Из-за полного безденежья после конфискации семейного имущества Ампер начал преподавать математику
в частном пансионе Дюпра и Оливье, параллельно устроившись в школу небольшого городка Бурга,
расположенного близ Лиона. В 1802 году он успешно прошел собеседование в комиссии, признавшей
его годным к проведению занятий.

Небогатая жизнь только обострила тягу Ампера к науке. Именно в этот период молодой ученый
высказал гипотезу, объясняющую магнитные и электрические явления схожими принципами. Причем
однажды он озвучил свою догадку в присутствии самого Алессандро Вольта на заседании Лионской
академии.

Не остается без внимания и математика: Ампера привлекает теория вероятности. Вскоре он пишет эссе
«Размышление на тему математической теории игр». В нём автор доказывает, что игрок всегда
уступит сопернику, имеющему больше денег. Андре-Мари сразу заметили в Академии наук и пригласили
преподавать в Лионском лицее. Карьера шла в гору, и в 1804 году Ампер переехал в Париж в
качестве репетитора местной Политехнической школы. До переезда в столицу случилось очередное
горькое событие в его жизни: смерть любимой жены. Одиночество поспособствовало переезду.

После трех лет репетиторства наступает период самостоятельных занятий, а вскоре Андре-Мари
становится профессором математического анализа и экзаменатором по механике. Одновременно он
трудится в Консультативном бюро ремесел и искусств, а в 1808 году приступает к обязанностям
главного инспектора университета, что подразумевает постоянные командировки.

В 1814 году Ампера избирают членом секции геометрии Парижской академии.

В 1820 году
Андре-Мари посетил
заседание
Французской Академии
наук, на котором
была озвучена
информация об
открытии Хансом
Эрстедом влияния
электричества на
магнитную стрелку.
Большинство
академиков
восприняло это как
рядовое событие, но
только не Ампер. Он
незамедлительно
приступил к
экспериментам,
превратив
свою маленькую
комнату в
мини-лабораторию, и
даже сам смастерил
столик, ставший
настоящей
реликвией.
В течение двух
недель он
сформулировал свои
выводы, которые
оказали влияние на
многие отрасли
науки.

Еще со времен Ньютона
утвердилось
убеждение о
параллельности
электричества и
магнетизма. Многие
были
уверены, что каждое
из этих явлений
живет по своим
законам. Факты,
полученные Эрстедом,
трактовались
следующим образом:
намагничивание
провода происходит в
результате
воздействия
электричества, что
и
вызывает воздействие
на стрелку. Ампер не
согласился с
общепринятой
трактовкой и
сформулировал
смелую и
в
чем-то вызывающую
идею – магнитных
зарядов нет вообще,
существуют лишь
электрические, а
явление
магнетизма
происходит от
перемещения
электрических
зарядов.

По мнению ученого,
магнетизм возникает
от огромного
количества
мельчайших
электрических
атомных
контуров.
Каждый из них
выступает в качестве
своеобразного
«магнитного листка»
– простейшего
магнитного
двухполюсника.
Поэтому становится
ясно, почему
магнитные монополя в
природе не
существуют, в
отличие от
электрических.
Версию Ампера в
столь смелой
формулировке
поддержали не все
ученые, но то, что
она стала
важнейшей
предпосылкой для
утверждения мысли о
единстве природы,
сомнений не
возникает. Это
потребовало
дать ответ на
некоторые актуальные
вопросы, в
частности,
представить
законченную теорию
взаимодействия
токов. С
поставленной задачей
на отлично справился
сам Ампер.

В 1820 году было
сформулировано
правило Ампера для
определения
воздействия
магнитного поля на
магнитную
стрелку. Согласно
этому выводу на
северный магнитный
полюс будет
указывать конец
стержня,
находящийся
слева от человека.
Вскоре автор
подтвердил наличие
взаимодействия между
электрическими
токами,
названное
законом Ампера. Он
показывает силу
воздействия
магнитного поля в
отношении
находящегося внутри
него
проводника. Француз
эмпирически доказал,
что параллельно
расположенные
проводники начинают
взаимно
притягиваться при
движении тока в
одном направлении и
отталкиваются при
его пропускании в
обратном.
Именно это
взаимодействие и
легло в основу
современного
определения единицы
электрического тока,
принятого в 1946
году: Ампер – сила
неизменяющегося
тока, который при
прохождении по двум
параллельным
прямолинейным
проводникам
бесконечной длины и
ничтожно малой
площади кругового
поперечного
сечения,
расположенным в
вакууме на
расстоянии 1 метр
один от другого,
вызвал бы на каждом
участке
проводника
длиной 1 метр силу
взаимодействия,
равную 2⋅10−7
ньютона.

