Андре Марі Ампер (1775-1836)

   22 січня виповнюється 240 років від дня народження основоположника електродинаміки - Андре Марі Ампера (1775-1836). Наукові праці французького вченого поклали початок новій великій галузі фізики — електродинаміці. Йому належать видатні праці з вищої математики та додатки до фізики.

   Майбутній вчений народився в м. Ліон у сім'ї комерсанта Жан-Жака Ампера. Через деякий час по тому батьки переїхали жити до свого маєтку, розташованого поблизу міста. В Андре були дві сестри: старша - Антуанетта (померла у двадцятирічному віці) та молодша Жозефіна, яка все своє життя присвятила піклуванню про брата та вихованню його дітей.

   Маленьким Андре дуже любив, щоб йому читали книжки про звірів, птахів, назви яких він дуже легко запам'ятовував. Коли ж сам навчився читати, захопився книжками з історії та літератури. Його батько був освіченою людиною свого часу і навчанням сина займався сам, надаючи перевагу тим наукам, які насамперед цікавили хлопця. Завдяки пристрасті до читання у поєднанні з непересічними здібностями та надзвичайною пам'яттю Андре вже в одинадцять років володів кількома мовами, дивував своїми математичними здібностями. Крім того, він

любив поезію і сам писав вірші, а згодом - поеми й трагедії. У 12-14-річному віці прочитав 20 томів знаменитої "Енциклопедії" Дідро й Д'Аламбера, самостійно опанував алгебру, геометрію і латину, читав в оригіналі твори Ейлера і Бернуллі. Навчаючись у Ліонському ліцеї, він зацікавився ботанікою та фізикою.

   У 13 років Ампер представив Ліонській академії наук свою першу роботу, в якій розглянув складне питання щодо квадратури кола. Вже у 18 років юнак досконало володів вищою математикою. Тоді ж захопився ідеєю створення єдиної міжнародної мови.

   Спокійне щасливе життя припинилось з 1789-го, після взяття Бастилії. Родина Амперів зустріла революцію з ентузіазмом. Батька Андре було обрано суддею. Панувала анархія й точилася запекла політична боротьба між партіями. Після захвату Ліона військами Конвенту Жан-Жака Ампера заарештовано й страчено як провокатора. Ця трагічна подія дуже вразила

сина. Він заглибився в себе й знаходився у надто важкому психічному стані, майже не розмовляв з рідними, подовгу усамітнювався у лісі. Якось на одній з таких сумних прогулянок юнак зустрів Жюлі Каррон, яка повернула йому інтерес до життя. Згодом дівчина погодилась стати його дружиною.  Через рік після весілля у подружжя народився син Жан-Жак.

   Матеріальне становище, родинні негаразди змусили Ампера, всупереч його схильностям, зайнятися педагогічною діяльністю. Спершу він давав приватні уроки, які набули популярності серед мешканців Ліона. У 1802 р. вже відомого дослідника та вчителя запрошують викладати фізику і хімію в Центральній школі м.Бурга. З 1803 р. — математику та астрономію у Ліонському ліцеї, через рік його призначають на посаду репетитора Паризької Політехнічної школи. Після смерті дружини, спричиненої захворюванням на сухоти, Ампер одружується вдруге, але невдало: невдовзі шлюб розпався. Дочку Альбіну Ампер виховував разом із сестрою.

   Наукова діяльність Ампера почалася блискучими математичними дослідженнями. Його "Дослід математичної теорії гри"(1802) став одним з перших наукових досліджень у теорії ймовірностей — розділу математики, що також відіграє важливу роль у фізиці. Упродовж 1805—1809 рр. Ампер опублікував ряд робіт з методів вищої математики, які сприяли вирішенню завдань механіки.

   У 1807 р. він був призначений професором математики Паризької Політехнічної школи, а з 1809-го — завідувачем кафедри вищої математики і механіки. У Політехнічній школі Ампер зблизився з Домініком-Франсуа Араго.

   З 1814 р. Андре-Марі Ампера обрано членом Академії наук та нагороджено Великим хрестом Ордена Почесного легіону. В різні роки, починаючи з 1809 р., з'являються його праці, в яких математичними методами вирішено ряд задач в галузі теорії газів.

   Щоб присвятити себе тільки фізиці, Ампер переходить до Колеж де Франс на посаду професора експериментальної фізики.

