Andre-Marie Ampere
(*
20. Januar
1775
in
Lyon
,
Frankreich
; †
10. Juni
1836
in
Marseille
) war ein franzosischer
Physiker
und
Mathematiker
. Er war der herausragende Experimentator und Theoretiker der fruhen
Elektrodynamik
. Ampere erklarte den Begriff der elektrischen Spannung und des elektrischen Stromes und legte die Stromrichtung fest. Nach ihm wurde 1893 die SI-Einheit der
elektrischen Stromstarke
und zugleich die SI-Einheit der
magnetischen Durchflutung
benannt.
Ampere war der Sohn von Jean-Jacques Ampere und dessen Ehefrau Jeanne-Antoinette de Sarcey. Er fiel schon fruh als wissbegieriger Knabe und durch sein gutes Gedachtnis auf. Sein Vater war ein Verehrer von
Jean-Jacques Rousseau
und erzog Ampere nach dessen
Emile
, seine Mutter sorgte fur seine religiose Verwurzelung im Katholizismus. Ampere las als Jugendlicher Buffons Naturgeschichte und systematisch die 35 Bande der Enzyklopadie von
Denis Diderot
und
Jean d'Alembert
und lernte Griechisch, Latein und Italienisch. Sein Vater wurde 1793 nach dem Fall von
Lyon
(wahrend der
Franzosischen Revolution
) als
Girondist
hingerichtet (als Friedensrichter hatte er zuvor einen fuhrenden Jakobiner in Lyon, Joseph Chalier, verhaften und hinrichten lassen), was bei Ampere eine tiefe Krise ausloste. Als Achtzehnjahriger befasste er sich mit den Lehrbuchern des Schweizer Mathematikers
Leonhard Euler
und der klassischen Mechanik von
Joseph-Louis Lagrange
. Im gleichen Alter entwickelte er eine
Plansprache
, die er als friedensforderndes Werkzeug ansah. Er wandte sich ebenfalls der
Botanik
, der
Metaphysik
und der
Psychologie
zu, ehe er
Mathematik
und
Physik
studierte. Nachdem das elterliche Vermogen zusammengeschmolzen war, gab er Privatunterricht, besonders in Mathematik. Seine Kontakte zur Außenwelt waren aber gering.
Im Jahre 1796 lernte er Julie Carron kennen, die er 1799 heiratete. Sie war etwas alter und stammte aus einer angesehenen burgerlichen Familie in einem Nachbarort von Ampere. Obwohl sie aus ahnlichem sozialem Hintergrund kamen, war Ampere keine gute Partie und er warb lange und hartnackig um sie, was in seinem Tagebuch dokumentiert ist. 1800 wurde ihr Sohn
Jean-Jacques Ampere
geboren, der ein bekannter Historiker, Philologe und Schriftsteller wurde. 1802 wurde er Lehrer fur Physik und Chemie an der Ecole centrale in
Bourg-en-Bresse
. Im selben Jahr verfasste Ampere ein mathematisches Werk zu einem wahrscheinlichkeitstheoretischen Aspekt von Glucksspielen, und zwar der Frage der Wahrscheinlichkeit des
Ruins des Spielers
bei stetigem Einsatz eines festen Bruchteils seines Kapitals. Die Arbeit machte ihn unter Wissenschaftlern in Paris bekannt. Bald darauf verfasste er eine Arbeit zur theoretischen Mechanik und eine Abhandlung uber
partielle Differentialgleichungen
, die ihm 1814 die Mitgliedschaft in der franzosischen
Akademie der Wissenschaften
(damals Institut Imperial) einbrachte.
Die vier Jahre seiner ersten Ehe waren die glucklichsten seines Lebens. Im Jahr 1803 starb nach vierjahriger Ehe seine Frau, die sich von der Geburt des Sohnes nie vollig erholt hatte. Ampere war tief getroffen und zog im Jahr 1804 nach
Paris
. Sein Interesse fur Mathematik erlahmte, und er befasste sich zunehmend mit den Schriften von
Kant
, allgemeiner Wissenschaftstheorie und mit der Chemie. Ampere war Repetitor fur Mathematik an der Pariser
Ecole polytechnique
, was ihn aber bald langweilte. Im Jahre 1808 wurde er Generalinspektor der Universitaten, was er bis auf ein paar Jahre in den 1820er Jahren bis zu seinem Tod blieb. Ab 1819 lehrte er außerdem
Philosophie
an der Historisch-Philosophischen Fakultat der Sorbonne und 1820 wurde er Assistenzprofessor in Astronomie. 1824 erhielt er den Lehrstuhl fur Experimentalphysik am
College de France
.
