奧斯特誕辰 │ 科學史上的今天:8/14

自從伏打於 1800 年發明世界上第一個電池──伏打堆,可以提供穩定持續的電流後,科學家紛紛拿來作各種實驗,有人拿來電解,有人拿來電療,也有人研究哪種配方的電力比較強。但不管是物理、化學或生物實驗,沒有人將電力與磁力聯想在一起,這兩種力被視為彼此毫不相干的獨立現象。直到 1820 年,一封來自北國丹麥的信才驚醒了大家。

出生於丹麥小鎮的奧斯特是藥劑師之子,在考進哥本哈根大學之前從來沒上過學,都是在家自學。雖然考慮到繼承父業而主修藥學,但奧斯特最大的興趣卻是在物理、化學與哲學;大學時就曾以兩篇物理和美學的論文得獎。他一直是康德的忠實信徒,1799 年的博士論文《自然形上學的架構》就是基於康德的論點;事實上,這也形塑了他後來對自然科學的觀點。

奧斯特 1801 年申請到一筆獎學金,於是辭去藥房經理的工作,前往德、法等國展開為期三年的遊學,進修科學。此時伏打堆才問世沒多久,奧斯特剛好趕上科學界研究電的熱潮。他在學習伏打堆的製作原理時,對於不同元素之間的化學作用竟能轉化為電力深感讚嘆,更令他深信康德所說的「自然的一體性」(unity of nature),看似不同的自然現象底下其實都有深層的關聯。

1804 年,奧斯特返國後已轉為熱衷於科學。雖然沒有如願獲得教職,他仍四處演講,沒想到因為大受歡迎而於 1806 年獲聘為哥本哈根大學教授。他一邊持續發表論文,與西歐科學界保持密切聯繫,同時也努力教學,用心設計教材與教具,頗受學生好評。

1820 年 4 月 21 日的物理課,神奇的事發生了。當他將電線接上伏打堆時,放在電線旁邊的羅盤指針竟然動了一下。奧斯特基於一體性的信念,本來就認為磁力與電力也必互有關聯,如今這突來的印證自然令他大為驚喜;經過三個月的密集實驗,他終於可以肯定電流會在導線周圍產生圓形的磁場。他的論文發表後震驚學界,安培聞訊投入研究後,才發現安培定律,正式揭開了電磁學的序幕。

奧斯特持續其科學教育工作,他於 1824 年成立自然科學推廣學會;1829 年成立新的科技學院,擔任校長直至辭世。丹麥的科學發展幾乎是靠他一己之力才跟上歐洲的主要國家。

為了紀念他,丹麥 1999 年發射的第一顆人造衛星就以他為名。而國際電工委員會(IEC)也在 1930 年將磁場強度的單位取名為「奧斯特」,以表彰他在電磁學的貢獻。

【附註】義大利的羅馬格諾西(Gian Domenico Romagnosi)於 1802 年就率先發現電流會影響羅盤,但他是用義大利文在本國發表,因此完全沒有引起注意。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。


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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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