1800年,伏打將銀片與鋅片交替堆疊,每對之間以浸了鹽水的布片隔開,創造了史上第一個電池──伏打堆。有了這個可持續產生穩定電流的裝置,科學家紛紛用來做各種實驗,包括電解、電鍍,甚至有人拿來電療,但不管是物理、化學或生物實驗,都沒有人發現電力與磁力有任何關係。直到1820年,丹麥的物理學教授奧斯特(Hans C. Ørsted)才做出石破天驚的宣告:電流可使磁針偏轉。
奧斯特於1777年8月14日出生在丹麥一個小鎮,由於鎮上沒有正式的學校,他都是在家自學,直到考上哥本哈根大學。由於父親是藥劑師,自己開設藥局,他本想繼承父業而主修藥學,卻發現自己對物理、化學與哲學更有興趣。結果他大學時還以兩篇物理和美學的論文得獎,1799年的博士論文《自然形上學的架構》則是基於大哲學家康德的論點。
奧斯特本想在哥本哈根大學謀得教職,卻未能如願,但隔年申請到一筆為期三年的獎學金,便於1801年前往德、法等國遊學。他在德國遇到大他半歲的青年化學家里特(Johann Ritter),兩人都在藥局當過學徒,也都是自學,因此相談甚歡。
里特向奧斯特介紹自己用伏打堆做的許多實驗,並闡述各種物理現象背後必有所關聯的理念,包括電與磁之間也是。對身為康德信徒的奧斯特而言,這剛好符合康德所說的「自然的一體性」(unity of nature),因此他也相當認同,1804年回到丹麥後,更熱衷於研究科學。
1806年,奧斯特獲聘為哥本哈根大學的物理學教授,他在教學之餘,也開始嘗試用伏打堆和磁針進行各種實驗,但始終沒有結果。1820年4月21日,他在上物理課時,神奇的事發生了。當他將電線接上伏打堆的瞬間,放在電線旁邊的羅盤指針竟然動了一下,讓他大為驚喜,電和磁果然互有關聯!
隨後三個月,奧斯特展開一系列的實驗。他將磁針放在導線的不同位置,畫出磁針偏轉的方向;並測量磁針距導線不同距離時的偏轉角度,來估算電流作用於磁針的強弱。最後他終於在七月發表以拉丁文寫成的論文,震驚了全歐洲的科學家。安培聞訊後也投入研究,才發現安培定律,正式揭開了電磁學的序幕。
奧斯特一舉成名後仍持續其科學教育工作,他於1824年成立自然科學推廣學會;1829年成立新的科技學院,擔任校長直至辭世。丹麥的科學發展幾乎是靠他一己之力才跟上歐洲的主要國家;為了紀念他,丹麥1999年發射的第一顆人造衛星就以他為名。而國際電工委員會(IEC)也在1930年將磁場強度的單位取名為「奧斯特」,以表彰他在電磁學的貢獻。
後記:義大利的羅馬格諾西(Gian Domenico Romagnosi)於1802年就率先發現電流會影響羅盤,但他是用義大利文在本國發表,因此完全沒有引起注意。
參考資料: