安培

　　安培（Andre－Marie　Ampere，1775～1836）法国物理学家。1775年1月22日生于里昂一个富商家庭。从小受到良好的家庭教育。他父亲按照卢梭的教育思想，鼓励他走自学成才之路。12岁时就自学了微分运算和各种数学书籍，显示出较高的数学天赋。为了能到里昂图书馆去看接阅读欧勒、伯努利等人的拉丁文原著，他还花了几星期时间掌握了拉丁文。14岁时就钻研了当时狄德罗和达兰贝尔编的《百科全书》。没有上过任何学校，依靠自学，他掌握了各方面的知识。1793年（18岁）因其父在法国大革命时期被杀，为了糊口他做了家庭教师。在读了一本卢梭关于植物学的书以后，又重新燃起了他对科学的热情。1802年，在布尔让－布雷斯中央学校任物理学及化学教授，1808年被任命为新建的大学联合组织的总监事，此后一直担任此职。1814年被选为帝国学院数学部成员。1819年主持巴黎大学哲学讲座。1824年任法兰西学院实验物理学教授，1836年6月10日在马赛逝世。 

　　他的兴趣十分广泛，早年是在数学方面，曾研究过概率论及偏微分方程，他的一篇关于博奕机遇的数学论文曾引起达朗贝尔的瞩目。后来又作了些化学研究，他只比阿伏加德罗晚三年导出阿伏加德罗定律。由于他高超的数学造诣，他成为将数学分析应用于分子物理学方面的先驱。他的研究领域还涉及植物学、光学、心理学、伦理学、哲学、科学分类学等方面。他写出了《人类知识自然分类的分析说明》（1834～1843）这一涉及各科知识的综合性著作。

　　他的主要科学工作是在电磁学上。1820年奥斯特发现电流磁效应的消息由阿拉果带回巴黎，他作出迅速反应，在短短的一个多月时间内，提出了3篇论文，报告他的实验研究结果：通电螺线管与磁体相似；两个平行长直载流导线之间存在相互作用。进而他用实验证明，在地球磁场中，通电螺线管犹如小磁针样取向。一系列实验结果，提供给他一个重大线索：磁铁的磁性，是由闭合电流产生的。起先，他认为磁体中存在着一个大的环形电流，后来经好友菲涅耳提醒（宏观圆形电流会引起磁体中发热），提出分子电流假说。他试图参照牛顿力学的方法，处理电磁学问题。他认为在电磁学中与质点相对应的是电流元，所以根本问题是找出电流元之间的相互作用力。为此，自1820年10月起，他潜心研究电流间的相互作用，这期间显示了他的高超实验技巧。依据四个典型实验，他终于得出了两个电流元间的作用力公式。他把自己的理论称作“电动力学”。安培在电磁学方面的主要著作是《电动力学现象的数学理论》，它是电磁学的重要经典著作之一。

　　此外，他还提出，在螺线管中加软铁芯，可以增强磁性。1820年他首先提出利用电磁，现象传递电报讯号。

　　以他的姓氏安培命名的电流强度的单位，为国际单位制的基本单位之一。

沈括

　　沈括（约1031～1095）中国古代科学技术鼎盛时期（北宋）最博学的科学家，字存中，钱塘（今浙江杭州）人。小时勤奋好学，14岁就读完家中藏书，他随父母到过许多地方，广闻博见，知识丰富。历任沭阳县主簿（县令助理）、太史令，参与过整理盐政，考察水利及任司天监、翰林学士等技术性官职，几乎包办了当时朝廷中的科学事务，如修历法，改良观象仪器，兴水利，制地图，监造军器等。他十分虚心求教，勤于思考，能向一切内行学习，“历访镜工”，“问教坊老乐工”，“问老医”，“凡所到之处，山林隐者，无不求访，及一药一术，皆至诚恳切而得之”，“发明考证，洞悉源流”。例如他三十多岁开始研习数学天文时，就常请教当时的女数学家胡淑修。沈括比她及其丈夫年长十余岁，仍能如此虚心下问，并屡叹曰：“得为男子，吾益友也。”他在天文、历法、数学、物理、地学、生物、化学、医药、水利、兵工、治金、建筑、文史、乐律等多学科领域，都有很高造诣。有《梦溪笔谈》、《长兴集》、《苏沈良方》等著名（据《宋史·艺文志》记载他的著述有22种155卷，但不少已散失）。研究中国科学史的专家李约瑟誉他为“中国通”。