Im August 1806 heiratete er in Paris Jeanne-Francoise Potot (1778?1866), die Ehe war aber unglucklich und wurde bald geschieden. Aus dieser Ehe stammt die Tochter Albine (1807?1842). Er musste nun allein fur die zwei Kinder aus den beiden Ehen sorgen. Beide bereiteten ihm spater Sorgen, seine Tochter war mit einem jahzornigen und oft betrunkenen Armeeoffizier verheiratet und sein Sohn verfiel dem Einfluss von
Madame Recamier
.
1836 starb Ampere in Marseille auf einer Inspektionstour im Alter von 61 Jahren an einer Lungenentzundung. Er ist in Paris auf dem
Cimetiere de Montmartre
beigesetzt.
Ampere stellte drei Jahre nach
Amedeo Avogadro
unabhangig von diesem das
Avogadrosche Gesetz
auf. Er war auch offen fur die Arbeiten von
Humphry Davy
, die die Grundfesten der franzosischen Schule der Chemie (
Antoine Laurent de Lavoisier
) erschutterten: fur Lavoisier war Sauerstoff der Trager des Saureprinzips, nach Davys Entdeckung von Natrium und Kalium fand sich dieser aber in starken Basen. Damit loste sich auch das Ratsel des grunen Gases (Chlorgas) bei der Zersetzung von Salzsaure; Ampere wie Davy vermuteten, dass es ein neues Element (Chlor) sein konnte (wahrend man nach der Lavoisier-Theorie Sauerstoff als Bestandteil vermutete). Da Ampere aber weder Zeit noch Mittel hatte, dem weiter nachzugehen, gilt Davy als dessen Entdecker. Spater (1813) erkannte Ampere die Verwandtschaft des gerade in Seetang entdeckten Jods mit Chlor, in der offentlichen Anerkennung als Entdeckung eines neuen Elements kamen ihm aber wieder andere zuvor.
[1]
Er versuchte die chemische
Affinitat
von Molekulen, die aus punktformigen Atomen bestehen, aus der Geometrie von geometrischen Korpern (zum Beispiel Tetraeder, Oktaeder oder Wurfel) abzuleiten. Beispielsweise bildeten bei Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff vier Molekule ein Tetraeder, bei Chlor acht Molekule ein Oktaeder (nach Ampere); Verbindungen aus Elementen konnten nur bestehen, falls sie regulare Polyeder bildeten (was bei Tetraeder und Oktaeder nicht moglich war, wohl aber zwei Tetraeder mit einem Oktaeder zu einem Dodekaeder). Amperes spekulativere Arbeiten zur Chemie fanden jedoch bei anderen Gelehrten seiner Zeit kaum Interesse.
Seine bedeutendsten Arbeiten entstanden ab 1820 und machten ihn zum Begrunder der Elektrodynamik. Im Jahr 1827 verschlechterte sich Amperes Gesundheitszustand und er wandte sich von der Elektrodynamik anderen Gebieten zu (Philosophie, Logik, Anatomie, Kristalloptik, Botanik). In der Philosophie war er von Kant beeinflusst und war sogar einer der Ersten in Frankreich, die dessen Werk ernsthaft rezipierten. Fur Ampere war dies eine Alternative zu der damals in Frankreich vorherrschenden sensualistischen Erkenntnistheorie von
Etienne Bonnot de Condillac
. Ampere lehnte aber gleichzeitig die Lehre von Raum und Zeit als A-priori-Anschauungen nach Kant ab, behielt aber dessen Unterscheidung von Phanomenen und
Noumenon
. Er folgte teilweise der Lehre seines Freundes
Maine de Biran
im Nachweis der Existenz einer unabhangigen materiellen Welt, von Gott und Seele. Ampere vertrat ein hypothetisch-deduktives Verfahren des wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns: Der Naturforscher stellt eine
Hypothese
auf und fragt sich, welche Experimente unternommen werden mussen, um die Theorie zu stutzen oder zu falsifizieren. Dabei ging er pragmatisch vor: Hypothesen konnten frei eingefuhrt werden, wichtig war nur, wie erfolgreich sie in der Naturerklarung waren. Spater beschaftigte er sich mit der Naturphilosophie und der
prastabilierten Harmonie
von
Gottfried Wilhelm Leibniz
. Da das Denken des Menschen ein Bild des Denkens Gottes sei und Gott das Universum geschaffen habe, sollte nach Leibniz des Menschen Geist imstande sein, das Universum in reinen Denkakten zu verstehen: Sein und Denkgesetze sollten also einander entsprechen. Einheit der Wissenschaft sollte die Widerspiegelung des gottlichen Geistes sein. Ampere strebte danach, alle Wissenschaften zu klassifizieren, und veroffentlichte daruber 1834 ein Buch. Unter den 64 Disziplinen waren auch einige neu von ihm eingefuhrt worden, wie die technische Kinematik und Kybernetik.
