超导小时代之三—电磁理论的鸡蛋同源

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，他符合上述所有条件。喔，您别想多了，他不是安徒生。确实，我们伟大的童话大王，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。他还写了更多不那么出名的童话，《两兄弟》就是其一，人物原型是他的一位好基友。话说，这位朋友整整比安徒生大了28岁，是他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他童话般的想象力，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，他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。
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。