André Marie Ampére

Részletek

2008. október 16. csütörtök, 00:00

 

A nagy francia fizikus, kémikus és matematikus 1775-ben született egy, a Lyontól alig 10 km-re fekvő kis faluban, ahol 1796-ig élt szülőházában. Apja jómódú kereskedő volt, aki a latin és francia irodalomban egyaránt járatos volt, nagy gonddal képeztette fiát.

Gondosságára jellemző, hogy – bár Lyonban is volt lakásuk – gyermeke zavartalanabb fejlődése érdekében a nagyváros zajától távol gondoskodott neveltetéséről. Az élénk eszű, érdeklődő, kiemelkedő tehetségű ifjú, akit csodagyerekként tartottak számon, sohasem járt iskolába, apjától tanult latinul, és a családi könyvtár köteteit olvasva szívta magába a tudományokat. Még olvasni sem tudott, amikor Buffon természettudományról szóló munkájából olvastak fel részleteket számára. Képességeire jellemző az a tény, hogy kikapcsolódásként a Nagy Francia Enciklopédia szócikkeit olvasta, mégpedig – Arago, egy kortárs fizikus feljegyzései szerint – az első kötet első oldalától kezdve, alfabetikus sorrendben. Olvasmányai korán felszínre hozták kiemelkedő matematikai képességeit. Alig volt 13 éves, amikor egy lyoni szerzetestől megtanulva a differenciál- és integrálszámítás rejtelmeit, Euler és Bernoulli és d’Alembert munkáit kezdte olvasni – latinul. Még ebben az évben megküldte első matematikai tanulmányát a lyoni Akadémiának.

Ampère alig volt 18 éves, amikor súlyos csapás érte: apját, aki sokáig tudatosan kerülte a forradalomban való tevékeny részvételt, de aki 1791-ben mégis hivatalt vállalt a Párizsból érkező forradalmi utasításokkal szembeszálló Lyonban, 1793-ban a várost megostromló hadakkal érkező jakobinus Chevalier halálra ítélte és kivégeztette. A forradalmi eszmékkel rokonszenvező, alig 18 éves Ampère-t ez annyira megrendítette, hogy egy időre felhagyott tudományos ambícióival, és az irodalomban keresett menedéket.

Depressziós állapotából akkor került ki, amikor 1796-ban megismerkedett Julie Caronnal, akit három év múlva feleségül is vett. 1800-ban megszületett Jean-Jacques névre keresztelt fia. (Zárójelben megjegyzendő, hogy bár a fiú maga is neves történészként 1830-ban a Sorbonne professzora lett, az apa és fia, lévén hasonló temperamentumúak, sohasem értették meg egymást igazán, ezért egymáshoz való viszonyuk sohasem volt felhőtlen.) A családfenntartáshoz azonban állásra volt szüksége, ezért Lyonban magántanítással kezdett foglalkozni (kémia-, matematika- és nyelvórákat adott), majd 1802-ben Bourg-en-Bresse-ben gimnáziumi fizika- és kémiatanár lett.

Ezután nehéz időszak köszöntött Ampère-re, mivel felesége megbetegedett, Poleymieux-ban maradt. 1803-ban elhunyt hőn szeretett felesége, ami újabb törést okozott magánéletében. Még ebben az évben megjelent Lyonban a szerencsejátékok elméletéről szóló tanulmánya, ami felhívta rá a matematikusok figyelmét, így Lalande és Delambre 1805-ben Párizsba hívta az Ecole Polytechnique tanárának, majd 1809-től fizikaprofesszorának. 1824- ben kinevezték a Collége de France kísérleti fizikai tanszék vezetőjének. A két intézményt összevetve megállapítható, hogy az Ecole Polytechnique-ben egy előírt tananyagot kellett előadnia, míg az utóbbi intézményben kedvére oktathatta az általa mindenekfelett kedvelt elektrodinamikát. Egyébként Ampère – dacára a tudományos körökkel való kiváló viszonyának – sohasem tudta megszokni a párizsi légkört, és élete végéig visszavágyott Lyonba.

Párizsban érte a következő csapás, amely egy szerencsétlen házasságban nyilvánult meg: 1806-ban kötött házasságot Jennyvel, ám egy évvel ezután, röviddel leányuk, Albine megszületése után már nem voltak beszélő viszonyban, és 1808-ben hivatalosan is elváltak. (A kislány nevelése az apára maradt, és ismét csak zárójelben megjegyezzük, hogy az ő kapcsolatuk sem volt felhőtlen. 1827- ben ugyanis Albine hozzáment Napóleon egy hadnagyához, akiről hamarosan kiderült, hogy alkoholista. 1830-ban a lány apja házába menekült, de néhány nap múlva Ampère befogadta házába a magát bűnbánónak mutató férjet, ami azután időnként még rendőri beavatkozást is előidézett.)

Ampère tudományos pályafutása Párizsban igen széles körű volt. Matematikusként 1814-ben tanulmányt nyújtott be az Institut National des Sciences-hoz a parciális differenciál- egyenletek osztályozásáról, amelynek alapján az intézet ugyanez év novemberében tagjává választotta. Kémiában is maradandót alkotott: az elsők egyike volt, akik megkülönböztették az atomokat és a molekulákat. 1814-ben Avogadrótól függetlenül kidolgozta azt a törvényt, amit Avogadro– Ampère-törvénynek is nevezünk. Ez a törvény kimondja, hogy minden azonos nyomású és térfogatú gáz ugyanannyi részecskét tartalmaz. Mindazonáltal világhíre fizikusként kapott szárnyra. Először a fénnyel kapcsolatos kutatásokkal: 1815-ben a fénytörésről publikált egy tanulmányt, 1816-ban pedig Fresnel mellé állt a fény hullámtermészetét támogatva. (Innen datálódik baráti kapcsolatuk, amelynek folyományaként Fresnel 1822-től haláláig, 1827-ig házában lakott.) Amiről azonban kissé részletesebben is szólnunk kell, az az elektromosság és mágnesesség közötti kapcsolat kutatásában szerzett halhatatlan érdeme.