　　沈括十分重视调查、观察、实测、实验，并且要“原其理”，“以理推之”。他倡导“见简即用，见繁即变，不胶一法”，这也是他取得天文、物理等方面独创性成就的原因之一，他的科学思想受儒、道、元气说等的影响，同时注意核查他人在实测中的数据。例如在天文学方面，他详细观察五星运行轨迹（“如柳叶边缘”）和陨石坠落时的情景；为测量北极星与北天极的真实距离设计了窥管，每夜3次，连续三月，得200余图，得出当时极星“离天极三度有余”的粗测结论；作晷漏实验十余年，首次推出冬至日昼夜“百刻有余”，夏至日“不及百刻”的结果。他还设计了“一弹丸，以粉涂其半，侧视之则粉处如钩，对视之则正圆”（《梦溪笔谈》卷七）的演示实验，证明了“月本无光，日耀之乃光耳”，以及月相变的道理。对历代历法的积弊改进，推行了比较合理的“奉元历”，在此基础上又提出了更科学的“十二气历”设想：即以节气定月份，大小月相间的纯阳历。 

　　沈括对指南针进行了深入研究，他把“方家以磁石磨针锋”而得的人工磁化针用来作试验，提出四种装置方法（水浮法，碗沿法，指甲法和单丝悬挂法）并分别评论，指出悬丝法“最善”及具体办法（“独丝、”“粘蜡”），还记载与验证了磁针“常微偏东、不全南也”的磁偏角现象，比西欧记录早400年。

　　在光学方面，沈括对小孔成像、凹镜成像等成倒影（像）的诸种现象进行比较，得出“碍”（焦点）的概念（参见“中国古代对光的认识”），并具体描述了焦点处“大如麻菽著物则火发”的现象，他称光通过“孔”“碍”成象为“本末相格”之术。他亲自查看了虹的成因而得出“虹两头都垂洞中”的记录，并说当时“自西望东则见”。通过“红光验尸”记录了民间利用新赤油伞滤光验出尸身上的青紫伤痕的方法。对透光镜将背面花纹字迹透现在镜面上的原因也从铸造工艺作了考察：“铸时薄处先冷，唯背文（纹）上差厚（厚度有差别），后冷而铜缩多，文虽在背，而鉴面隐然有迹”。

　　在声学上沈括用纸人来放大琴弦上的共振，以便形象地观察（英国人诺布尔和皮戈特在500年后才有类似的琴弦上纸游码试验），还记录了兵土用皮革箭袋作枕时“虚能纳声”的空穴效应，并深入分析了各种乐器制作、制钟等音乐声学问题。

　　在《梦溪笔谈》中，他还记录了许多宝贵科技资料如《木经》（喻皓）、活字印刷（毕异），水利施工（合龙方法）等等。

　　沈括在政治、军事、外交上亦展示了才能。他积极参与王安石变法运动，1075年曾出使契丹，驳斥其争地要求，1080年抗击西夏侵略时受连累遭贬，1087年退居润州（镇江）梦溪园写出《笔谈》巨著。

选自：《物理教师手册》

欧姆

　　欧姆（GeorgSimonOhm,1787～1854）德国物理学家，1787年3月16日生于巴伐利亚的埃朗根。他的父亲是一位对科学感兴趣的熟练锁匠，受好哲学和数学。在其父影响、教育下，他对数学很感兴趣，并掌握了一些金属加工技能，为他后来的学习和研究创造了良好条件；1811年毕业于埃朗根大学并取得哲学博士学位，先后在埃朗根和班堡等地中学任教；1817年出版第一本著作《几何教科书》；1817～1826年在科隆大学预科讲授数学和物理；1826～1833年在柏林军事学院任职；1833年起被聘为纽伦堡工艺学校物理教授；1841年英国皇家学会授予科普利奖章，1842年被接纳为英国皇家学会国外会员；1845年为巴伐利亚科学院院土；1849年任慕尼黑大学非常任教授，1852年为该校正式教授；1854年7月6日在慕尼黑逝世。

　　欧姆最重要的贡献是建立电路定律。他是受到傅里叶热传导理论（导热杆中两点间热流量与两点温度差成正比）影响来研究他的定律的。当时还缺乏明确的电动势、电流强度乃至电阻概念，适用的电流计也正在探索中。他使用了温差电池和扭秤，经过多次试验和归纳计算，才获得成功。1825年发表第一篇论文《涉及金属传导接触电的定律的初步表述》，论述了电流的电磁力的衰减与导线长度的关系。进而，他通过实验测定了不同金属的电导率。在制作导线过程中，他直接受惠于父亲的精湛技艺。英国学者巴劳（P.Barlow）发现了电流在整个电路的各部分都是一样的，这个结果启发了欧姆，这使他想到可以把电流强度（当时他称为“电磁力”）作为电路中的一个基本量。进一步的实验，导致得出了以他的名字命名的定律。以后，他又对自己的实验工作进行了数学处理与理论加工，写成了《伽伐尼电路──数学研究》一书（1827年出版）。

