奧斯特
■陳晨星
回望科學發展史時，一種簡單膚淺的視角是把幾個主要人物的功績突出放大，又忽視了同期的科學群體中其他科學家的貢獻，如同遠眺風景只見高峰而對綿延其下宏偉的山脈卻視而不見。
譬如，經典電磁學理論的建立與完善源於至少幾十位著名或不太知名的科學家共同探索努力的結果，但常常被後人讚頌的是那可數的幾位，甚至好事者還煞有介事地為「好漢們」排座次，這就難免有些幼稚簡單了。
當然，這種以點代面的簡化也不失為一種權宜之法，它令頭緒萬端、紛紜蕪雜的科學探索歷程便於爬梳與串聯，因此在各類科學教科書與科普讀物中較常採用。
今天重訪的依然是一座山峰，兩百年前，一位丹麥自然哲學家的發現開啟了一個全新的紀元。他就是漢斯·克裡斯蒂安·奧斯特（1777—1851）。
2020年剛好是這一偉大發現200周年，僅以此短文聊表紀念。
時間回到1819年的冬天，從這個冬天到來年的春季，哥本哈根的奧斯特教授為丹麥已經有著較高的自然哲學基礎的學者們開設系列公開課程。重點講授伽伐尼電、伏打電堆、磁現象等當時的前沿科學。
奧斯特善於演講，他的課堂也不單調乏味，總是有不少新奇的實驗來輔助演示。
在1820年4月的一個晚上，奧斯特又有一次課。他本來是準備演示用電池裝置給一根細鉑絲供電，為聽眾演示鉑絲髮熱的過程。
這個實驗實際是他在幾年前考慮電與磁相互聯繫時設計的一個實驗。儘管當時歐洲學術主流認為電現象和磁現象是兩種互不相干的現象，其中以法國著名的發現靜電荷作用定律的庫侖為代表。
而奧斯特從青年時期開始深受康德、謝林等人哲學思想影響，認同各種自然力的統一。他的博士論文就是關於康德哲學思想的研究。1803年他曾經這樣說：「我們的物理學將不再是關於運動、熱、空氣、光、電、磁以及我們所知道的任何其他現象的零散羅列，而我們將把整個宇宙容納在一個體系中。」
因此，在他多年來思考電、磁現象的聯繫時，他就曾設想：如果上述實驗細鉑絲會發熱呈暗紅色，再找一根更細的換上就有可能發光，甚至在周圍還可能有磁性出現（儘管現在看起來這個想法是有錯誤和漏洞的）。
也許是靈光乍現，這個早已在頭腦中盤旋的方案忽然跳了出來。因此，演講中意猶未盡的奧斯特決定在這次講座結束前不妨在聽眾面前一試：他把用玻璃盒罩住的小磁針放在了鉑絲下方的不遠處，然後接通了鉑絲與電源之間的連接，突然，磁針動了一下，他連忙反轉電流方向……
就在這一瞬間，歷史凝固了。如同拉普拉斯曾不無傷感地表示，永遠不會有第二個牛頓，因為世界只有一個。同樣，首次發現電流的磁效應的實驗對於人類來說也只能有一次，永恆的第一次！
就在奧斯特再次接通的一瞬間，磁針又晃動了一下，不知他的心臟是否在那一刻停止片刻抑或又狂跳不息。
有資料說，他甚至興奮得摔了一跤。他最終還是抑制住了內心的激動，並沒有對聽眾解釋這個難以覺察的實驗現象。也許他一下明白了之前許多失敗的實驗的問題，他一直試圖把磁針放在電流的直線上或延長線方向，而電流對磁針的力居然是橫向的！
之後的三個月，奧斯特不斷探索，不僅重複相關實驗，又研究了許多電流與磁針的相互作用實驗。
1820年7月21日他公開發表了《關於電流對磁針作用的實驗》小冊子，這個用拉丁文寫就的僅有四頁的論文或說實驗報告如實記錄了他的發現。
他進一步發現電流會在其周圍產生圓形磁場，磁鐵對懸掛的電流有力的作用，還指出電流與磁針之間的作用與之間存在其他的物質無關，這些物質包括玻璃、木頭、石頭、陶器等等。
奧斯特把自己的小冊子寄給了幾十位當時歐洲主要的研究電、磁現象的科學家，有法國的庫侖、阿拉果、安培、畢奧、薩伐爾，英國的戴維、沃拉斯頓等人。
法國科學界反響極其熱烈，僅一個多月後，安培就跟進研究，發表首篇論文，之後又發表多篇論文，其中的安培定則給出了電流磁效應的便捷的判斷方法，直導線相互作用力、分子電流假說也相繼問世。正如法拉第讚嘆的那樣，「這個發現猛然打開了科學中一個黑暗領域的大門」 。
當然，也有人不以為然，認為奧斯特的發現是個幸運的「偶然」。再後來對這一偉大發現的分析與定位竟引起物理學史上不同觀點的交鋒。大致可分成偶然幸運派和哲學引領派，這是後話。
到底還是法國著名生物學家巴斯德一語中的，他曾在一次演講中談及奧斯特的發現並留下了被後人不斷引用的名言：「機遇從來只偏愛那些有準備的頭腦。」
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《中國科學報》 (2021-01-14 第8版 博客)