Направление силы Ампера
можно узнать согласно
правилу левой руки.
Размещаем руку таким
образом,
чтобы
перпендикулярный вектор
магнитной индукции
умещался в ладони, а
четыре пальца находились
в вытянутом
положении по направлению
движения заряженных
частиц в проводнике.

При этом
отставленный под
углом
90°
большой палец
обозначает
направление силы
Ампера.

В 1822 году
Андре-Мари описал
магнитный эффект
соленоида. Как
утверждал сам Ампер,
любой
электрический
проводник создает
рядом с собой
магнитное поле. Его
силовые линии
образуют
концентричные по
отношению к
центральной линии
проводника круги,
которые находятся в
плоскостях,
перпендикулярных к
элементам
проводника.
Ещё больший
магнитный эффект
электричества можно
наблюдать при
условии скручивания
проводящей
проволоки в
ряд параллельных,
взаимно
изолированных колец.

Подобную форму
проводника ученый
назвал соленоидом.
Проводя опыты со
многими материалами,
он
убедился,
что железо полностью
утрачивает магнитные
свойства при нулевом
токе, а сталь
сохраняет магнетизм
на
протяжении
длительного времени.
Но самый большой
эффект
демонстрировали
специально
сконструированные
электромагниты, по
сути, железные
стержни в
проволочной обмотке,
по которой
пропускали
электроток.

Все полученные выводы
Андре-Мари изложил в
собственном научном
труде, увидевшем
свет в 1826 году
и
названном «Теория
электродинамических
явлений, выведенная
исключительно из
опыта».

Первые попытки создать устройство, способное транслировать некие сигналы на расстоянии, начали
предприниматься в конце XVIII века. Первопроходцем в этом деле стал Ален-Рене Лесаж, создавший
простейшую конструкцию из двух приемников и 24 изолированных проволок. Внес свой вклад в
развитие этого направления и Ампер. В 1829 году он предложил идею телеграфа, которая
основывалась на открытии Эрстеда. Ученый разработал передающее устройство, состоящее из
полусотни проводов и 25 магнитных стрелок, прикрепленных к осям. Однако этот проект не нашёл
широкого применения, так как был довольно непрактичен. Предполагалось, что для каждого знака
будет предназначена отдельная проволока и стрелка.

Можно сказать, что Андре-Мари смог опередить ход времени. Тогда еще не существовало устройств,
которые могли бы распознавать электрический сигнал. Протягивать для каждой буквы, цифры или
знака свой провод очень времязатратно и неэкономично. Однако польза от этого изобретения все же
была – сегодня по этому принципу функционируют электромагнитные коммутаторы.

В своей
фундаментальной
работе
«Опыт
о
философии
наук»
Ампер
дал
понятие
новой
науке
–
кибернетике.
Он
понимал
ее
как
учение
об
управлении
государством
для
обеспечения
всеобщих
благ.
Первая
часть
увидела
свет
в
1834
году,
а
вторая
была
издана
уже
после
кончины
автора
в
1843
году.
Важным
элементом
кибернетики
Андре-Мари
называл
теорию
законов.
По
его
мнению,
она
должна
изучать
происхождение
законов,
предвосхищая
последствия,
порождаемые
ими.
Автор
подчеркивал
принципиальное
значение
личности
управленца,
поэтому
выступал
за
отбор
лучших
кандидатов,
которым
по
силам
справляться
со
своими
обязанностями.

