人感到赞叹不已。
他的父亲,名叫让·雅克·安培,是一位对卢梭思想满怀热烈崇拜之情的人。卢梭在他所著的《爱弥儿》也就是Émile中,阐述了有关教育的理念。这些理念,成为了让·雅克·安培教育孩子的基础。卢梭主张,孩子应当避免接受正式的学校教育,而要去追求那种“直接来源于自然的教育”。让·雅克·安培把这些理念付诸实践,他让儿子在自家藏书丰富的图书馆里进行自学。那些能够启迪人心的经典著作当中,有布封伯爵乔治 - 路易·勒克莱尔( -Louis, Comte de)创作的《自然史》( , générale et ère,它开始于1749年),还有狄德罗和让·勒朗·达朗贝尔共同编纂一起完成的《百科全书》( édie,在1751年至1772年期间分卷出版),它们变成了安培的启蒙老师。
跟着安培慢慢长大,他的父亲打定主见长期住在波莱米厄,为的是安培可以从大自然的美妙景致里获取所需的知识。
安培从来都没上过中学,然而,波莱米厄乡间住宅那一片郁郁葱葱的自然环境,激发了他对于知识怀抱的殷切渴望,这里是他展开智力追求的理想所在之地,他时常在树林当中迈着漫步的步伐,沉醉于那绿意盎然的自然风光间,与此同时还背诵着诗歌,他对于自然所呈现出的美深深痴迷,以至于他把自己看作是浪漫主义形象的具体化身,觉得大自然乃是人类情感的一面清晰映照镜子,多年以后,安培把青春期在大自然温暖怀抱里所度过的那些美好的岁月描述成是他一生里最为美好的时光。
在他获取科学知识的过程里,除大自然外,他对父亲藏书丰富的图书馆的便利使用起到了重要作用,他获取数学知识时也是如此,获取哲学知识时同样如此,获取文学知识时还是如此。安培广泛阅读了当时一些著作,这些著作是著名作家所写,比如让·拉辛(Jean)写的,还有弗朗索瓦·玛丽·阿鲁埃( Marie ,也就是著名的伏尔泰)写的,以及古罗马诗人维吉尔()写的经典诗作。他对历史表现出浓厚兴趣,他对政治也表现出浓厚兴趣,尤其是当时正在进行的美国独立战争。在这场战争中,军事支持是法国政府为美国士兵提供的。这一场出现的政治方面的冲突,给安培的生活带去了影响,极大的那种,并且,这也能够解释,他后来对于法国大革命抱有的态度,不简单,复杂又带有争议性。
不是古典诗歌以及文学之外,而是在13岁时,安培对科学产生了浓厚兴趣。当时,在探索父亲那座藏书甚丰的图书馆之际,安培偶然发现了多米尼克·弗朗索瓦·里瓦尔(-)所撰写的《数学元素概要》( des de),还有让·马图林·马泽亚斯(Jean-)编写的《算术、代数和几何元素》(d’, d’ et de)。那时,年仅12岁的安培,并未接受过正式教育,然而他却以非传统的顺序完成了算术、代数和几何的学术学习。他全面把控了全部跟数学里圆锥曲线分支相关的书籍以及论文,且对让·巴蒂斯特·德·拉夏佩尔(Jean- de)所著的《圆锥曲线论》( sur les)还有吉约姆·德洛皮塔( de L’)所写的《圆锥曲线分析论》( des)的著作留有深刻印象。历经深度的钻研与学习,他决定于圆锥曲线范畴开展全新的划分。数学里的“圆锥曲线”(conic)是一种经由圆锥跟平面相交进而形成的曲线。这位数学天才年纪轻轻,在13岁的时候撰写了他的第一篇数学论文,论文题目是《小于半圆周的任意圆弧的校正》(Sur la d’un arc de plus petit que la demi-)。
