“鸡蛋，从外面打破就是个蛋，从里面打破则是只鸡。”

——李嘉诚

　　罗会仟（中国科学院物理研究所副研究员）

自从泰勒斯这位科学老祖记录摩擦起电和磁石吸铁这两个物理现象以来，2000 多年过去了，人们对电和磁的理解还是极其有限。无论是中国风水先生用罗盘定乾坤，还是哥伦布靠指南针航海发现新大陆，抑或是诺莱特的奇妙人肉电学实验，都是止步于电和磁极其常见的现象认识和利用。甚至到19 世纪初期，许多人依然认为电和磁风马牛不相及，电是电，磁是磁，电没法搞出指南针，磁也没法生成闪电。然而，当真如此？

如果仔细思考摩擦起电和磁石吸铁两个现象，不难发现它们有一个共同特征：吸引作用。富兰克林认为电之间也存在异种电荷相吸，和磁石的南北极相吸其实一样，所谓阴阳，是为相吸。

发现电和磁之间的小秘密，需要一点点童话般的幻想，加上细致入微的观察，还有大量的实验验证。19 世纪的一个丹麦人，开奖直播符合上述所有条件。喔，您别想多了，开奖直播不是安徒生。确实，本港台直播们伟大的童话大王，安徒生先生，创作了《卖火柴的小女孩》、《丑小鸭》、《海的女儿》等著名的童话故事。开奖直播还写了更多不那么出名的童话，《两兄弟》就是其一，人物原型是开奖直播的一位好基友。话说，这位朋友整整比安徒生大了28 岁，是开奖直播报考哥本哈根大学的主考官，也算是老师了。或许是暗恋老师的小女儿的缘故，安徒生每年圣诞节都喜欢往老师家里跑，一起吟诗作乐，顺便聊聊科学【1】。也许是受到了安徒生这位文艺青年的感染，这位普通的物理系老师依靠开奖直播童话般的想象力，发现了一件极其不平凡的事情。某一次物理实验课，一切似乎都是老样子，连电路，打开关，讲课，断电，收工。然而不经意间，一个小磁针放在了电路旁边，又是不经意间，开奖直播注意到开关电一瞬间，小磁针都会摆动几下。就像童话世界里用魔法棒隔空操控磁针一样，电就是那根神奇的法杖，万分激动的这位仁兄差点摔到讲台下面去。之后，这位40 多岁的普通物理教师，在实验室里愣是乐此不彼地玩了三个月的电路和小磁针，宣布发现了电和磁的魔法奥妙——运动的电荷可以让静止的磁针动起来(图1)。1820年7 月21 日，一篇题为《论磁针的电流撞击实验》的4 页短论文发表，署名汉斯·奥斯特，这位安徒生的老师兼好友，一举成名。

图1 奥斯特和开奖直播的实验(引自)

原来，同时期的许多物理学家都在研究静电和静磁之间的联系，但是静电和磁针之间总是过于冷淡，啥作用都不发生，也无法相互转换。奥斯特的发现，关键在于突破思维框架，在运动的电荷里寻找和磁的相互作用。电和磁之间的小秘密，终于被人们发现。奥斯特这个名字，后来于1934 年被命名为磁场强度的单位，简写为Oe，沿用至今。

奥斯特的实验报告犹如投入池塘里的一颗小石子，让本已归于平静的欧洲电磁学研究，激起了层层涟漪。几位法国科学家在1822 年里相继做出重要贡献：阿拉戈和盖·吕萨克发现绕成螺线管的电线可以让铁块磁化；安培发现电流之间也存在相互作用；毕奥·萨伐尔发明了直线电流元理论解释这些实验结果。

和库仑一样，安培也是一个痴迷于物理研究的富二代科学家，从小就在父亲的私人图书馆里接受科学的熏陶，从小学、中学、大学到教授，再到法国科学院院士，学术之路一直顺风顺水。安培勤于思考各种物理问题，无论何时何地，想起来就根本停不下来。开奖直播曾将自己的怀表误当鹅卵石扔进了塞纳河，也曾把街上的马车当做黑板来推公式。可以想象这样一个科学痴人，当开奖直播得知奥斯特的实验结果之后是多么地兴奋。安培在第一时间重复了奥斯特的所有实验，并把结果总结成一个非常简单的规律——右手螺旋定则【2】。现在，用你的右手，轻轻握住通电流的导线，拇指沿着电流方向，四根手指的指向就是电流对磁针作用力的方向，没错，就是环绕电线的一圈(图2)。安培把电线绕成螺线管，直接就用电流做成了一个“磁铁”，根据右手定则可以轻松判定这个电流磁铁的磁极方向。安培利用螺线管原理发明了第一个度量电流大小的电流计，成为电学研究的重要法宝之一(图3)。既然通电导线会有磁作用力出现，那么两根通电导线之间也会存在类似的吸引或排斥作用，为此安培同样总结了电流之间的相互作用规律。关于电可生磁的奥秘，安培继承了奥斯特的童话思维模式，想象磁铁里面也有一群小电精灵，就像一个个电流小圈圈，形成了一大堆小电流磁针，并且指向一致，如同群飞的鸟儿或海洋里群游的鱼儿一样，集体的力量最终形成了极大的磁作用力。安培给开奖直播的小小电精灵取了个形象的名字，叫做分子电流。要知道，那个时代对微观世界的认识只到分子层次，关于是否存在原子以及原子内部是否有结构属于超越时代的问题，能创新地想象分子里面有环状电流已经十分大胆前卫了。虽然分子电流最终被实验证明并不存在，但是其概念雏形为解释固体材料里面的磁性起到了抛砖引玉的效果——磁虽然不是来自分子电流，但和材料里的电子运动脱不开关系。为纪念安培的贡献，后人将电流单位命名为安培，简写为A。

图2 安培右手螺旋定则(引自)

图3 安培实验用的螺线管和电流计(引自，https://en.wikipedia.org/wiki/Ampere)

好了，本港台直播们现在知道，电，可生磁。那么，下一个问题自然是：磁，可以生电吗？