Также
Ампер
вывел
необходимость
существования
ещё
одного
научного
направления,
ответвления
от
кибернетики
–
ценольбологии,
то
есть
науки
об
общественном
счастье.
Он
ставил
перед
ней
задачу
определить
лучшие
условия
жизни
народов,
чтобы
создать
оптимальную
для
этого
экономическую
систему.
Фактически
Андре-Мари
поднял
вопрос
о
рациональности
ведения
хозяйства
людьми,
что
должно
способствовать
всеобщему
счастью.

Среди
изобретений
ученого
были
и
вещи
иного
характера.
Так,
Ампер
пытался
создать
новый
язык
международного
общения,
оптимизировал
конструкции
воздушных
змеев
и
планировал
написать
эпическую
поэму.
Француз
одним
из
первых
стал
рассматривать
дифференциальные
уравнения
с
частными
производными,
которые
называются
теперь
уравнениями
Монжа
–
Ампера.
В
химии
независимо
от
Амедео
Авогадро
Ампер
смог
вывести
закон
молярных
объемов
газов.
Кроме
того,
он
предпринимал
попытки
систематизировать
химические
элементы
по
их
свойствам.

Как многие другие выдающиеся ученые, Ампер ввел в научный оборот ряд новых терминов,
среди которых «электродинамика», «кибернетика» и «кинематика».

Помимо математики и физики, Андре-Мари преуспел и в других научных областях. В
частности, его заслуги отмечены в химии, ботанике, лингвистике и даже философии.

Когда Ампер читал доклад о взаимодействии проводников с токами, кто-то из ученых
воскликнул, что ничего нового не услышал. Ведь если токи влияют на магнитную
стрелку, то они способны воздействовать друг на друга. От такого наступления
докладчик совсем растерялся, но положение спас его коллега Араго. Он достал из
кармана два ключа и сказал, что каждый из них воздействует на стрелку, но не влияет
друг на друга.

Ампер не учился в школе ни дня, но благодаря невероятной тяге к знаниям сумел стать
одним из образованнейших людей своего времени.

Имя Андре-Мари внесено в перечень 72 самых великих ученых Франции, который находится
на первом этаже Эйфелевой башни.

В 1881 году на первом Международном конгрессе электриков, который состоялся в Париже,
в честь Ампера была названа единица силы тока.

Однажды
в
окрестностях
Авиньона
(Avignon)
Ампер
со
спутником
были
застигнуты
темнотой
и
остановились
на
ночлег
у
одного
крестьянина.
Усталый
и
рассеянный
Ампер
никак
не
мог
сосчитать,
сколько
он
должен
крестьянину
за
еду
и
ночлег.
Наконец
с
помощью
крестьянина
проблема
была
решена.
Укладывая
гостей
спать,
крестьянин
не
удержался
от
того,
чтобы
не
подколоть
господ:
«Месье!
Вы
немного
умеете
считать,
но
вам
неплохо
было
бы
поучиться
у
нашего
кюре.
Он
уже
давно
учил
меня,
но
я
всё
ещё
кое-что
помню».
Знал
бы
он
кого
укоряет!

Ампер
считался
достаточно
рассеянным
человеком.
Однажды
он
варил
свои
часы,
поглядывая
при
этом
на
яйцо,
которое
держал
в
руке
(иногда
эту
байку
рассказывают
про
Ньютона).

Однажды
Ампер
обедал
у
одного
из
своих
друзей.
Обед
был
очень
плохим,
и
великий
физик
в
гневе
закричал:
«Завтра
же
я
уволю
эту
проклятую
кухарку!»

Однажды
Ампер
был
в
гостях.
Начался
сильный
дождь,
и
хозяин
предложил
ему
остаться
ночевать.
Ампер
согласился.
Через
несколько
минут
хозяин
решил
посмотреть,
как
устроился
его
гость,
всё
ли
в
порядке.
Он
постучал
в
дверь,
ответа
не
было.
Заглянул
в
комнату
–
она
была
пуста.
И
вдруг
раздался
звонок.
Хозяин
открыл
дверь
и
увидел
Ампера.

–
Куда
же
вы
ходили?
–
Домой,
за
пижамой.

