曹则贤｜电磁学/电动力学：现象、技术与思想（上）｜中国科学院2023跨年科学演讲(44)

回到登山者， Electra的哥哥。有一个姓登山者的人奥斯特，一个丹麦人，是挪威人还是丹麦人想不起来了 （丹麦人！）。这位老兄在1820年的时候发现了电的磁效应。大家看看，他在这一个导线里面通上电的时候，发现小磁针转了。但是实验本身的装置先入为主地阻碍了我们关于对电的磁的认识。为什么？大家记住，你看磁针是水平在这上面这么支撑着的，因此它限制了它的运动，只能是这个样子的。奥斯特实际上是从1818年都一直在找电和磁的关系，但是这个磁针的放法妨碍他去发现电旁边的磁是绕圈子的。电的旁边的磁绕圈子才是最重要的东西。

同样是1820年，安培就发现出了两个具有平行的电流的导线互相是吸引的，平行电流同向是吸引的，异向是排斥的。也是在同一年，两个法国人毕奥和萨伐尔给出了一条线元，电流在远处产生的磁场的这样一个公式，毕奥-萨伐尔（Biot-Savart Law）公式。

安培这个人是非常了不起的，被称为电领域的牛顿。因为安培在这一年不仅注意到了电的流体力学的类比，提出了管状物solénoïde (solenoid， 管状物)这个东西。这个管状物的东西就一定让大家能够提起来这样一个算法，就是叉乘的问题。安培还在1826年提出了非常重要的概念，叫电动力学，并且他认为这个世界上存在着某种电的分子，这可能就是后来的基本电荷、基本磁矩的概念。安培的这篇文章明确地告诉我们是怎么样从经验得到数学理论的，这个是我们一个想当物理学家的人该学的一个本领。如何从经验得到你的数学理论？这个地方重要的就是Solenoid这样一个叉乘的算法。