   Основною його заслугою є геніальні дослідження з електрики й магнетизму. У 1820 р. до Паризької академії наук прийшло повідомлення про дослід данського фізика Ганса Крістіана Ерстеда, котрий відкрив дію електричного струму на магнітну стрілку. Вперше в історії науки був експериментально доведений зв'язок між електричними і магнітними явищами. Ампер повторив дослід Ерстеда і вже через кілька днів, 18 вересня 1820 року, виступив в Академії з повідомленням про здійснені ним фундаментальнівідкриття в цій галузі.

   Ампер довів, що магнітна стрілка поблизу провідника зі струмом встановлюється перпендикулярно до провідника незалежно від потужності джерела струму ("вольтового стовпа"). Помічені Ерстедом відхилення у напрямку стрілки від перпендикулярного вчений пояснив дією земного магнетизму. Ампер вперше ввів назву "електричний струм" і поняття   напряму струму як напряму прямування позитивної електрики. Слідкуючи за коливанням магнітної стрілки в магнітному полі Землі, він зрозумів, що положення стрілки можна пояснити (за аналогією з дослідом Ерстеда) наявністю у Землі струмів, що охоплюють її із Заходу на Схід. Це привело його до геніального висновку, що всі магнітні взаємодії можна пояснити наявністю в магнітах замкнених електричних струмів, які обтікають магніти у площинах, перпендикулярних до їхніх магнітних осей. Це положення склало основу електродинамічної теорії магнетизму Ампера, відповідно до якої електричні та магнітні явища мають спільну електричну природу. Виходячи з цього, вчений тоді ж висловив думку, що провідники зі струмом, вигнуті у вигляді спіралей (відкриті ним взаємодії кругових струмів (спіралей) і прямих струмів), мають діяти як магніти. За його твердженням, при однакових напрямах струму провідники притягаються один до одного, при протилежних — відштовхуються. Здійснене Ампером відкриття законів взаємодії струмів поклало початок новій науці — електродинаміці.

   У наступних повідомленнях Ампер із погляду своєї теорії магнетизму пояснив ряд фізичних явищ, зокрема нещодавно відкрите Араго явище намагнічування сталевої голки струмом. На пропозицію Ампера для посилення ефекту голку розміщували всередині спіралі. У цьому досліді Араго—Ампера вперше застосований електромагніт. Ампер пояснив також відкриту ним дію Землі на провідник зі струмом. Розвиваючи теорію магнетизму, 1822 р. він прийшов до ідеї елементарних струмів. Всі магнітні явища пояснював наявністю у тілах молекулярних замкнених електричних струмів. За теорією Ампера, намагнічування тіла відбувається при упорядкуванні орієнтації площин молекулярних струмів, які у тілах, що не намагнічені, розташовані хаотично. Величезна робота над "Теорією електродинамічних явищ, виведених з досліду" проходила у

важких умовах, в нього були два курси лекцій і залишалось обмаль часу. Лекції Ампера користувалися великим попитом у колі студентів, серед яких був Михайло Остроградський, у майбутньому — відомий український та російський математик й фізик, професор Петербурзької Академії наук.

   Сучасники Ампера зустріли його революційну теорію магнетизму з недовірою і різкою критикою. Втім, на початку XX ст. роботи Н.Бора, у яких досліджено будову атома, підтвердили реальність амперівських струмів. Гіпотеза Ампера стала основою електронної теорії магнетизму, згідно з якою причиною магнітних властивостей тіл є елементарні струми, зумовлені рухом електронів навколо ядра атома.

   Починаючи з 1822 р., Ампер наполегливо шукав точний кількісний закон взаємодії струмів. Шляхом математичного аналізу отриманих результатів йому вдалося встановити, що сила взаємодії двох елементів струму пропорційна величинам струмів і довжинам відрізків провідників та обернено пропорційна квадратові віддалі між ними. Закон взаємодії струмів опублікований 1826 р. в основній праці Ампера з електродинаміки: "Теорія електродинамічних явищ, виведена з досліду". Встановлена одиниця сили струму на честь її винахідника отримала назву "Ампер".

   Після 1828 р. Ампер знову повертається до математичних досліджень. У цей, останній, період свого життя він опублікував ряд робіт з вищої математики.