Однажды
Ампер
прогуливался
по
улице,
одновременно
производя
в
уме
сложные
математические
расчёты.
Вдруг
он
увидел
прямо
перед
собой
чёрную
доску,
точно
такую,
как
и
в
аудитории.
Ампер
подбежал
к
ней,
достал
из
кармана
маленький
кусочек
мела,
который
носил
с
собой,
и
стал
быстро
писать
на
ней
формулы.
Вдруг
доска
двинулась
с
места,
а
Ампер
пошёл
за
ней.
Доска
стала
двигаться
всё
быстрее,
и
Ампер
тоже
добавил
шагу.
И
только
когда
окружающие
стали
громко
смеяться,
Ампер
наконец
обратил
внимание,
что
доска,
исписанная
математическими
расчётами,
это
вовсе
и
не
доска,
а
задняя
стенка
чёрной
кареты.

Однажды
Ампер
спешил
на
лекцию.
Ему
надо
было
перейти
мост.
На
мосту
он
поднял
какой-то
камень
и
стал
внимательно
рассматривать
его.
Вдруг
Ампер
вспомнил
о
лекции,
достал
из
кармана
часы
и
увидел,
что
уже
очень
поздно.
Тогда
он
быстро
спрятал
камень
в
карман,
бросил
часы
в
воду
и
поспешил
дальше.

Как-то
один
из
коллег
шутя
водрузил
на
нос
Андре-Мари
очки.
Внезапно
мир
вокруг
Ампера
преобразился.
Он
стал
отчётливей
различать
окружающие
предметы.
Великий
учёный
даже
не
подозревал,
что
у
него
близорукость.
Впоследствии
сам
Ампер
в
шутку
называл
именно
это
своим
самым
великим
открытием.

Основные
математические
работы
относятся
к
теории
дифференциальных
уравнений
с
частными
производными.
Ампер
ввел
уравнения,
известные
как
уравнения
Монжа
–
Ампера
(ранее
встречавшиеся
у
Эйлера
и
Лагранжа).

Уравнение
Монжа
–
Ампера
–
дифференциальное
уравнение
с
частными
производными
2-го
порядка
вида:

,
коэффициенты
которого
зависят
от
переменных
x,y,
неизвестной
функции
z(x,y)
и
её
первых
производных
.

Уравнение
Монжа
–
Ампера
z=z(x,y)
описывает,
например,
графы
функций
с
данным
значением
гауссовой
кривизны
k=k(x,y).

В 1802
году
Ампер
опубликовал
труд
«Соображения
о
математической
теории
игры».
Занимался
приложениями
вариационного
исчисления
к
механике
(в
частности
доказал
принцип
возможных
перемещений).

Впервые
после
древних
греков
ввел
в
1834
г.
термин
«кибернетика»
в
предложенной
им
классификации
наук
для
обозначения
науки
об
общих
законах
управления
сложными
системами.

Сочинение
«Рассуждения
по
математической
теории
игр»
принесло
Амперу
известность
в
научных
кругах
и
предложение
занять
место
преподавателя
лицея
в
Лионе.

В 1820
году
Ампер
сформулировал
правило
для
определения
направления
действия
магнитного
поля
тока
на
магнитную
стрелку
(правило
Ампера),
осуществил
большое
количество
экспериментов
по
исследованию
взаимодействия
между
электрическим
током
и
магнитом,
сконструировав
для
этого
множество
приборов,
обнаружил
влияние
магнитного
поля
Земли
на
движущиеся
проводники
с
током.
Ученый
открыл
взаимодействие
электрических
токов
и
установил
закон
этого
взаимодействия
(закон
Ампера),
разработал
теорию
магнетизма
(1820).
Согласно
этой
теории
все
магнитные
взаимодействия
сводятся
к
взаимодействию
скрытых
в
телах
так
называемых
круговых
электрических
молекулярных
токов,
каждый
из
которых
эквивалентен
плоскому
магниту
–
магнитному
листку
(теорема
Ампера).
По
Амперу,
большой
магнит
состоит
из
огромного
количества
таких
элементарных
плоских
магнитов.
Таким
образом,
ученый
впервые
указал
на
тесную
«генетическую»
связь
между
электрическими
и
магнитными
процессами
и
последовательно
проводил
чисто
токовую
идею
происхождения
магнетизма.

