Ампер, Андре-Мари

Материал из Вики-биографии
(перенаправлено с «Ампер, Андре Мари»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
Андре-Мари Ампер

Андре-Мари Ампер (1775—1836) — французский физик, математик и химик.

Андре-Мари Ампер является основателем классической электродинамики. Он ввёл в физику многие понятия и термины: «напряжение», «сила тока», «направление тока», «гальванометр». Ему принадлежит и идея самого гальванометра, основанного на действии тока на стрелку.

Андре-Мари Ампер родился 22 января 1775 года в семье лионского коммерсанта и получил домашнее образование. Научные склонности юноши проявились очень рано: уже в 13 лет он владел дифференциальным исчислением.

Отец будущего знаменитого учёного имел хорошую библиотеку, и ещё четырнадцатилетним подростком Андре прочитал все 20 томов знаменитой французской «Энциклопедии» Д. Дидро и Ж. Д'Аламбера. Интересы его были чрезвычайно обширны: разные отрасли математики (например, теория игр, геометрия, теория конических сечений), биология, физика, геология, лингвистика, философия и химия. За несколько недель он выучил латынь, чтобы прочесть в подлиннике работы Эйлера и Бернулли. К восемнадцати годам Андре изучил высшую математику и естественные науки, а кроме того, греческий и итальянский языки.

Жизнь Андре-Мари Ампера была очень тяжёлой. В революции 1793 года его отец оказался в числе жертв и был казнён на гильотине. Смерть отца стала для Ампера большим потрясением. С этого времени юноше пришлось самому зарабатывать себе на жизнь. Он давал частные уроки, затем преподавал физику и химию в Центральной школе города Бурк-ан-Брес. В 1803 году Ампера назначают преподавателем математики и астрономии Лионского лицея. После опубликования в 1802 году работы по теории вероятностей о математической теории игр ему в 1804 году было предложено место репетитора в Политехнической школе Парижа, а в 1807 году он стал её профессором. Там Ампер работал с 1804 по 1824 год.

До отъезда в Париж, где прошла вторая половина его жизни, учёный пережил ещё одно событие — смерть любимой жены. От этого потрясения он не смог оправиться до конца жизни. Ампера все время преследовали несчастья: неудачный второй брак, не сложившаяся жизнь сына Жан-Жака Ампера, который впоследствии стал одним из известных историков французской литературы. Окружающим Андре Ампер казался человеком странным: рассеянный, близорукий, доверчивый, мало обращающий внимание на свой внешний вид. Он также имел привычку прямо говорить людям все, что о них думал.

Первые работы А. Ампера (1802—1809) посвящены теории вероятностей и дифференциальным уравнениям, и в 1814 году за них его избирают членом Парижской Академии наук. Работы о решении уравнений с частными производными составили эпоху в истории математики. Независимо от итальянского учёного Амедео Авогадро Ампер предложил теорию молекулярного строения газов, что явилось существенным вкладом в развитие химии.

В 1820 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед (1777—1851) открыл магнитное поле электрического тока, установив связь электричества с магнетизмом. 4 сентября 1820 года французский учёный Франсуа Доминик Араго (1786—1853) на заседании Парижской Академии наук сделал устное сообщение об опытах Эрстеда, а на следующем заседании, 11 сентября, собрав несложную установку, продемонстрировал их. Ампер заинтересовался опытами Эрстеда, повторил их и начал усиленно работать в этом направлении, разработав новый раздел электричества — электродинамику. Ампер сам соорудил небольшой лабораторный стол. Уже 18 сентября, на следующем заседании академии, он делает первое сообщение о своих исследованиях. Ампер установил, что величина магнитного действия зависит от интенсивности движения электричества. Для измерения этой интенсивности Ампер впервые в мире вводит понятие силы тока, единица которой — ампер — названа в его честь.

25 сентября 1820 года Ампер вновь поднялся на кафедру академии и продемонстрировал свои знаменитые опыты, устанавливающие наличие механического взаимодействия между параллельными проводниками и током. Он сформулировал закон, определяющий характер этого взаимодействия (притяжение или отталкивание) в зависимости от взаимного направления токов. Затем Ампер вывел формулу для расчёта силы взаимодействия двух элементов тока.

В течение остальных трёх месяцев 1820 года он делает 9 сообщений, в которых содержатся фундаментальные результаты его работ по взаимодействию электрических токов. В дальнейшем он установил эквивалентность элементарного магнита круговому току и пришёл к мысли о том, что все магнитные взаимодействия сводятся к взаимодействию скрытых в телах, так называемых круговых электрических молекулярных токов. Эта гипотеза Ампера получила своё подтверждение лишь в XX веке. В том же году он предложил использовать электромагнитные явления для передачи сигналов.

В 1822 году Андре Ампер открыл магнитный эффект соленоида — катушки с током: соленоид, обтекаемый током, является эквивалентом постоянного магнита. Учёный также выдвинул идею, суть которой заключалась в усилении магнитного поля соленоида путём помещения внутрь него железного сердечника из мягкого железа. Таким образом, Ампер изобрёл электромагнит, не подозревая об этом, поэтому честь открытия электромагнита досталась английскому физику Уильяму Стёрджену (1783—1850) в 1825 году.

С 1824 года Ампер работал профессором Высшей Нормальной школы в Париже. Свои исследования он обобщил в 1826 году в труде под названием «Теория электродинамических явлений, выведенная из опыта». В нем впервые был приведён количественный закон для силы взаимодействия токов, известный сейчас как закон Ампера, явившийся одним из основополагающих законов электродинамики. Многие физики отмечали универсальность формулы Ампера. Наиболее точную и ёмкую характеристику открытий учёного дал основоположник теории электромагнитного поля Джеймс Клерк Максвелл (1831—1879), назвав Ампера «Ньютоном электричества».

В 1829 году физик изобрёл коммутатор и электромагнитный телеграф. В 1830 году его избирают членом Петербургской Академии наук. В последние годы жизни он вновь начинает заниматься математикой, а затем философией науки. Жизнь великого французского учёного не становилась легче, несмотря на его известность. Он по-прежнему покупал и изготовлял приборы на свои деньги. Не имея средств, он был вынужден выпрашивать дополнительную работу у университетского начальства. По несколько месяцев, забросив работы по электродинамике, Ампер инспектировал провинциальные училища, проверяя знания учеников по разным предметам, и писал отчёты о расходах на мебель, чернила и мел. Начальство, видимо, получало удовольствие от возможности унизить учёного-физика, а он был человеком чрезвычайно скромным, мучился от своего бессилия, от необходимости тратить драгоценное время на совершенно пустяковые занятия. Несмотря на все жизненные испытания, Ампер всегда оставался добрым, отзывчивым и жизнелюбивым человеком.

Его открытия встречались многими коллегами скептическими усмешками и непониманием. Труды Ампера были оценены по достоинству лишь после его смерти. Как сказал Франсуа Араго, «смерть Ампера — несчастье национальное».

Андре-Мари Ампер умер от воспаления лёгких 10 июня 1836 года в Марселе по дороге на юг, где надеялся поправить своё здоровье. В это время он находился в расцвете творческих сил. Прах Ампера в 1869 году из Марселя был перевезён в Париж на Монмартрское кладбище. На его надгробном памятнике высечены слова: «Он был так же добр и так же прост, как и велик».