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安德烈-玛丽·安培(André-Marie Ampère ForMemRS,英国发音:/ˈɒ̃pɛər, ˈæmpɛər/,美国发音:/ˈæmpɪər/,[1] 法语:[ɑ̃dʁe maʁi ɑ̃pɛʁ];1775 年 1 月 20 日-1836 年 6 月 10 日)[2] 是法国物理学家和数学家,是经典电磁学学科的奠基人之一,他将其称为‘电动力学’。他还发明了众多应用,例如由他命名的螺线管和电报机。作为一位自学成才的科学家,安培是法国科学院的院士,并在巴黎综合理工学院和法兰西学院担任教授。
国际单位制中的电流单位安培(A)以他的名字命名。他的名字还被刻在埃菲尔铁塔上的 72 个名字之一。‘运动学’(kinematic)一词是他创造的法语‘cinématique’的英语版本,[3] 它来源于希腊语 κίνημα kinema(意为‘运动’),其本身衍生自 κινεῖν kinein(意为‘移动’)。[4][5]
安德烈-玛丽·安培于 1775 年 1 月 20 日出生在里昂,他的父亲是成功的商人让-雅克·安培,母亲是让娜·安托瓦内特·德苏蒂耶尔-萨尔塞·安培。他出生于法国启蒙运动的鼎盛时期,童年和少年时期大部分时间都在靠近里昂的家族庄园——波莱米约-蒙多尔(Poleymieux-au-Mont-d'Or)度过。[6] 让-雅克·安培是一位成功的商人,同时也是让-雅克·卢梭哲学的仰慕者。卢梭在其著作《爱弥儿》中阐述的教育理论成为安培教育的基础。卢梭认为,男孩应该避免接受正式学校教育,而是从 “自然中直接获得教育”。安培的父亲将这一理念付诸实践,允许儿子在家族藏书丰富的图书馆中自学。因此,像乔治-路易·勒克莱尔(乔治·路易·布封)的《自然史》(自 1749 年开始撰写)和丹尼斯·狄德罗与让·勒隆·达朗贝尔的《百科全书》(1751 年至 1772 年间新增的卷册)等法国启蒙时期的杰作,成为了安培的 “老师”。[需要引用]
然而,年轻的安培很快重新开始了拉丁语课程,这使他能够深入研究莱昂哈德·欧拉和丹尼尔·伯努利的著作。[7]
此外,安培利用接触最新书籍的机会,从 12 岁起自学高等数学。晚年时,安培声称自己在 18 岁时对数学和科学的了解已经达到了人生的巅峰。然而,作为一位博学多才的人,他的阅读范围还包括历史、旅行、诗歌、哲学和自然科学。[7] 由于他的母亲是一位虔诚的天主教徒,安培在接触启蒙科学的同时,也接受了天主教信仰的熏陶。法国大革命(1789-1799)在他的少年时代爆发,这对他产生了深远的影响。安培的父亲因革命新政府的召唤而参与公共事务,[8] 并在里昂附近的一个小镇担任地方法官(*juge de paix*)。1792 年,雅各宾派掌控革命政府后,他的父亲让-雅克·安培因抵制新的政治浪潮,于 1793 年 11 月 24 日被送上断头台,这是雅各宾派清洗的一部分。
1796 年,安培结识了朱莉·卡隆(Julie Carron),并于 1799 年结婚。同年,安培开始了他的第一份正式工作,担任数学教师,这使他有了经济保障,与卡隆结婚,并在次年迎来了他们的第一个孩子让-雅克(以其父亲命名)。后来,让-雅克·安培因语言学研究而声名鹊起。安培的成长与法国向拿破仑政权的过渡同步,他在拿破仑支持的技术官僚体系中找到了新的成功机会。
1802 年,安培被任命为布雷斯堡中央学校(École Centrale)的物理和化学教授,并将生病的妻子和婴儿让-雅克·安托万·安培留在里昂。他利用在布雷斯堡的时间进行数学研究,并于 1802 年完成了《关于博弈数学理论的思考》(*Considérations sur la théorie mathématique du jeu*)的论文,这是一部关于数学概率的著作。他于 1803 年将其送交巴黎科学院审议。
1803 年 7 月,安培的妻子去世后,[9][10] 他搬到了巴黎,并于 1804 年在新成立的综合理工学院(École Polytechnique)担任导师。尽管他没有正式的学术资格,安培于 1809 年被任命为该校的数学教授。在 1828 年之前,他一直在该校担任各种职务。此外,1819 年和 1820 年,安培分别在巴黎大学开设了哲学和天文学课程;1824 年,他被选为法国学院(Collège de France)实验物理学著名讲席的教授。1814 年,安培被邀请加入新成立的帝国学院数学班,这是改革后的国家科学院的上级机构。
在被选入科学院之前的几年,安培参与了广泛的科学研究,撰写论文并探讨从数学、哲学到化学和天文学的各种主题,这在当时顶尖的科学知识分子中是很常见的。安培曾声称:“在他 18 岁时,他的人生中有三个至高点:第一次领圣体、阅读安托万·莱昂纳·托马的《笛卡尔的颂辞》,以及攻占巴士底狱的消息。” 在他妻子去世的那一天,他写下了《诗篇》中的两句经文,并祈祷:“主啊,慈悲的上帝,请在天上让我与那些您允许我在地上所爱的人团聚。” 在困境中,他会通过阅读《圣经》和教会教父的作品寻求慰藉。[11]
作为一名虔诚的平信徒,他曾一度接纳年轻学生弗雷德里克·奥扎南(Frédéric Ozanam,1813–1853)住在家中。奥扎南后来成为慈善会议(Conference of Charity,后称圣文森·德保禄会)的创始人之一。[citation needed] 奥扎南于 1998 年由教宗若望·保禄二世册封为真福。通过安培的引荐,奥扎南接触到了新天主教运动的领袖,例如弗朗索瓦-勒内·德·夏多布里昂(François-René de Chateaubriand)、让-巴蒂斯特·亨利·拉科代尔(Jean-Baptiste Henri Lacordaire)和夏尔·福布斯·勒内·德·蒙塔朗贝尔(Charles Forbes René de Montalembert)。[citation needed]
