Dobromila Lebrová: André Marie Ampère, francouzský matematik a fyzik, zakladatel elektrodynamiky

Rubrika: Publicistika – Co je psáno...

André Marie Ampère, francouzský matematik a fyzik, zakladatel elektrodynamiky
- 235. výročí narození

Pokud se zabýváme životopisem tohoto vědce a génia, nemůžeme se ubránit srovnání. O co více dostal od osudu na nadání a na genialitě, o to více byl ochuzen jeho normální lidský život. Přes to prohlásil: „Jedním z nejvíce přesvědčivých důvodů existence Boží je soulad panující ve vesmíru a onen podivuhodný soulad, jehož mocí každá živoucí bytost nalézá ve svých ústrojích všechno, co je jí potřebné k zachování života.“
André Marie Ampère byl sice původně matematikem, ale stal se jedním ze zakladatelů elektromagnetické teorie.
O přesném dni jeho narození se různé prameny rozcházejí. Některé prameny se přiklánějí k 20. lednu, jiné k 22. lednu.
Tedy André-Marie Ampère se narodil 20. nebo 22. ledna 1775 v Poleymieux u Lyonu; některé prameny dokonce uvádějí jako jeho rodiště Lyon. Avšak v Poleymieux je Muzeum Ampéra a elektřiny (Musée Ampère et de l'Électricité) z r. 1931, které je hrdé nato, že je umístěné v jeho rodném domě.
Byl synem Jeana-Jacquese Ampèra a Jeanne-Antoniette, rozené Desuties-Sarcey. Měl dvě sestry, starší Jeanne - Antoniettu (1772 - 1792) a mladší Josephine (1785 - 1838). Jeho otec byl zámožný obchodník s hedvábím. Měl prý dům v Lyonu, kde většinou vyřizoval své obchody, a usedlost v Poleymieux; byl velmi vzdělaný - a protože ve vesnici Poleymieux nebyla škola, učil ho sám otec, na kterého byl André citově vázán. Otec měl také velmi vybavenou knihovnu. Matka byla velmi zbožná a laskavá.
Cituje se, že mladý André ještě dříve, než uměl číst a psát, se naučil počítat pomocí oblázků a písku. Ještě, než uměl číst, listoval si v „Histoire naturelle“ (Přírodopis) francouzského encyklopedisty George Leclerka de Button (1707 - 1788). Otec, který se sám stále vzdělával v latině, stejně jako v některých vědách, ho nikdy nenabádal, aby studoval určitou věc, ale velmi dobře věděl, jakým způsobem podnítit svého syna, aby se o něco začal zajímat. Ten takto získal vynikající vzdělání v latině a matematice. Zajímavé ovšem je, že až na malé rady otcovy byl vlastně samoukem. Ve třinácti letech poslal lyonské akademii své první pojednání, ovšem bez znalosti vyšší matematiky, týkající se kvadratury kruhu. Práce tedy nebyla přijata.
Pak teprve začal studovat d´Alembertovu stať o diferenciálním počtu v Diderotově „Encyklopedii française“ (Francouzská enyklopedie), kterou Denis Diderot (1713 - 1784) vydal spolu s matematikem Jeanem d´Alembertem (1717 - 1783). Nějaké hodiny ve vyšší matematice absolvoval s jakýmsi lyonským mnichem a začal studovat díla holandsko-švýcarského matematika Daniela Bernoulliho (1700 - 1782) a francouzského matematika Piérra Simona Laplaceho (1749 - 1827), týkající se diferenciálního a integrálního počtu. Pak získal „Mécanique analytique“ (Analytická mechanika) od francouzského matematika a astronoma Josepha-Louise Lagranga (1736 - 1813); sám si poznamenal do svého deníku, který psal ve třetí osobě: „... čtení Analytické mechaniky v něm roznítilo nové zanícení. Opakoval si všechny výpočty, v ní obsažené...“ Ve většině pramenů stojí, že ve čtrnácti letech přečetl Francouzskou encyklopedii celou, ale uvádí se dvacet svazků, ale tato - Diderotova encyklopedie - má svazků více. Uvádějí se čísla dvacet osm nebo pětatřicet. Ampére znal i základy třinácti jazyků.