他所撰写的论文安培物理学家手稿,着重聚焦于去解决怎样构造出一条跟圆弧长度相等的直线这样一个繁杂问题。他充满信心地把论文呈交给里昂科学院,然而结果却让他失望,原因在于论文没有被发表。科学院给出的缘由是他在论文里运用了无穷小量,也就是数学里用于求曲线切线的一部分方法,而非微积分,这致使他的论文被视作毫无价值。可是即便如此,科学院依旧对年轻的安培在数学领域所展现出的非凡才华感到震惊,还鼓励他继续深入展开研究。
无法理解微积分的安培,使得他的父亲去寻觅一位合适的导师来教授这门学科。很快,他的父亲找到了里昂三一学院的达布隆教授,这位教授还是里昂的总学监。达布隆教授因安培的聪明才智受到震撼,且对这个年轻人靠自学便能深入钻研数学和科学的热情感到惊奇。他愉快地接受了在波莱米厄安培家中私下指导他的邀约。与此同时,安培的父亲每个月都陪着他去往里昂,以使他能够参与由三一学院科学教授约瑟夫·莫莱所举办的讲座。莫莱教授激励安培去阅读科学著作,尤其是卢梭的《植物学通信》。两位教授在培育以及发展安培对于科学和数学的热情这方面起到了关键的作用。

在安培十六岁之际,他已然深深沉醉于约瑟夫 · 拉格朗日著有的《分析力学》(La Mé)的钻研事宜当中。可是,法国大革命将他的生活全然打破。一开始,波莱米厄所处地区未被这场危机直接波及,然而到1791年7月底,这座小镇被卷入革命的漩涡里。安培的父亲被选为里昂治安法官,可他拒绝遵循巴黎国民公会制订的法律法规。无辜的里昂市民反抗当局,接着整个城市被围困。
历经数月内战,致使大量生命遭损、财产亦被无端破坏之后,里昂终被这般疯狂地进行这种毫不人性堪称残忍的政治围攻,国民公会将其攻陷。于此期间,灾难降临到安培家庭这边,他的那个公正稳重值得爱戴的父亲,遭到阴谋罪这般荒谬至极的指控,又被判处了将其生命无情剥夺的死刑。这一让人痛心疾首的事件,令安培陷入无法言语的极度痛苦之中,仿佛整个世界都在他眼前瞬间崩塌,这样的打击对于安培的精神而言,造成了一种毁灭性的重创。
法国大革命给安培带去了极大创伤,致使他精神崩溃,失去父亲的深切悲哀远超他对阅读与学术追求的热情,在悲痛忧郁中他常于乡间家园的树林山丘间漫无目的徘徊,他开始写诗批评残酷政治现实,还从卢梭的《植物学通信》中寻得一丝慰藉。
拯救他于困境之中的,正是爱情。没错,让他的生活获得全新光彩,使他彻底被其美丽迷倒的,是安培遇见朱莉·卡隆(Julie)之时。虽说朱莉一开始觉得他笨手笨脚、腼腆害羞,穿着打扮也欠佳,然而两人最终还是在1799年步入了婚姻殿堂。
那么年轻的一对夫妻安培物理学家手稿,在里昂开启了他们的婚姻日子,没多久安培明白得找寻一份恰当的工作。他二十二岁的时候,于里昂开端了他的职业历程,担当数学家教。在仅仅两年之中,他成了一位自豪的父亲,迎来了儿子小让·雅克·安培的降临,日子满是喜乐与幸福。他持续进行教学工作,到二十五岁时,他被委任为布尔格中央学校的物理以及化学教授。
然而,就在这个时候,朱莉的身体健康状况开始朝着不好的方向发展,安培迫不得已把她以及儿子留在波莱米厄,结果只能自己一个人前往布尔格中央学校去履行职责。
在布尔格,安培多数时候讲授物理与化学,然而他实际的兴趣是在数学方面。历经深入的钻研以及学习,他撰写了一篇有关概率论的论文,题目是《数学博弈论》(Théorie Mathé Des Jeux),之后提交给了巴黎科学院(Paris)。经过数次的修改以及校正,这篇论文最终得以刊行。到他28岁之际,他着手研究“变分法”( of)。在此期间,他认识了约瑟夫·德朗布尔(),此人比他年长26岁,是一位杰出的天文学家和数学家,在拿破仑·波拿巴帝国里有着重要影响力。