Ампер
различает
два
основных
электрических
понятия:
электрическое
напряжение
и
электрический
ток.
Под
электрическим
током
Ампер
понимает
«состояние
электричества
в
цепи
проводящих
и
электродвижущих
тел»;
под
его
направлением
–
направление
положительного
электричества.
Внутри
вольтова
столба
это
будет
«направление
от
конца,
на
котором
при
разложении
воды
выделяется
водород,
к
концу,
на
котором
выделяется
кислород».
«…Направление
электрического
тока
в
проводнике,
соединяющем
концы
столба,
будет
обозначать
направление
от
конца,
где
выделяется
кислород,
к
концу,
где
выделяется
водород».
Следовательно,
Ампер
вводит
впервые
такие
фундаментальные
понятия,
как
«электрический
ток»,
«электрическая
цепь»,
устанавливает
направление
тока
в
замкнутой
цепи.
Наименование
единицы
тока
«ампер»,
принятое
в
физике,
вполне
оправдано
заслугами
Ампера.
Он
же
вводит
термин
«гальванометр»
для
прибора,
действие
которого
основано
на
отклонении
магнитной
стрелки,
и
указывает,
что
«им
следует
пользоваться
при
всех
опытах
с
электрическими
токами,
как
принято
пользоваться
электрометром
при
электрических
машинах,
чтобы
видеть
в
каждый
момент,
существует
ли
ток
и
какова
его
энергия».

Ученый
открыл
магнитный
эффект
катушки
с
током
–
соленоида,
сделал
вывод,
что
соленоид,
«обтекаемый»
током,
является
эквивалентом
постоянного
магнита,
выдвинул
идею
усиления
магнитного
поля
путем
помещения
внутрь
соленоида
железного
сердечника
из
мягкого
железа.

В 1820
году
предложил
использовать
электромагнитные
явления
для
передачи
сигналов.
Изобрел
коммутатор,
электромагнитный
телеграф
(1829).

Амперу
приписывают
изобретение
астатической
иглы
–
важного
компонента
современного
астатического
гальванометра.

В начале
1827
года
ученый
издаёт
фундаментальный
труд
«Теория
электродинамических
явлений,
выведенная
исключительно
из
опыта»
–
итог
кропотливого
научного
поиска
и
исследований
в
области
электродинамики.

На
этот
труд
опирались
в
своих
работах
такие
учёные,
как
Фарадей,
Вебер,
Томсон
и
Максвелл.
Основоположник
теории
электромагнитного
поля
Джеймс
Клерк
Максвелл
называл
Ампера
«Ньютоном
электричества».

Мы
многое
помним
об
Андре-Мари
Ампере,
однако
главная
работа
всей
его
жизни
оказалась
почти
забыта.
Это
фундаментальный
труд
«Опыт
о
философии
наук,
или
Аналитическое
изложение
естественной
классификации
всех
человеческих
знаний».

Первая
часть
труда
была
опубликована
в
1834
году,
а
вторая
была
напечатана
уже
после
смерти
автора,
в
1843-м.
Именно
в
этой
работе
Ампер
создаёт
и
вводит
в
научный
оборот
название
науки
об
управлении
государством
—
«кибернетика».

В «Опыте
философии
наук»
Ампер
объединил
кибернетику
и
теорию
власти
в
науку
второго
порядка
—
«политику
в
собственном
смысле».

Составной
частью
кибернетики
Ампер
вполне
обоснованно
назвал
теорию
законов.
Он
заявлял,
что
теория
законов
обязательно
должна
«исследовать
происхождение
законов,
их
влияние
на
общество
и
выбирать
наилучшее
право».
Иными
словами,
принятию
любых
законов
и
нормативных
актов
обязательно
должно
предшествовать
исследование
всей
совокупности
причинно-следственных
связей,
порождаемых
ими.

Опираясь
на
принципы
кибернетики,
Ампер
создал
науку
об
общественном
счастье

– Цельнобологию,
образованной
от
двух
греческих
слов,
обозначающих
«общее/общественное»
и
«счастье/процветание».
Ампер
определял
её
задачу
предельно
чётко.

