欧姆定律在很晚的时候才传过英吉利海峡,至少在1831年还没有任何英国人知 道这个定律。法拉第(M.Faraday,1791-1867)当时正在研究电磁感应现象。他 发现:在相同的感应条件下,导线愈长,感生电流愈小。虽然他已走到欧姆定律的 边沿,却不知欧姆定律早已发现。可以设想,如果欧姆定律在这以前已经传进英国 的话,必定会大大加速电磁学研究的发展。
最早得知欧姆定律的美国人是富兰克林的孙子巴赫博士(A.D.Bache)。18 36-1838年间巴赫在英国学习时,从英国科学家那里了解到欧姆定律;回国后他 又传授给亨利(J.C.Henry,1797-1878)。在这以前,亨利已经发现了自感现 象,但他却不知道什么是电流强度,什么是电压。他曾把并联的电池组称为“量 电池”,把串联的电池组称为“强度电池”。按照他的意思,“量电池”可以提供 更多电量,“强度电池”可以提供更大的电力。如果他知道了欧姆定律,他就会发 现所谓“量电池”与单个电池没有根本区别,它们的电动势都是一样的,只不过前 者的内阻更小而已;同样,“强度电池”与单个电池的区别不在于它们的供电能力 的强弱,而在于它们的电动势不同。
黑格尔在1831年去世后,他的唯心主义思想对科学的束缚开始松弛了,欧姆本 人也觉得在精神上得到了解放。与此同果,高斯(K.F.Gauss,1777-1855)和 韦伯(W.Weber,1804-1891)在哥延根大学树立的科学风气,逐步向德国各地传 播开来,这就为接受欧姆定律创造了有利条件。截至1940年,已有不少实验家证明 了欧姆定律,并把它运用到自己的研究工作中去。不过,欧姆的声誉首先还是在英 国树起的。1841年,伦敦皇家学会(RSL)授与欧姆最高科学奖----科普勒奖章 (Copley Medal);1843年惠斯通(C.Wheatstone)在贝克利亚讲演中详细阐 述了欧姆定律,给与欧姆极高的评价。这样就引起了德国政府和科学界对欧姆的关 注。埃尔曼和多佛(H.W.Dove,1803-1879)等人竭尽全力地要把欧姆推荐到 德国物理学界的最高位置。1845年2月9日,海尔曼(Hermann)写信给巴伐利亚 科学院数理学部秘书长,建议选举欧姆为正式院士。经过这些热心的科学家的反复 努力,欧姆终于当选为巴伐利亚科学院院士;1849年11月23日,他被调到慕尼黑 主持科学院物理学术委员会的工作。并担任慕尼黑大学物理学教授,他的最高愿望 总算实现了。1852年10月1日,他又开始担任慕尼黑大学物理学讲座。两年后,他 在慕尼黑去世,终年65岁。
为了纪念欧姆在电学上的贡献,1881年在巴黎召开的第一届国际电气工程师会 议上,决定以“欧姆”命名电阻的实用单位。从此,欧姆成了举世公认的科学家。
从欧姆的遭遇所想到的
欧姆定律被推迟承认,除上述社会和思想方面的原因外,还有学术权威和传统 观念等方面的问题。一个人的成败,一个正确理论能否及时得到承认,在一定的时 候,取决于一些学术权威的态度。这些人在科学界大都影响很大,若他们对一个新 理论或新发现不能作出准确和公正的评价,则将产生极大的妨碍。鲍尔对欧姆理论 的态度很能说明这个问题。尽管欧姆定律最终还是被公认了,但这种形势来得太迟。 以致当欧姆进入慕尼黑大学主持物理学讲座时,他已经60岁了。如果欧姆早十年进 入了向往的地方,也许他会做出更大的贡献。实际上,自从欧姆定律发现后,欧姆 因得不到理想的工作条件而未能做出新的成绩。这种损失不论对于个人还是对于人 类,都是无法估量的。
其次,一个新的理论或新发现能否得到及时承认,与它诞生于什么样的国度有 很大的关系。试设想,如果欧姆定律产生于英国或法国的话,情况可能会好一些。 它或许会促使法拉第更早地发现电磁感应定律,并使它变成数学的形式(法拉第电 磁感应定律直到1845年才由德国物理学家诺埃曼总结成数学公式);或许会使法国 物理学家安培(A.M.Ampere,1775-1836)创立的电动力学更赋有色彩。然而, 它恰恰诞生于物理学十分落后的德国。当时德国人还热衷于伽伐尼电的性质这样一 个古老的问题。由于这个问题,又提出了电的同一性问题。欧姆是用温差电池做实 验的,欧姆定律是否适用于其他电(如摩擦电、化学电、电磁感应电等)的情况, 尚待证明。直到1833年法拉第实验证明了电的同一性后,局面才好转起来。即便如 此,新问题还不时出现。例如,后来有人认为欧姆定律不能适用于电解质电路。 1868年,德国物理学家柯尔劳施(F.W.G.Kohlrausch)用交流电的方法克服 了电解质溶液使电极极化的现象,证明欧姆定律同样能用于电解质电路,这时德国 物理学界才算心悦诚服地接受了欧姆定律。历史表明,一个新定律被公认往往需要 付出很大的代价,在科学较为落后的国家,情况就更不例外了。
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第十一章 “绝对的自然规律”