Ale brzy se měl jeho život podstatně změnit. Francouzská revoluce (1789 - 1793) byla na začátku od Lyonu poměrně stranou. Ale r. 1791 přijal otec Ampère ve snaze vyhnout se případným problémům funkci smírčího soudce v Lyonu. První tragédie postihla rodinu, když r. 1792 zemřela sestra Antoinette. Ale v té době Lyon odmítl provádět instrukce z Paříže a město bylo po dva měsíce obléháno. Když padlo, byl otec Ampère uvězněn a jako royalista, byť byl ctitelem Jeana-Jacquese Rousseaua (1712 - 1778), odsouzen k smrti a 24. listopadu 1793 gilotinován. Jeho poslední dopis rodině byl nesmírně pozoruhodný a vyrovnaný: „Přeju si, aby moje smrt zpečetila všeobecný smír mezi všemi našimi bratry; odpouštím těm, kteří se z ní radovali, těm, kteří to podnítili a těm, kteří to nařídili...“ Ohledně svého syna vyslovil téměř proroctví: „Co se týče mého syna, věřím, že předčí všechna moje očekávání.“
Otcova smrt přivedla Andrého téměř k šílenství; zanechal studia „Analytické mechaniky“, celý rok seděl a probíral se hromádkami písku, které zrnko po zrnku rozděloval na dvě poloviny. Vlastně se to obrazilo na celém jeho dalším životě. Osmnáct měsíců se o nic nezajímal. Probudila ho až četba díla J. J. Rousseaua „Lettres élementaires su la botanique“ (Základní dopisy o botanice) a Horatiovy (65 př.n.l. - 8 př.n.l.) „Ódy na Lucinia“, které ho dovedly ke studiu botaniky a klasické poezie. Jako mnozí jiní lidé, kteří náhle přišli o své blízké, se zajímal o psychologii a metafyziku.
Poněkud se vzpamatoval, když se hluboce zamiloval. Jeho vyvolená se jmenovala Cathérine- Antoniette Carron, ale všude je jmenována jako Julie.
Tehdy zvýšil své úsilí ve studiu matematiky a začal ji v r. 1797 v Lyonu vyučovat. Chtěl se s Julií oženit, i když ona zřejmě z počátku nebyla příliš nadšená, protože sama o něm napsala, že „...nemá chování, je neohrabaný, ostýchavý a sám sebe ukazuje ve špatném světle“. Přesto 2. srpna 1799 byla svatba skoro za rok na to se narodil 12. srpna 1800 syn Jean Jacques Antoine (1800 - 1864).
Matematiku v Lyonu učil do r. 1802, kdy byl jmenován profesorem fyziky a chemie na l'École Centrale du Département de l'Ain (Střední škola departementu Ain) v Bourgu-en-Messe, nyní Lycée Lalande (Lyceum Jérôma Lalanda). Bohužel se musel stěhovat sám bez manželky, která začala stonat, do asi šedesát kilometrů vzdáleného Bourgu, zatímco ona zůstala v Poleymieux. - V Bourgu strávil hodně času přípravou na hodiny, ale i svými bádáními v matematice. V r. 1803 napsal svou první matematickou práci „Des Considérations sur la théorie mathématique du jeu“ (Úvod do matematické teorie her), kterou poslal akadémii v Paříži (Académie des science). Laplace zjistil chybu, napsal o tom Ampérovi, který chybu opravil a byl vytištěn nový výtisk. Ale protože došlo ke změnám několikrát, ztratil Ampère chuť dílo dokončit ze strachu, aby nebyly další námitky. Přesto slouží jeho pojednání jako základ ke studiu variačního počtu.
Po jednom roce v Bourgu se přestěhoval opět téměř domů, protože byl jmenován na doporučení matematika Jeana Delambra (1749 - 1822) jmenován učitelem matematiky na lyonském lyceu.
Pro Ampèra to bylo velmi těžké období, protože zdraví jeho manželky se stále zhoršovalo. Pokoušel se starosti překonat matematickým studiem - v té době se věnoval analytické geometrii. Také napsal práci o teoretické mechanice a pojednání o diferenciálních rovnicích.
Paní Julie však v červenci 1803 zemřela. Prameny uvádějí jako příčinu smrti buď rakovinu nebo tuberkulózu. Toho dne, kdy zemřela, si poznamenal do deníku svoji modlitbu: „Ó, Bože, milosrdný Bože, spoj mne v nebi s těmi, které jsi mi na této Zemi dovolil milovat.“
Vyčítal si, že byl od manželky vzdálen tak brzy po svatbě. Rozhodl se Lyon opustit a odstěhovat se do Paříže. Později toho litoval pro ztrátu lyonských přátel, ale pokusil se je nahradit pařížskou společností učenců.