В период
занятий
психологией,
Ампер
пришёл
к
аналогичному
различению
четырёх
эпох
в
истории
умственного
развития
индивида.
Четыре
точки
зрения,
группируемые
попарно,
и
лежат
в
основе
классификации
Ампера.
Сначала
он
применил
их
к
делению
физики,
а
затем
—
к
делению
других
наук
и
опытных
искусств.
В
1830
году
Ампер
закончил
классификацию
наук
о
природе
и
начал
классификацию
наук
о
человеке.

Важной
является
роль
А.М.
Ампера
в
выяснении
химической
сущности
и
физического
строения
газа,
открытого
шведским
аптекарем,
рекордсменом
по
числу
обнаруженных
новых
химических
элементов
и
соединений
К.
Шеелем
(1742–1786).
Он
получился
при
осуществлении
реакции
черной
магнезии
(MnO2)
с
муриевой
кислотой
(HCl)
в
нагреваемой
реторте,
имел
резкий
запах
и
желто-зеленый
цвет,
именовался
первоначально
дефлогистированной
муриевой
кислотой,
впоследствии
английский
химик
Х.
Дэви
(1778–1829)
и
французским
ученым
Ж.Л.
Гей-Люссаком
(1778–1850)
назвали
его
хлором
(Cl2).

В письме,
написанном
Х.
Дэви
в
ноябре
1810
года,
Ампер
выступает
против
многочисленных
сторонников
кислородной
теории,
считавших
хлор
не
просто
окисленной
соляной
кислотой,
но
и
сложным
телом,
содержащим
в
себе
кислород.
Ученый
предложил,
основываясь
на
гипотезе
об
элементарном
строении
хлора
и
бескислородной
природе
соляной
кислоты,
более
адекватные
действительности
названия
кислот:
гидромуриевая
кислота,
сульфомуриевая
кислота,
фосфоромуриевая
кислота,
станномуриевая
кислота
и
т.д.

В этом
же
письме
Ампера
к
Дэви
приведено
словесное
описание
реакции
разложения
раствора
хлора
под
действием
света
и
реакции
образования
хлора
при
взаимодействии
диоксида
марганца
с
соляной
кислотой,
которые
на
языке
современной
химической
символики
записываются
так:

2Cl2
+
2H2O
=
O2
+
4HCl,

MnO2
+
2HCl
=
Cl2
+
H2O
+
MnO.

В 1810
году
Андре-Мари
Ампер
предположил,
что
фтористоводородная
кислота
представляет
собой
соединение
водорода
и
неизвестного
элемента,
свойства
которого,
по
его
словам,
были
похожи
на
хлор.
Он
придумал
термин
«фтор»
для
этого
элемента,
предположив,
что
F
может
быть
изолирован
электролизом.
Спустя
76
лет
французский
химик
Анри
Муассан
окончательно
изолировал
фтор
(сделал
это
путем
электролиза,
как
предлагал
Ампер).

В 1816
году
Ампер
предложил
указывать
химические
элементы
в
соответствии
с
их
свойствами.
В
то
время
было
известно
только
48
элементов,
и
Андре
попытался
поместить
их
в
15
групп.
Он
успешно
группировал
щелочные
металлы,
щелочноземельные
металлы
и
галогены.
Спустя
53
года
после
попытки
ученого
организовать
элементы,
российский
химик
Дмитрий
Менделеев
опубликовал
свою
знаменитую
периодическую
таблицу.

Задание
1

На
рисунке
изображен
проводник
с
током,
помещённый
в
магнитное
поле.
Стрелка
указывает
направление
тока
в
проводнике.
Вектор
магнитной
индукции
направлен
перпендикулярно
плоскости
рисунка
от
нас.
Как
направлена
сила,
действующая
на
проводник
с
током?

• 
  вниз
  ↓
• 
  вправо
  →
• 
  влево
  ←
• 
  вверх
  ↑

Задание
2

Два
параллельно
расположенных
проводника
подключили
параллельно
к
источнику
тока.
На
каком
рисунке
направление
электрического
тока
и
взаимодействие
проводников
изображены
верно?