   Упродовж усього життя Ампер цікавився широким колом наукових проблем. Йому належить перша наукова спроба класифікації хижацьких елементів за їх подібністю. Захоплений суперечкою натуралістів про те, як з'явилися на Землі різноманітні види рослин і тварин, Ампер висловив ряд сміливих і вірних думок, захищаючи ідею еволюції видів, не відділяючи і

людини. Займався він філософією і психологією, ретельно вивчав проблеми мовознавства. У творах "Нарис філософії наук..." (1834) та "Спроба філософії наук, або Аналітичний виклад природничих класифікацій всіх людських знань" вчений виклав розроблену ним класифікацію тогочасної науки, яка свідчила про його глибокі й різнобічні знання. У класифікації Ампера

серед назв інших наук уперше з'явилося слово "кібернетика", хоча сама ця наука оформилася майже через півтора сторіччя.

   Наприкінці життя багато наукових установ світу обрали Ампера своїм почесним членом, а саме: Королівська академія наук, Королівське товариство Лондона та Единбурга, Швейцарське товариство випробувачів природи, Кембріджське філософське товариство, Женевське фізичне і природничо-історичне товариство, Італійське товариство, Брюссельська Королівська академія наук, Королівська академія наук у Лісабоні, академія Ліонська; був член-кореспондентом Берлінської академії наук, Булонського інституту, Санкт-Петербурзької академії наук.

   На початку 1836 р. Ампер відправився на південь Франції. В дорозі йому стало погано й він зупинився у Марселі; там і помер. У 1869 р. його прах перепоховано в Парижі, у родовому склепі поруч із сином, на Монмартському кладовищі.

Література:

Ампер А.-М.  Электродинамика / А.-М. Ампер; ред. ст. и прим. Я.Г.Дорфмана. — [Л.]: Изд-во АН СССР, 1954.—403 с.

Про Андре-Марі Ампера 

Ампер Андре-Марі (22.01.1775—10.06.1836) // Кордун Г.Г. Біографічний довідник видатних фізиків / Г.Г.Кордун. — К., 1985. — С. 180—182.

Андре-Марі Ампер // Они создавали физику / Сост. В.А.Тихомирова, А.И.Черноуцан.— М.: Бюро "Квантиум", 1998. — С. 31—41. 

Андре-Мари Ампер // Самин Д.К. Сто великих ученьїх / Д.К.Самин. — М.: Вече, 2001. —        С. 178—184. —(100 великих).

Андре Ампер (1775—1836) // Чистяков В.Д. Рассказьі о математиках. — 2-е изд., испр. и доп. — Минск: Вьішзйшая школа, 1966. — С. 148—159.

Ампер Андре-Марі // Храмов Ю.А. Физики: библиогр. справ. / род. ред. А.И.Ахиезера. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Наука, 1983. — С. 14—15.

Белькинд Л.Д. Андре-Мари Ампер, 1775—1836 / Л.Д.Белькинд. — М.: Наука, 1968.— 278 с.

Борец Т.Б. Здравствуйте, господин Ампер : очерки / Т.Б.Борец ; пер. со слов.С. Г. Тилли. — Минск: Вышзйшая школа, 1981. — 304 с.: ил.

Горбачев Н. Этот странный Ампер / Н.Горбачев // Учит. газ. — 1975. — 23 янв.

Забарииский П. Ампер / П.Забаринский ; под ред. И.Генкина. — М.: Журн.-газ. обние, 1936. — 176 с.: ил., портр. — (Жизнь замечат. людей. Сер. биогр.; Вьіп. 1(121)).

 Курик М. Ньютон електрики / М.Курик // Знання та праця. — 1975. — № 1.— С. 12—13.

Сірий Є. Ньютон електрики / Є.Сірий // Наука і сусп. — 1975. — № 1. — С. 50—51.

Электромагнетизм и злектродинамика (Х.Зрстед, ААмпер) // Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов : кн. для учащихся. — М. : Просвещение, 1986. — С. 75—81.

Ілюстрації

Андре-Мари Ампер [Портрет] // Белькинд Л.Д. Андре-Мари Ампер, 1775—1836 /

Л.Д.Белькинд. — М., 1968. — Фронтиспис.

Андре-Мари Ампер [Портрет] // Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов : кн. для учащихся. — М.: Просвещение, 1986. — С. 77.