1820 年 9 月,安培的朋友、后来的悼词作者弗朗索瓦·阿拉戈向法国科学院的成员展示了丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特德的惊人发现:电流能够使邻近的磁针偏转。安培随即开始发展一种数学和物理理论,以理解电与磁之间的关系。在奥斯特德实验工作的基础上,安培进一步研究发现,平行导线中的电流会相互吸引或排斥,具体取决于电流方向是否相同或相反——这一发现奠定了电动力学的基础。他还通过数学的方法,将这些实验结果推广为普遍的物理定律,其中最重要的就是后来被称为**安培定律**的原理。该定律指出,两段载流导线之间的相互作用力与导线长度及其电流强度成正比。安培还将这一原理应用于磁学,证明了其定律与法国物理学家夏尔·奥古斯丁·库仑的电作用定律之间的和谐一致性。安培对实验技术的专注和精湛技能,使他的科学研究牢牢根植于新兴的实验物理领域。
安培还对电磁关系提供了物理学上的理解,他推测了 “电动力分子”(即电子概念的雏形)的存在,这种分子是电与磁的基本组成单元。基于这一物理解释,安培发展出了一套关于电磁现象的物理学理论,这一理论既可通过实验验证,又具有数学上的预测能力。近百年后,在 1915 年,阿尔伯特·爱因斯坦和万德·约翰内斯·德哈斯通过**爱因斯坦-德哈斯效应**证明了安培假设的正确性。
1827 年,安培发表了他的代表作《仅通过实验得出的电动力学现象数学理论的回忆录》(**Mémoire sur la théorie mathématique des phénomènes électrodynamiques uniquement déduite de l'experience**)。这部著作为其新科学——电动力学命名,并成为该领域的奠基之作。
同年,安培被选为英国皇家学会的外籍会员,次年被选为瑞典皇家科学院的外籍会员。[12] 或许,他最崇高的荣誉来自詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,后者在《电与磁理论》一书中称安培为 “电学领域的牛顿”。
1881 年国际电力博览会签署的一项国际公约,将**安培**(ampere)确立为电流的标准单位之一,以表彰安培在现代电学科学创建中的贡献。同一公约中,还有库仑(coulomb)、伏特(volt)、欧姆(ohm)、瓦特(watt)和法拉(farad)等单位,它们分别以安培同时代的科学家命名:法国的夏尔-奥古斯丁·库仑、意大利的亚历山德罗·伏打、德国的乔治·欧姆、苏格兰的詹姆斯·瓦特和英格兰的迈克尔·法拉第。安培的名字还被刻在埃菲尔铁塔的 72 个名字之一中。
许多街道和广场以安培的名字命名。此外,还有以他命名的学校、一座里昂地铁站、一种图形处理器微架构、月球上的一座山,以及挪威的一艘电动渡轮。[14]
部分译本:
完整译本:
1. "Ampère". 《Random House Webster's Unabridged Dictionary》。
2. 《科学传记词典》(Dictionary of Scientific Biography)。美国:查尔斯·斯克里布纳之子公司(Charles Scribner's Sons)。1970 年。ISBN 9780684101149。
3. Ampère, André-Marie(1834 年)。《科学哲学论》(Essai sur la Philosophie des Sciences)。巴黎:Bachelier 出版社。
4. Merz, John(1903 年)。《19 世纪欧洲思想史》(A History of European Thought in the Nineteenth Century)。伦敦:Blackwood。第 52 页。
5. O. Bottema 和 B. Roth(1990 年)。《理论运动学》(Theoretical Kinematics)。纽约:多佛出版公司(Dover Publications)。序言,第 5 页。ISBN 0-486-66346-9。
6. "Andre-Marie Ampere". 《IEEE 全球历史网络》(IEEE Global History Network)。IEEE。检索于 2011 年 7 月 21 日。
7. 一段或多段引用内容来自公共领域的出版物:Chisholm, Hugh,编。(1911 年)。《Ampère, André Marie》。《大英百科全书》(Encyclopaedia Britannica)。第 11 版。剑桥大学出版社。第 878–879 页。
8. 《安德烈·玛丽·安培传记》。检索于 2019 年 9 月 3 日。
9. 安培在深深爱着的第一任妻子去世后再婚,但第二段婚姻非常不幸,并以离婚告终。
10. Laidler, Keith J.(1993 年)。《点燃这样的蜡烛》(To Light such a Candle)。牛津大学出版社。第 128 页。
11. 《天主教百科全书》(Catholic Encyclopedia)。检索于 2007 年 12 月 29 日。
12. 《图书馆和档案目录》(Library and Archive Catalogue)。皇家学会。检索于 2012 年 3 月 13 日。
13. 《比利时皇家科学院会员和准会员传记索引》(Index biographique des membres et associés de l'Académie royale de Belgique (1769–2005))。第 15 页。
14. 《电池渡轮克服障碍,现在解决方案已清晰》(Batterifergen har måttet stå over avgangen. Nå er løsningen klar)。Teknisk Ukeblad。2016 年 11 月。检索于 2016 年 11 月 19 日。