[2]
In der Mathematik ist die
Monge-Amperesche Gleichung
nach ihm benannt, eine nichtlineare partielle Differentialgleichung zweiter Ordnung, die in der Differentialgeometrie und bei Transportproblemen Anwendung findet und mit der sich Ampere um 1820 befasste (und davor
Gaspard Monge
).
Im Fruhherbst 1820 wurde Ampere, der nun schon 45 Jahre alt war und dessen bisherige wissenschaftliche Arbeiten hochstens als Fußnoten in Lehrbuchern erschienen waren, durch
Francois Arago
auf die Versuche
Hans Christian Ørsteds
zur Ablenkung einer Magnetnadel durch den
elektrischen Strom
aufmerksam. Ampere wiederholte den Versuch und erkannte, dass Ørsted die Ablenkung des Magneten durch das Erdmagnetfeld nicht beachtet hatte. Mit einer verbesserten Versuchsanordnung konnte Ampere nun feststellen, dass sich die Magnetnadel immer senkrecht zum stromdurchflossenen Leiter stellte. Ampere nahm nun als Modellhypothese an, dass jeder
Magnetismus
seine Ursache in elektrischen Stromen habe und Strome Magnetfelder erzeugen. Er uberprufte seine Hypothese ? hypothetisch-deduktiv ? zwischen dem 18. September und dem 2. November 1820 und konnte in aufeinanderfolgenden Versuchen nachweisen, dass zwei stromdurchflossene Leiter eine Anziehungskraft aufeinander ausuben, wenn in beiden
Leitern
die
Elektrische Stromrichtung
gleich ist, und dass sie eine Abstoßungskraft aufeinander ausuben, wenn die Stromrichtung entgegengesetzt ist. Ampere konstruierte ein Gerat zur Messung des Stroms, das er
Galvanometer
nannte (unabhangig von Ampere tat dies
Johann Schweigger
in Deutschland). Ampere verfeinerte seine Hypothese, indem er annahm, dass jeder Magnet viele Molekule enthalt, die jeweils einen kleinen Kreisstrom erzeugen (sog. Amperesche Molekularstrome zur Erklarung des Magnetismus). Er erkannte, dass die fließende
Elektrizitat
die eigentliche Ursache des Magnetismus ist.
Im Jahr 1822 beschaftigte sich Ampere mit der Kraft zwischen zwei nahe beieinander liegenden stromdurchflossenen Leitern. Er konnte zeigen, dass diese Kraft zu dem Kehrwert des Abstands proportional ist. Bei der mathematischen Behandlung dieser Phanomene nahm er sich das
Gravitationsgesetz
(als Punkt-Kraft-Gesetz) von
Isaac Newton
zum Vorbild. Da der Strom jedoch als gerichtete Große behandelt werden muss und die Stromstarke die Zeit als neue Große enthalt, hat das amperesche Modell nur eine beschrankte Gultigkeit.
Ampere erklarte den Begriff der elektrischen Spannung und des elektrischen Stromes und setzte die Stromrichtung fest.
Neben der Begrundung der
Elektrodynamik
erkannte Ampere das Prinzip der elektrischen
Telegrafie
(Vorschlag eines elektromagnetischen Telegraphen mit
Jacques Babinet
1822), der aber uber großere Entfernungen wenig praktikabel war. Erstmals realisiert wurde ein elektrischer Telegraph 1833 von
Carl Friedrich Gauß
und
Wilhelm Eduard Weber
in
Gottingen
.
Ampere glaubte, dass das
Erdmagnetfeld
durch starke elektrische Strome ausgelost wird, die in der Erdrinde von Osten nach Westen fließen.
James Clerk Maxwell
zahlte Amperes Arbeiten uber Elektrodynamik in seinem
Treatise on electricity and magnetism
[3]
zu den
glanzendsten Taten, die je in der Wissenschaft vollbracht worden sind
.
Seine Schrift ist in der Form vollendet, in der Pracision des Ausdrucks unerreichbar und ihre Bilance besteht aus einer Formel, aus der man alle Phanomene, die die Electricitat bietet, abzuleiten vermag, und die in allen Zeiten als Cardinal-Formel der Electrodynamik bestehen bleiben wird.
Gleichzeitig vermutete Maxwell, dass der
Newton der Electricitat
, wie ihn Maxwell nennt, seine Theorie nicht allein aus induktiven Schlussfolgerungen (aus dem Experiment) erhalten habe, sondern einem anderen Weg folgte und dann
vom Gerust, das ihm zur Aufrichtung seines Gebaudes diente, alle Spuren entfernt hat
.
