人类知道天然磁现象，可以追溯到上古时期，到了约公元世纪时，中国人发明了指南针，对人类文明做出了辉煌的贡献。但是11世纪之前，人们对磁现象的研究从未与电现象挂过钩，二者独立进行，井水不犯河水。事实上，电磁现象紧密联系的自然属性却时隐时现。从18世纪30年代以来，关于闪电改变钢铁物件磁性的现象已屡见报导。年，富兰克林发现用莱顿瓶放电的方法可以使钢针磁化或退磁。19世纪初，英国化学家戴维还观察到磁铁能够吸引或排斥电极的炭棒之间的弧光，并使弧光平动地旋转。但是，由于年出版的英国第一部物理科学巨著《论磁》中有电与磁之间不可能有任何关系的断言，阻碍了人们自觉地对这类现象作深入的研究。《论磁》由英国科学家威廉吉尔伯特所写，作者本人同时是一位具有重大成就和声誉的医生。《论磁》是一部在大量实验事实基础上集当时之电、磁学知识之大成的名作，其中有许多堪称经典的实验和作者所做的开创性的理论工作，对后来电磁学的发展有深刻的影响，自然，其中也包括囿于当时科学水平所做出的片面的甚至是错误的结论。人们总是信任权威的，甚至像库仑这样的科学家也曾断言：电与磁是两种不同的实体，它们不可能相互作用或转化。但电与磁的关系最终还是被丹麦物理学家奥斯特“偶然”地发现了。奥斯特是德国哲学家康德的信奉者，深受康德关于各种自然力相互转化的哲学思想的影响，相信各种自然现象之间存在着内在联系。年他就说过：“我们的物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的任何其它现象的零散的罗列，而我们将把整个宇宙容纳在一个体系中。富兰克林的发现更使他坚信电与磁的转化不是不可能的，关键是要找到转化的具体条件。在年发表的《关于化学力和电力的统一性的研究》的论文中，他猜想导线中正电和负电的冲突会以波的形式展布于空间，并随着导线直径的逐渐缩小而递次转化为热、光和磁。他说：“应该检验电是否以其最隐蔽的方式对磁体有所影响。”从年冬天起，这位科学的有心人在哥本哈根大学开办了一个自然科学讲座，对象是精通哲学及具备相当物理知识的学者。年4月的一个晚上，奥斯特讲演的题目是热、电现象的相互关系。像平时一样，他在课堂上准备了演示实验。他使用了一个小的伏打电堆，让电流通过一根直径很细的铂丝以使它发热发红，在铂丝下放置了一个封闭在玻璃罩中的罗盘，他想观察一下在通电时会发生什么现象。一切准备就绪，但一起意外事故使他没能在课前试验一下，只好决定以后再说。然而在临下课时，他突发灵感，还是想试一下，结果发现通电后，罗盘指针突然转动到了与铂丝垂直的方向。小磁针的摆动并未引起听讲人的注意，却使奥斯特十分激动。下课后，奥斯特继续进行实验，他一遍又遍地打开与合上电源开关，观察磁针的摆动。他想：很可能这就是电和磁现象之间必然有的某种相互联系。在此后3个月的时间里，他先后做了多个实验，把磁针放在不同的位置考察电流对磁针的作用方向；又把磁针放在距导线不同距离，考察电流对磁针作用的强弱；还把玻璃、金属、木头、石头、瓦片、树脂、水等放在磁针与导线之间，考察这些非磁性物质带来的影响。年7月21日，奥斯特发表了题为《电的冲突对磁针的作用的一些实验》的论文，只有4页纸，十分简洁地报告了他的实验。他认为，在通电导线周围产生了一种横向的环绕电流的“电冲突，它可以越过非磁性物体，但却被磁性物体所阻碍，从而推动磁性物体发生偏转，这就是电流的磁效应。这一天作为划时代的日子载入史册，它揭开了电磁学时代的序幕。法拉第曾说：这一发现打开了一个科学领域的大门，那里过去是一片漆黑，如今充满了光明。后来有人说奥斯特“偶然地看到磁针的偏转，发现电流的磁效应”，也有一定道理。但法国生物学家、近代微生物学的奠基人巴斯德有一句著名的格言“在观察领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。电流磁效应被奥斯特发现具有一定偶然性，但偶然性中也包含着某种必然性。听讲的人们看到这现象却无动于衷，而本文开头所举的许多例子也说明电流的磁效应，但并未引起人们的深究。而只有奥斯特带着有准备的头脑才能使未知的大门洞开。奥斯特的发现使科学界受到很大震动，把不少人吸引到这个新开辟的领域。这中间，我们熟悉的法国物理学家安培做出了特别重要的贡献，如中学物理中介绍的关于磁针转动方向与电流方向之间关系的右手定则、安培定则，通电导线在磁场中所受作用力——安培力，安培分子电流假说等等，短短几年内，安培取得了大量经典性成果。年，安培出版了《电动力学原理概论》，总结了有关动电的研究成果，对创立电动力学做出了奠基性的贡献。应该说，安培拥有一个更有准备的头脑，生逢其时，才能在奥斯特发现的基础上做出这样系统性的工作成果。机遇偏爱有准备的头脑，与此相反的则是如恩格斯所说的“当真理碰到鼻尖上的时候，还是没有得到真理。”这种事无论哪个科学家遇上大概都会抱憾终生的。我们即将看到的是，面对着有更重大意义的实验成果，当面相逢不相识的竟也会是安培！