在安培借助发布另一篇名为《数学博弈理论的思考》(Sur La Théorie Mathé Du Jeu)的论文持续推动其研究工作之际,朱莉的健康状况却急剧变差,这致使尚未老去的安培必须搬回里昂,这得归功于约瑟夫·德朗布尔的助力,他凭借自身影响力让安培成为里昂中学(Lycee in Lyon)的一名数学家。可是,所有的一切都已然是时间太晚了,朱莉因为生病离开了人世呢(具体的缘由不清楚啊),从而留下了让安培单独去养育儿子小让·雅克·安培这样的责任。妻子的离世使得安培内心产生了深深的愧疚之感,他懊悔自己没有和她一起度过更多的时间。为了能够摆脱掉这段充满痛苦的回忆,他下定决心离开里昂,前往巴黎去重新开启生活。
思考数学博弈之理论,这文本名为《数学博弈理论的思考》,其外文名为法语( Sur La Théorie Mathé Du Jeu),时间为1902年。
为安培单调生活带来些许慰藉的,是开始在巴黎重新生活的念头。德朗布尔再次发挥关键作用,助力安培得到巴黎综合理工学院— école分析学导师职位。安培渐渐把德朗布尔视作如父亲这般的导师。因德朗布尔帮他适应巴黎学术生活,随着时间流淌,安培晋升为咨询局— des Arts et成员,接着成为秘书,以及综合理工学院教师,最终担任总学监— of句号?
安培把大部分时间用于准备物理以及化学课程的讲义,身为学监,他还在法国各地巡游,去视察学术工作。那时候,他还在变分法领域展开研究,并且向法国科学院数学部门递交了一篇关于偏微分方程的论文。在 32 岁时,他已然获得了作为一位数学教学专家以及杰出研究数学家的声誉。
大约是在同一时间,他个人的生活出现了重大的变化,1806年8月1日,安培跟让娜 - 弗朗索瓦丝·波托( -Françoise Potot)成婚了,这属于他的第二段婚姻,但很不幸,这段婚姻最后是以失败而结束的,在婚后的两年之内,两人的关系开始出现破裂,即便女儿阿尔宾()出生了,也没能拯救这段婚姻,最终,这对夫妻寻求了法律分居,阿尔宾的监护权归安培所有,在这个时候他仅仅34岁。
即便情况如此,安培仍旧继续向前行进。在于数学范畴展现出杰出才华以后,他下定决心把注意力转移至化学方面一流范文网,特别是针对元素分类的探究,并且收获了成功。在41岁之际,他着手钻研光的理论,还发表了一篇有关“光的折射”(of Light)的论文,更进一步彰显了他在多个领域的超凡能力。
出于对光和电的关注度持续提升,安培听闻了汉斯·克里斯蒂安·奥斯特有关电磁学的实验,这对他的灵感产生了极大的激发。由此,他开启了对电学的深度钻研,进而收获了一项关键的发现。当时他构思并设计出了一款别具一格的仪器,也就是电流计,借助它能够精准地测定电流的流量。该仪器与指南针颇为相似,是在针的周边环绕一根电线,然后将其与电源,像是电池相连接。一旦针出现了偏转的状况,也就意味着产生了电流。电流越是强大的时候,针的偏转角度也就会越大。
在随后的几年当中,他持续钻研形而上学以及电动力学,于巴黎综合理工学院获得了学生菲利克斯·萨瓦里(Felix)的帮助,把他的实验成果整理成文档。安培的研究成就启迪了其余科学家,包含迈克尔·法拉第()、威廉·韦伯(Weber) 以及詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk),这些科学家接着在电与磁的关联方面开展了诸多实验。

