Андре Мари Ампер

Несколько важных событий  произошло в жизни Ампера в  это время: в 1806 году он вступил во второй брак, в 1807 году был назначен профессором Политехнической школы. В 1808 году ученый получил место главного инспектора университетов. Все это  улучшило его материальное положение  и принесло некоторое успокоение, но ненадолго. Второй брак был очень  неудачным, его новая жена Женни Пото оказалась весьма вздорной и ограниченной особой. Ампер прилагал много усилий, чтобы как-то примириться с ней во имя дочери, рожденной от этого брака. Однако его усилия оказались тщетными. К переживаниям на этой почве прибавились новые — в 1809 году скончалась мать Ампера. Эти печальные события не могли не сказаться на его научной деятельности. Тем не менее в период между 1809 и 1814 годами Ампер опубликовал несколько ценных работ по теории рядов.

Время расцвета научной деятельности Ампера приходится на 1814— 1824 годы и  связано, главным образом, с Академией  наук, в число членов которой он был избран 28 ноября 1814 года за свои заслуги в области математики.

Практически до 1820 года основные интересы ученого сосредоточивались  на проблемах математики, механики и химии. Вопросами физики в то время он занимался очень мало: известны лишь две работы этого периода, посвященные оптике и молекулярно-кинетической теории газов. Что же касается математики, то именно в этой области Ампер  достиг результатов, которые и дали основание выдвинуть его кандидатуру  в Академию по математическому отделению.

Ампер всегда рассматривал математику как мощный аппарат для  решения разнообразных прикладных задач физики и техники. Уже его  первая опубликованная математическая работа, посвященная теории вероятностей, носила, по существу, прикладной характер и называлась «Соображения о математической теории игры» (1802). Вопросы теории вероятностей интересовали его и в дальнейшем.

В исследовании многих проблем  физики и механики большое значение имеют так называемые дифференциальные уравнения в частных производных. Решение таких уравнений связано  со значительными математическими  трудностями, над преодолением которых  работали крупнейшие математики. Свой вклад в математическую физику, как  называют этот раздел науки, внес и  Ампер. Только в одном 1814 году он выполнил несколько работ, получивших высокую оценку видных французских математиков, в частности, Далласа, Лагранжа и Пуассона.

Не оставляет он и занятий  химией. К его достижениям в  области химии следует отнести  открытие, независимо от Амедео Авогадро, закона равенства молярных объемов различных газов. Его по праву следует называть законом Авогадро-Ампера. Ученый сделал также первую попытку классификации химических элементов на основе сопоставления их свойств. Но не эти исследования, интересные сами по себе, и не его математические работы сделали имя Ампера знаменитым. Классиком науки, всемирно известным ученым он стал благодаря своим исследованиям в области электромагнетизма.

В 1820 году датский физик  Г.-Х. Эрстед обнаружил, что вблизи проводника с током отклоняется магнитная  стрелка. Так было открыто замечательное  свойство электрического тока — создавать  магнитное поле. Ампер подробно исследовал это явление. Новый взгляд на природу  магнитных явлений возник у него в результате целой серии экспериментов. Уже в конце первой недели напряженного труда он сделал открытие не меньшей  важности, чем Эрстед — открыл взаимодействие токов.

Ампер установил, что два  параллельных провода, по которым течет  ток в одинаковом направлении, притягиваются  друг к другу, а если направления  токов противоположны, провода отталкиваются. Ампер объяснил это явление взаимодействием  магнитных полей, которые создают  токи. Эффект взаимодействия проводов с током и магнитных полей  сейчас используется в электродвигателях, в электрических реле и во многих электроизмерительных приборах.

О полученных результатах  Ампер сразу же сообщил в Академию. В докладе, сделанном 18 сентября 1820 года, он продемонстрировал свои первые опыты и заключил их следующими словами: «В связи с этим я свел все магнитные  явления к чисто электрическим  эффектам». На заседании 25 сентября он развил эти идеи далее, демонстрируя опыты, в которых спирали, обтекаемые током (соленоиды), взаимодействовали  друг с другом как магниты.