Hans Christian Orsted, a Koppenhágai Egyetem tanára 1820-ban fedezte fel az elektormágnességet, amelyről még abban az évben Arago számolt be a Francia Tudományos Akadémia szeptember 11-i ülésén. És most figyeljék meg Ampère villámgyors reagálását: Orsted tapasztalatai megmutatták számára azt az utat, amelynek révén végső soron valamennyi mágneses jelenség megmagyarázható a mozgó elektromos töltések segítségével. Ha egy áramvezeték elmozdít egy mágnestűt, akkor egy mágnes elmozdíthat egy áramvezetéket, ilyen módon viszont két, egymással párhuzamosan felfüggesztett áramvezetéknek is hatást kell gyakorolnia egymásra: vonzzák vagy taszítják majd egymást az áram irányától függően. Egy hét kevés volt elméletének kísérleti igazolásához, ezért Ampère előre menekült: következő hétfőn, szeptember 18-án előadást tartott a Francia Tudományos Akadémián az áramtól átjárt vezetők egymásra gyakorolt erőhatásának törvényszerűségéről anélkül, hogy elképzeléseinek helyességéről kísérletileg is meggyőződhetett volna, de ígéretet tett, hogy egy hét múlva bemutatja igazoló kísérleteit. Ez meg is történt, óriási hatást keltve a tudóstársadalomban. Később kimutatta a nem párhuzamos áramok kölcsönhatását is. E jelenségekre vonatkozó szellemes kísérletei alapján levezette az elektrodinamika egyik alaptörvényét, amely szerint az elemi áramok vonzása vagy taszítása egyenesen arányos az áramelemeken átfolyó áramok erősségével, és fordítottan arányos a köztük levő távolság négyzetével, valamint függ a két áramelem által bezárt szögtől. Az elektromos áram és az általa keltett mágneses tér erőssége között fennálló összefüggés az ún. Ampère-féle gerjesztési törvény (1823). Ugyancsak a nevét viseli az Ampèreféle balkéz-(vagy úszó-) szabály, amely a vezető árama által keltett mágneses tér irányát határozza meg. 1832 októberében pedig Pixii generátorához elkészítette az első egyenirányítót. Ampère adta meg az anyagok mágneses tulajdonságának olyan mikrofizikai magyarázatát is, amely még ma is igen nagy segítséget nyújt a mágneses jelenségek megértésében. Észrevette és matematikailag kimutatta, hogy egy áramhurok és egy igen lapos mágnes kifelé teljesen azonos mágneses hatásokat mutat. Ennek alapján Ampère úgy tekinti az anyag alkotórészeit, hogy azok kis áramkörökből állnak, amelyek hatása kifelé attól függően érvényesül, hogy egymáshoz és a külső mágneses térhez milyen irányítást vesznek föl.

Ampère legnagyobb érdeme az, hogy munkásságával egy új tudományágat teremtett: az elektrodinamikát. Ennek elismeréseképpen róla nevezték el az elektromos áram SI alapegységét ampernek. Ő volt az első, akinek sikerült megmérnie az áramerősséget. Azon kevés tudós közé tartozott Alessandro Voltával, Benjamin Franklinnal, Hans Christian Orsteddel és Stephen Wolframmal egyetemben, akik egész tudományos pályafutásuk alatt külső segítség és szponzorálás nélkül érték el világraszóló eredményeiket. Maxwell Ampère munkásságát a tudomány egyik legnagyszerűbb teljesítményének tartja, és őt az elektrodinamika Newtonjának nevezi. Több találmány is fűződik a nevéhez, ő hozta létre többek között a galvanométert és az elektromágnest.

Amikor Gustave Eiffel megépítette híres tornyát Párizsban, az első emeleten 72 prominens tudósnak – közöttük Ampère-nek is – állított maradandó emléket. 1930 júniusában Paul Janet, a Tudományos Akadémia tagjának kezdeményezésére megalakult az Ampère Társaság, amely a nagy francia tudós tiszteletére szülőházában, Poleymieuxau- Mont-d’Or-ban 1931-ben elektrotechnikai múzeumot létesített, munkásságának szentelve két termet is. Itt látható többek között az általa kifejlesztett galvanométer, továbbá az a kísérleti eszköz, amely segítségével bebizonyította az áram mágneses hatását. Egyéb megtiszteltetéseinek sincs se szeri, se száma. Párizs XVII. kerületében utca őrzi nevét, és számos ország emlékbélyeget jelentetett meg érdemei elismeréseként.

Ampère egészsége élete utolsó éveiben nagyon megromlott, és tudományos érdeklődése is megcsappant. 1836-ban tüdőbajának gyógyítására Marseille-be utazott; itt érte a halál. A párizsi Montmartre temetőjében nyugszik fiával együtt. Fejfájára következőket írták: „Amilyen nagy, épp olyan jó és egyszerű volt”.