付出诸多努力,历经大量研究之后,安培提出一种用于计算电流引发磁力的公式,此公式称作安培定律(Ampère’s Law)。该定律表明,当电流穿过两条平行导线时,它们会于彼此间产生磁场。要是电流方向一致,导线之间便会相互吸引;倘若电流方向相反,导线之间就会相互排斥。安培快速地把他的研究提交给科学院,还为相关机构展示了多种磁效应以及电效应的实验。1827年,安培出版了著作,这本著作是《电动力学现象数学理论备忘录:完全基于实验推导》(Mémoire sur la théorie mathé des phénomènes é déduite de l''),这本著作多次改名再版,还被翻译成多种语言。
《关于电动力学现象的数学理论:完全是依据实验推导出来的》(《电动力学现象的数学理论:完全基于实验推导》英文书名的中文翻译),2020年出版。
随着时间不断地向前推进,安培获任为法兰西学院的数学教师,该学院亦称作Collège de。于此处,他拥有着自由,能够讲授自身的研究成果以及著作,且不会受到巴黎综合理工学院课程大纲的约束限制。其学生当中,有一位来自巴黎综合理工学院的约瑟夫·刘维尔,在法兰西学院辅助安培梳理了他的电动力学笔记。刘维尔此后同样摇身一变,成为了一位卓越杰出的数学家,为安培的研究给予了极大程度的支持。
安培终其一生,都未曾拥有过真正称得上幸福的家庭生活,有一连串的悲剧接连不断地到来,给其家庭生活笼罩上了阴影。他跟他儿子小让·雅克·安培的关系很复杂,因性格完全不一样,父子之间常常会发生愤怒的争执,甚至出现言语方面的伤害。然而,他儿子后来被证实是一位文学天才,还依靠自身努力成了一位在世界上都享有声誉的历史学家。安培的女儿嫁给了拿破仑军队里的一名中尉,可这段婚姻却以悲剧收场,原来她丈夫是个固执不化的酒鬼。她最后离开了丈夫,回到了父亲身旁生活,而安培位于波莱米厄的家再度没有了平静,几年过后,她的丈夫也进入了他们的家庭,安培因而必须面对源于社会的诸多指责与批评,这致使他陷入了十分严重的抑郁里。
就算健康情形渐渐变差,安培依旧持续担任教师以及总学监的职位,然而频繁的出行致使他的身体承受不住,即便到了61岁这样的高龄,身体衰弱的他依旧被要求履行马赛皇家学院学监的责任,在抵达马赛之后,他的健康快速衰败,经过初始的医疗检查以后,他被诊断出患有严重的肺部感染,他被劝告卧床修养来度过剩余的人生,在学院校长的公寓里,他躺在床上,持续阅读历史和哲学方面的论文。
1836年6月10日那个清晨,安培于孤独里离去,跟他的家人以及波莱米厄家的温暖相远离。仅有几位马赛学院的教授和教育部的某些官员参与了他的葬礼,然而其他的那些精英与社会名流却选择对这位伟大天才的离世漠视不顾。安培曾提出电磁学的定律,给他的祖国带来了无比的荣耀,可达不到应该得到的尊重。他被埋葬在马赛的圣查尔斯公墓。30年之后,他的遗体迁移至巴黎的蒙马特公墓,和他的儿子一块儿安葬。
“他对人类怀有热爱之情,他具备质朴、善良以及伟大的特质。”——这是刻在安培墓碑上的简洁墓志铭。安培是个平凡之人,他过着简单朴素的生活,从来都不去追逐物质享受。投身科学是他内心的热情所在之处,他的整个人生都奉献给了对于科学的探寻追求。虽然他从来都没有得到任何教育机构颁发的正式学位,但是这并没有对他那颗对知识有着无尽渴求的心造成阻碍。书籍与自然是他最为亲近的朋友,他坚定地相信知识是一个国家财富以及繁荣与否的关键所在。令人感到遗憾的是,在他在世的时候,他的祖国并没有充分认识到他在科学领域所具有的无可估量的贡献。
去世近50年后的1889年,古斯塔夫·埃菲尔建造了著名的埃菲尔铁塔,他把安德烈·玛丽·安培的名字刻在铁塔基座的铭牌上,和其他71位法国杰出科学家一同铭刻于世。全球科学界认可了他在电磁学领域的成就,还把“科学界的牛顿”这一荣誉称号授予了他。
策划|尹菱