Новые идеи Ампера были поняты далеко не всеми учеными. Не согласились  с ними и некоторые из его именитых коллег. Современники рассказывали, что  после первого доклада Ампера о взаимодействии проводников с  током произошел следующий любопытный эпизод. «Что же, собственно, нового в  том, что вы нам сообщили? — спросил  Ампера один из его противников. —  Само собою ясно, что если два  тока оказывают действие на магнитную  стрелку, то они оказывают действие и друг на друга». Ампер не сразу  нашелся, что ответить на это возражение. Но тут на помощь ему пришел Араго. Он вынул из кармана два ключа и сказал: «Вот каждый из них тоже оказывает действие на стрелку, однако же они никак не действуют друг на друга, и потому ваше заключение ошибочно. Ампер открыл, по существу, новое явление, куда большего значения, чем открытие уважаемого мной профессора Эрстеда».

Несмотря на нападки своих  научных противников. Ампер продолжал  свои эксперименты. Он решил найти  закон взаимодействия токов в  виде строгой математической формулы  и нашел этот закон, который носит  теперь его имя. Так шаг за шагом  в работах Ампера вырастала новая  наука — электродинамика, основанная на экспериментах и математической теории. Все основные идеи этой науки, по выражению Джеймса Максвелла, по сути дела, «вышли из головы этого Ньютона электричества» за две недели.

С 1820 по 1826 год Ампер публикует  ряд теоретических и экспериментальных  работ по электродинамике и почти  на каждом заседании физического  отделения Академии выступает с  докладом на эту тему. В 1826 году выходит  из печати его итоговый классический труд «Теория электродинамических  явлений, выведенная исключительно  из опыта». Работа над этой книгой проходила  в очень трудных условиях. В  одном из писем, написанных в то время. Ампер сообщал: «Я принужден бодрствовать глубокой ночью... Будучи нагружен чтением  двух курсов лекций, я, тем не менее, не хочу полностью забросить мои  работы о вольтаических проводниках и магнитах. Я располагаю считанными минутами».

Слава Ампера быстро росла, особенно лестно ученые отзывались о  его экспериментальных работах  по электромагнетизму. Его посещали знаменитые физики, он получил ряд  приглашений из других стран выступить  с докладами о своих работах. Но здоровье его было подорвано, неустойчивым было и материальное положение. Его  тяготила работа в Политехнической  школе и инспекторские обязанности. Он по-прежнему мечтал читать курс физики, а не математики, и читать нетрадиционно, включив в курс новый раздел —  электродинамику, творцом которой  он сам являлся. Наиболее подходящим местом для этого было одно из старейших  учебных заведений Франции —  Коллеж де Франс. После многих неприятностей  и интриг в 1824 году Ампер был избран на должность профессора Коллеж де Франс. Ему предоставили кафедру  общей и экспериментальной физики.

Последние годы жизни Ампера были омрачены многими семейными  и служебными неприятностями, тяжело отражавшимися на его и без  того слабом здоровье. Внешние признаки успеха не принесли материального благополучия. Он по-прежнему был вынужден уделять много времени чтению лекций в ущерб своим научным занятиям. Но науку он не оставлял.

В 1835 году Ампер опубликовал  работу, в которой доказал сходство между световым и тепловым излучениями  и показал, что все излучения  при поглощении превращаются в тепло. К этому же времени относится  увлечение Ампера геологией и  биологией. Он принял активное участие  в научных спорах между знаменитыми  учеными Кювье и Сент-Иллером, предшественниками эволюционной теории Чарлза Дарвина, и опубликовал две биологические работы, в которых изложил свою точку зрения на процессе эволюции. На одном из диспутов противники идеи эволюции живой при роды спросили Ампера, действительно ли он считает, что человек произошел от улитки. На это Ампер ответил: «Я убедился в том, что человек возник по закону, общему для всех животных».

Другим увлечением Ампера была классификация наук. Эта важная в методологическом и общенаучном  плане проблема интересовала Ампера давно, еще со времени его работы в Бурк-ан-Бресе. Он разработал свою систему классификации наук, которую намеревался изложить в двухтомном сочинении. В 1834 году вышел первый том «Опыты философии наук или аналитического изложения естественной классификации всех человеческих знаний». Второй том был издан сыном Ампера уже после его смерти.

Ампер был большим мастером изобретать новые научные термины. Именно он ввел в обиход ученых такие  слова, как «электростатика», «электродинамика», «соленоид». Ампер высказал мысль  о том, что в будущем, вероятно, возникнет новая наука об общих  закономерностях процессов управления. Он предложил именовать ее «кибернетикой» Предвидение Ампера оправдалось. Ампер умер от воспаления легких 10 июня 1836 года в Марселе во время инспекционной поездки. Там же он и был похоронен.