一`科學的發展7(2 / 3)

18世紀至19世紀初的科學界流行一種生命力學說:人們隻能合成無機物質,不能合成有機物質,尤其是由無機物合成有機物更不可能。這也是當時人們劃分無機物與有機物的標準。但是維勒經過長期的實驗發現了用無機化合物氰酸銨人工合成尿素的方法。1828年,他將自己的發現和實驗過程寫成題為《論尿素的人工製成》的論文,發表在《物理學和化學年鑒》上。

這篇論文的發表,可說是石破天驚,它打破了多年來占據有機化學領域的生命力學說,引起了化學界的一次震動。不少人為之歡呼,紛紛祝賀。對此項發現,恩格斯曾評價,維勒合成尿素,掃除了所謂有機物的神秘性的殘餘。當然維勒的發現同時也遭到了許多人的反對。他的老師貝采利烏斯最初聽到這個消息時,幽默地諷刺說“能不能在實驗室造出一個孩子來”。人工合成尿素就像是導火索,引爆了有機合成的“大炸彈”,不久,乙酸、酒石酸等有機物,像雨後春筍一般相繼被合成出來,開創了有機合成的新時代。

除人工合成有機物外,維勒還在無機化學領域也有不少貢獻。他於1827年和1828年分別發現了鋁和鈹兩種元素,對硼、鈦、矽的化合物進行了廣泛研究並發現了矽的氫化物。這些在化學史上都有重要意義。

電動力學的奠基者安培

1820年電流的磁效應被發現以後,電磁領域迅速成為物理界最熱鬧的地方,法國物理學家安培當然也不會放過這個機會。他經過6年的反複試驗和數學推敲之後,提出了著名的“安培定律”,為電磁學開辟了一個更為廣闊的天地。

1775年1月22日,安培生於裏昂一個富商家庭。安培是個數學奇才,很小的時候就學會了數學的基本知識,12歲就開始學習微積分,18歲時已能重複拉格朗日的《分析力學》中的部分計算。24歲開始在裏昂教授數學,並開始對數學進行係統地研究,後來撰寫了概率論的論文,不僅引起了社會上的廣泛注意,同時也為他在電磁學上的研究打下了堅實的數學基礎。

安培最主要的成就集中在1820~1827年對電磁作用的研究上。在這七八年間,安培發現電流的相互作用規律、提出了右手定則(後被命名為安培定則)、發明了電流計、總結出安培定律等一係列重大突破。經他的努力,電磁學像撥雲見日一樣,變得無限的開闊。

在這麼短的時間內,安培能取得如此大的成果,這在科學史上是不多見的,這當然和他的勤奮是分不開的。他工作不但勤奮刻苦,而且專心致誌,甚至達到忘我的程度。據說有一次,安培在通往他任教的學校路上,一邊走一邊思索著一個電學問題。當經過塞納河的時候,他隨手揀起一塊鵝卵石裝進口袋。過一會兒,他又掏出那塊“石頭”扔到了河裏。當他到學校後,走進教室,習慣地掏懷表看時間,卻發現拿出來的是一塊鵝卵石,而扔進了塞納河的是自己的懷表。

關於他忘我思考,還有一個流傳更為廣泛的故事。一次,安培在街上散步,走著走著,想出了一個電學問題的算式,但找不到計算的地方而心急如焚。突然,他發現麵前有一塊“黑板”,就迫不及待地拿出粉筆,在上麵運算起來。原來那“黑板”是一輛馬車的車廂背麵。馬車走動了,他也跟著走,邊走邊寫;馬車越來越快,他就跑了起來,一心一意要完成他的推導,直到他實在追不上馬車了才停下腳步、失望地望著遠去的“黑板”,卻沒有覺察到笑得前仰後合的路人。

1827年安培將他的電磁現象的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中。這是電磁學史上一部重要的經典論著,對以後電磁學的發展起了深遠的影響,麥克斯韋稱讚安培的研究工作是“科學上最光輝的成就之一”,還把安培譽為“電學中的牛頓”。

安培的成就是多方麵的,在數學和化學方麵也有不少貢獻。他曾研究過概率論和積分偏微方程。他幾乎與戴維同時認識元素氯和碘,並論證過恒溫下體積和壓強之間的關係,還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關係。

1836年6月10日,安培因患急性肺炎,醫治無效,在馬賽去世,終年61歲。後人為了紀念他在電磁學上的傑出貢獻,將電流的單位命名為“安培”。

電流磁效應的發現者奧斯特

1820年4月的一個晚上,作為大學物理教授的奧斯特舉辦了一次講座。講座快結束時,抱著試試看的心情做了一個演示實驗。他把一根很細的鉑絲放在一個被玻璃罩罩著的小指南針的上方。接通電流的一瞬間,他驚奇的發現,指南針轉達動了一下。這正是他苦苦求證的電流磁效應,這一現象的出現對他來說真的太突然、太意外了,真是“踏破鐵鞋無覓處,得來全不費工夫”。

台下的聽眾沒有人注意到奧斯特的驚喜,隻是對他突然一驚,差點兒從台上摔下來感到滑稽好笑。奧斯特可顧不上這些,他的心隻專注在剛才磁針的一跳上。這一跳已充分說明在接通電流的瞬間,鉑絲產生了磁場,從而引起磁針轉動。

在接下來的三個月裏,奧斯特反複做了多次這樣的實驗以證實這一現象。1820年7月21日,他正式向學術界宣告發現了電流磁效應。

電流磁效應的發現簡直就是石破天驚,在當時整個物理界引起了強烈的反應。要知道,自從法國物理學家庫侖提出電和磁有本質上的區別以來,很少再有物理學家會去考慮電與磁之間的聯係,就連法國當時的大物理學家安培和畢奧等人也一直這樣認為。電流磁效應的發現,對他們來說無意如當頭一棒,將他們敲醒。