«Г-н Ампер читал мемуар, представляющий собой продолжение доклада, читанного в предшествующем заседании, о действиях, производимых на магнитную стрелку вольтаическим столбом. Он доложил новый факт, состоящий во взаимном действии двух электрических токов без посредства какого-либо магнита. Он воспроизвел опыты, доказывающие существование этого явления, и они заняли остаток заседания».
В этом же докладе изложено известное каждому «правило пловца», или «правило Ампера».
Вечером Ампер пишет своему сыну в Женеву: «Все свободное время было занято важнейшим событием моей жизни. С тех пор как я впервые услышал о великолепном открытии Эрстеда, профессора в Копенгагене, установившего действие гальванических токов на магнитную стрелку, я думал об этом непрестанно. Я только-что разработал обширную теорию этих, а также ранее известных магнитных явлений, и попробовал произвести вытекающие из этой теории опыты, которые все удались и открыли мне так много новых фактов! Вот уже с неделю как я прочитал начало своего мемуара в Институте; В последующие дни или с Френелем, или с Депре я производил опыты, ее подтверждающие. Каждую пятницу я повторял на квартире у Пуассона, где собирались оба Мюсси, Рандю, многие слушатели Нормальной школы, генерал Калпредон и другие. Все удавалось чудесно, но решающий опыт, который я задумал как окончательное доказательство, потребовал двух гальванических столбов. Опыт, предпринятый у Френеля со слишком слабыми столбами, не удался. Наконец, вчера я добился от Дюлонга разрешения для Дюмотье продать мне большой столб, заказанный для курса физики на факультете. Сегодня утром этот опыт был произведен у Дюмотье с полным успехом, а днем, в 4 часа, повторен на заседании Института. Мне уже не делали больше возражений, и вот таким образом на основе фактов создана новая теория магнетизма, сводящая все магнитные явления к явлениям гальванизма. Это совершенно не похоже на все то, что до сих пор утверждалось. Завтра я снова изложу мою теорию господину фон Гумбольдту, а послезавтра господину Лапласу в Бюро долгот».
Доклады Ампера 18 и 25 сентября не только сообщали новые факты, но и содержали исключительно интересные соображения по поводу электрических и магнитных взаимодействий. Каждый новый опытный факт служил для Ампера основанием для новых теоретических обобщений и концепций. Его глубокий ум находил все новые и новые проблемы в той области, которой он, как ее истинный отец, дал имя — электродинамика.
Он подвешивает на острие проводник, согнутый в кольцо, и наблюдает, что он притягивается или отталкивается параллельным неподвижным кольцевым проводником. Если перпендикулярно плоскостям этих колец в. их центрах расположить два магнита, то они также будут притягиваться или отталкиваться в зависимости от того, какие полюса окажутся сближенными: разноименные или одноименные. «Но что такое магнит? Это тело, в котором распределена «магнитная жидкость», — рассуждает Ампер. — Что же известно о ней? Ничего! Известны лишь явления взаимодействия магнитов, которым не противоречит допущение-существования «магнитной жидкости» («флюида»). Но это существование отнюдь не вытекает из известных опытных фактов. Само представление о «магнитной жидкости» зародилось по аналогии с многочисленными флюидами физики XVIII века. Но аналогия — не доказательство».
«Разве надо для каждой новой группы явлений придумывать специальный «флюид»? — Ампер перетряхивает свои познания по философии. — Ведь еще Оккам предупреждал, что не следует создавать новые сущности только потому, что найдено новое явление. А гениальный Ньютон, непревзойденный образец ученого, говорил, что природа проста и не роскошествует излишними причинами. Наконец, электричество действует на магнит, и обратно: магнит — на электрический ток; ток действует на ток и магнит на магнит. Нельзя ли объединить эти действия в одну группу? Найти единство в этих разнообразных явлениях? Для этого достаточно представить себе, что магнит есть не что иное как совокупность электрических токов. Это нисколько не противоречит опыту, ибо действие двух магнитов друг на друга можно описать, заменив каждый из них соответствующей системой кольцевых, круговых токов, обтекающих их вдоль поверхности перпендикулярно к оси, соединяющей полюса. Тогда магнитные явления вызываются исключительно электричеством. Различие северного и южного полюсов вызывается лишь их положением относительно токов, из которых магнит состоит. Какая стройность и единство вносятся в электротехнику!» Ампер восхищается открывшейся перспективой.