　　欧姆定律刚发表时，并没有受到德国学术界的重视，反而遭到各种非议与攻击。欧姆给当时普鲁士教育部长苏尔兹赠送一本他的著作，请求安排到大学工作。但这位部长对科学不感兴趣，只把他安排到军事学校。这时，一位在德国物理学界颇有地位的物理学家鲍耳（G.E.Pohl）首先撰文攻击欧姆的《伽伐尼电路──数学研究》一书，说这本书是“不可置信的欺骗”，“它的唯一目的是要亵读自然的尊严”。在强大的压力下，欧姆寄希望国王出面，解决事端。他给国王路德维希一世写信，并因此组成巴伐利亚科学院专门委员会进行审议，结果因意见不一，不了了之。在他给朋友的信中，流露出这一时期的痛苦心情：“《伽伐尼电路》的诞生已经给我带来了巨大的痛苦，我真抱怨它生不逢时，因为深居朝廷的人学识浅薄，他们不能理解它的母亲的真实感情”。只是当欧姆的工作后来在国外获得巨大声誉后，才在国内科学界得到关注。经过埃尔曼（P.Ermann，1764～1851）、多佛（H.W.Dove，1803～1879）和海尔曼(Hermann)等人多方努力，欧姆这才实现了他的多年愿望，担任慕尼黑大学物理学教授。为了纪念人他在电路理论方面的贡献，电阻单位命名为欧姆。

　　他的研究工作还包括声学、光学等方面。

选自：《物理教师手册》

法拉第

　　迈克尔·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867)是19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家。他于1791年9月22日生于伦敦附近的纽因格顿，父亲是铁匠。由于家境贫苦，他只在7岁到9岁读过两年小学。12岁当报童，13岁在一家书店当了装订书的学徒。他喜欢读书，利用在书店的条件，读了许多科学书籍，并动手做了一些简单的化学实验。

　　1812年秋，法拉第有机会听了著名化学家戴维的四次讲演，激起对科学研究的极大兴趣。他把戴维的讲演精心整理并附上插图后寄给戴维，希望戴维帮助他实现科学研究的愿望。1813年3月，戴维推荐法拉第到皇家研究院实验室作了自己的助理实验员。1813年10月，法拉第跟随戴维到欧洲大陆进行学术考察18个月。在这期间他有机会参观了各国科学家的实验室，结交了安培、盖·吕萨克等著名科学家，了解了他们的科学研究方法。回到英国后，法拉第就开始了独立的研究工作，并于1816年发表了第一篇化学论文，以后又接连发表了几篇。

　　1820年奥斯特发现电流的磁效应，受到科学界的关注，促进了科学的发展。1821年英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章，评述奥斯特发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中，对电磁现象的研究产生了极大的热情，并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象，认为既然电流能产生磁，磁能否产生电呢?1822年他在日记中写下了自己的思想：“磁能转化成电”。他在这方面进行了系统的研究。起初，他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流，做了大量的实验，都失败了。经过历时十年的失败、再试验，直到1831年8月29日才取得成功。他接连又做了几十个这类实验。1831年11月24日的论文中，他把产生感应电流的情况概括成五类：变化着的电流；变化着的磁场；运动的恒定电流；运动的磁场；在磁场中运动的导体。他指出：感应电流与原电流的变化有关，而不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比，把它取名为“电磁感应”。为了解释电磁感应现象，法拉第曾提出过“电张力”的概念。后来在考虑了电磁感应的各种情况后，认为可以把感应电流的产生归因于导体“切割磁力线”。在电磁感应现象发现二十年后，直到1851年才得出了电磁感应定律。

　　1833年到1834年，法拉第从实验得出了电解定律，这是电荷不连续性的最早的有力证据。

　　法拉第的另一贡献是提出了场的概念。他反对超距作用的说法，设想带电体、磁体周围空间存在一种物质，起到传递电、磁力的作用，他把这种物质称为电场、磁场。1852年，他引入了电力线(即电场线)、磁力线(即磁感线)的概念，并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线形状。场的概念和力线的模型，对当时的传统观念是一个重大的突破。

　　法拉第从近距作用的物理图景出发，还预见了电、磁作用传播的波动性和它们传播的非瞬时性。他在1832年3月12日写给英国皇家学会的一封密封信中，信封上写着“现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点”，这封信直到1938年才启封公布，信中法拉第说明了他的上述新观点。表现了法拉第深邃的物理洞察力和深刻的物理思想。

　　法拉第把他做过的实验整理成《电学实验研究》一书，书中收集了三千多个条目，详细记述了他做过的实验和结论，是一本珍贵的科学文献。

　　法拉第是靠自学成才的科学家，在科学的征途上辛勤奋斗半个多世纪，不求名利。1825年，他参与冶炼不锈钢材和折光性能良好的重冕玻璃工作，不少公司和厂家出重金聘请法拉第为他们的技术顾问。面对15万镑的财富和没有报酬的学问，法拉第选择了后者。1851年，法拉第被一致推选为英国皇家学会会长，他也坚决推辞掉了这个职务。把全身心献给了科学研究事业，终生过着清贫的日子。

　　1855年他从皇家学院退休。1867年8月25日在伦敦去世。遵照他“一辈子当一个平凡的迈克尔·法拉第”的意愿，遗体被安葬在海格特公墓。为了纪念他，用他的名字命名电容的单位──法拉。

选自：《物理教师手册》