Amperes Charakter war von großer Liebenswurdigkeit und Sensibilitat gepragt. Er neigte aber auch zu Uberschwang und zur Melancholie, verstarkt durch mehrere Schicksalsschlage, zur Unentschlossenheit und einer gewissen Hilflosigkeit in Alltagsdingen und seine Zerstreutheit war sprichwortlich. In seiner wissenschaftlichen Arbeit war er von großer Beharrlichkeit, folgte aber im Allgemeinen keinem systematischen Plan, sondern folgte einem Geistesblitz fieberhaft bis zu dessen Ausarbeitung.
[4]
Ampere hatte eine Neigung zu metaphysischen Spekulationen und war tief religios.
[5]
Zu Ehren Amperes ist die
SI-Einheit
des elektrischen Stromes ?
Ampere
“ (
Einheitenzeichen
A) benannt worden. Er wurde durch
Namensnennung auf dem Eiffelturm
geehrt. Nach ihm ist seit 1935 ein Mondberg, der
Mons Ampere
, benannt. 1814 wurde er Mitglied der
Academie des sciences
in Paris
[6]
und 1822 Fellow der
Royal Society of Edinburgh
. Ab 1825 war er korrespondierendes Mitglied der
Koniglichen Akademie der Wissenschaften und Schonen Kunste von Belgien
,
[7]
ab 1827 der
Preußischen Akademie der Wissenschaften
[8]
sowie auswartiges Mitglied der
Royal Society
.
[9]
Im Dezember 1830 wurde er zum Ehrenmitglied der
Russischen Akademie der Wissenschaften
in
St. Petersburg
gewahlt.
[10]
Nach ihm ist die Pflanzengattung
Amperea
A.Juss.
aus der Familie der
Wolfsmilchgewachse
(Euphorbiaceae) benannt.
[11]
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, Perisse, Lyon Paris 1802,
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im
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- Andre-Marie Ampere:
Recueil d'observations electro-dynamiques
. contenant divers memoires, notices, extraits de lettres ou d'ouvrages periodiques sur les sciences, relatifs a l'action mutuelle de deux courans electriques, a celle qui existe entre un courant electrique et un aimant ou le globe terrestre, et a celle de deux aimans l'un sur l'autre. Chez Crochard, 1822 (franzosisch,
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in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
- Andre-Marie Ampere, Babinet (Jacques, M.):
Expose des nouvelles decouvertes sur l'electricite et le magneetisme
. Chez Mequignon-Marvis, 1822 (
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in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
- Andre-Marie Ampere:
Description d'un appareil electro-dynamique
. Chez Crochard … et Bachelie, 1824 (
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in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
- Andre-Marie Ampere:
Theorie des phenomenes electro-dynamiques, uniquement deduite de l'experience
. Mequignon-Marvis, 1826 (
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in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
- Andre-Marie Ampere:
Theorie mathematique des phenomenes electro-dynamiques: uniquement deduite de l'experience
. Neuauflage Auflage. A. Hermann, 1883 (
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im
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- Andre-Marie Ampere:
Essai sur la philosophie des sciences, ou, Exposition analytique d'une classification naturelle de toutes les connaissances humaines
. Chez Bachelier, 1834 (
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in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
- Andre-Marie Ampere:
Essai sur la philosophie des sciences
.
Band
1
. Chez Bachelier, 1834 (
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in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
- Andre-Marie Ampere:
Essai sur la philosophie des sciences
.
Band
2
. Bachelier, 1843 (
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Journal et correspondance de Andre-Marie Ampere. Recueillis par Mme H. C.
J. Hetzel, Paris 1872,
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- Andre-Marie Ampere. Correspondance et souvenirs (de 1793 a 1805). Recueillis par Madame H. C.
J. Hetzel, Paris 1877 (7. Auflage),
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im
Internet-Archiv
- Andre-Marie Ampere. Journal et correspondance (1793 a 1805). Recueillis par Madame H. C.
Paul Ollendorff, Paris 1893 (9. Auflage),
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im
Internet-Archiv
- Henriette Cheuvreux (Hrsg.):
Andre-Marie Ampere et Jean-Jacques Ampere. Correspondance et souvenirs (de 1805 a 1864). Recueillis par Madame H. C.
J. Hetzel, Paris 1875 (im Internet-Archiv: Band
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Verzeichnis eponymischer Pflanzennamen ? Erweiterte Edition.
Teil I und II.
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ISBN 978-3-946292-26-5
doi:10.3372/epolist2018
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