Обратив свое внимание на проблему земного магнетизма, Ампер решительно отверг «чудовищное», по его выражению, представление о земле как об огромном металлическом шаре. Он выдвинул проблему, что земля — это своеобразная система круговых токов (соленоид!), в которой токи текут с востока на запад. Страстный и увлекающийся Ампер, полный глубокой уверенности в правильности своего пути, не замечает, что нарисованное им представление не менее чудовищно, чем старое. В самом деле, таинственные замкнутые токи, циркулирующие вдоль всей поверхности земли, — разве это не кажется продуктом безумной фантазии или, вернее говоря, продуктом ни перед чем не останавливающейся в своей железной последовательности научной идеи? Лишь тогда, когда Ампер перешел к представлению о молекулярных токах, он действительно мог сказать, что новая теория освобождена от всякой фантазии, которая заключалась в старом понятии о магнитных свойствах земли.
Еще не разработав своих идей до конца, он спешит огласить их на заседании Академии наук. Он видит косые взгляды, недоверчивые улыбки. Физики привыкли к этим таинственным «флюидам». Они освящены традицией ньютоновской школы. «Очередная фантазия Ампера, — говорят они. — Он сам откажется от нее через несколько дней».
Однако, когда Ампер день за днем, месяц за месяцем, год за годом собирает факты, разрабатывает теорию и возводит все растущую твердыню незыблемых аргументов, ученые-реакционеры выступают против Ампера во всеоружии: тут и замалчивание и отрицание значения его открытий и попытки ниспровергнуть его теорию. Во главе этих физиков — Жан Батист Био. Этот блестящий человек, таланты которого проявились в разнообразных областях науки, резко напал на Френеля и Араго, выдвинувших новую теорию о природе света, согласно которой свет рассматривался как волны в упругой среде, заполняющей мировое пространство, — эфире. Био яростно атакует и Ампера. Ведь выступив против существования самостоятельного магнетизма, Ампер тем самым напал и на теорию Био. Согласно теории Био, магнит состоит из множества маленьких, «элементарных», микроскопических магнитиков. Каждый такой магнитик во всем подобен намагниченному железному стержню. Конечно, эта теория ничего не объясняла в магнитных явлениях. Вопрос о природе магнетизма оставался открытым и только переносился с большого куска намагниченного металла на составляющие его крохотные частицы. Однако, вместе с ученым Саваром, Био установил количественный закон взаимодействия проводника с током и магнита. Это было его наиболее важное достижение, хотя идею этого закона подал Био и Савару, как они сами указывают, Лаплас.
Соратники Био прежде всего сделали попытку доказать, что Ампер ничего нового не открыл. «Возьмем, — восклицали они, — два проводника и два магнита. Каждый из проводников действует на соответственный магнит. Один магнит действует на другой. Сам собой напрашивается вывод, что один из проводников с током действует на другой. Так называемое «открытие» Ампера полностью заключено в открытии Эрстеда!» — заканчивали они торжествующе. Но блестящий, как всегда, остроумный и живой Араго дал им великолепный ответ. Он достал из кармана два железных ключа и на глазах у изумленных оппонентов сблизил их между собой, показывая, что никакого притяжения между ними нет. «А ведь каждый из них порознь притягивается магнитами, — насмешливо восклицает Араго, — и магниты притягиваются между собой. Если рассуждать так, как вы, то и эти два ключа должны притягиваться. Этого же нет, и ваше заключение ошибочно, — Ампер открыл по существу новое явление, куда большего значения, чем открытие уважаемого мной профессора Эрстеда!»