Protože měl mezi matematiky už nějakou pověst, stal se v Paříži hned v r. 1804 répetieteurem matematické analýzy na École polytechnique. Répetiteur je funkce, která z dnešního chápání není zcela jasná, ale měl na starosti opakování předmětu se žáky, mohli bychom to dnes nazvat odborný asistent. - Jedním z tamějších jeho žáků byl Augustin Louis Cauchy (1789 - 1875), matematik známý zpřesněním pojmu limita v matematice. V r. 1806 se zabýval variačním počtem a Taylorovou řadou.
Zakrátko doufal, že se jeho život změní; zasnoubil se slečnou Jeanne-Françoise Potot (1778–1866), podle některých pramenů dcerou svého domácího, a 1. srpna 1806 byla svatba. Dokonce se prý svatby zúčastnili matematici Lagrange a Delambre. Ale krátce po svatbě nastaly hádky o nějaké zděděné jmění, podle jiných pramenů naopak byla mladá paní vyděděná, nechěla děti, ale dcera Albine (1807 - 1842) se narodila v červenci necelý rok po svatbě, když už manželé spolu nežili. Manželé byli úředně rozloučení v r. 1808 a dcera Albine byla dána do péče otce; staral se tedy o dvě děti s pomocí své matky a sestry. Ovšem podle některých pramenů mu maminka už v r. 1809 zemřela.
V r. 1809 se stal Ampère na École polytechnique profesorem.
V Paříži se zabýval různými obory. Vedle matematiky studoval metafyziku, fyziku a chemii. V chemii například navrhl pro prvek fluor název, odvozený z latinského flere = téci. Zabýval se i tříděním chemických prvků; pro srovnání - Dmitrij Ivanovič Mendělejev (1834 - 1907) uveřejnil svůj periodický zákon spolu s Mendělejevovou tabulkou až v r. 1869. Zabýval se i filozofií a vycházel z učení německého filozofa Immanuela Kanta (1724 - 1804) - který postuloval teorii poznání. - Pokoušel se roztřídit vědy podobně jako učinil švédský přírodovědec Carl von Linné při systemizaci zoologie a botaniky. Ale jeho pokusy na tomto poli tak úspěšné nebyly, i když se k nim při klasifikaci oborů možná trochu přihlédlo. - Hledal také novou vědu, která by přivedla lidstvo ke štěstí. V matematice také studoval různá tělesa, jako například krychli, tetraedr, oktaedr.
V r. 1814 předal francouzské akademii věd své pojednání o diferenciálních rovnicích a byl zvolen jejím členem. Porazil přitom svého žáka Cauchyho, který byl v té době rovněž kandidátem.
V r. 1814 zjistil jiným způsobem než italský chemik Amedeo Avogadro (1776 - 1856) vlastnost plynů, že stejné objemy všech plynů obsahují za stejného tlaku a teploty vždy stejný počet molekul, což je nyní Avogadrův zákon.
Už od r. 1810 nastal v pařížských vědeckých kruzích spor o teorii světla, který vyvrcholil v r. 1815. Fyzik Augustin - Jean Fresnel ( 1788 - 1827) odmítal Newtonovu korpuskulární teorii světla a nahradil ji vlnovou teorií. Fyzik Jean Baptiste Biot (1774 - 1862) a Laplace stáli za Newtonovou teorií, kdežto Jean François Arago (1786 - 1853) a Ampère, který se stal Fresnelovým přítelem, stáli na Fresnelově straně. Od r. 1822 do své smrti bydlel dokonce Fresnel v Ampèrově domě. - V r. 1816, pravděpodobně na základě přesvědčení o správnosti vlnové teorie, napsal Ampère pojednání o lomu světla.
Bylo to ale poněkud složité období v jeho domácnosti. Pravděpodobně se synem příliš nevycházel, jejich vztahy byly dosti složité, oba dva byli náladoví a výbušní a jejich společný život byl většinou napjatý. Syn byl stejně jako otec geniální, ale zaměřil se humanitním směrem. Studoval skandinávské jazyky a písmo a ranou němčinu i ve skandinávských zemích. Byl vysokoškolským profesorem a v r. 1848 byl jmenován členem akademie věd. Procestoval různé země.
V r. 1920 objevil dánský fyzik Hans Christian Oersted (1777 - 1851), že magnetická střelka se může vychýlit působením elektrického proudu, což byl začátek zkoumání vztahů mezi elektřinou a magnetismem. O této práci referoval v pařížské akademii Arago 4. září 1820 a o týden později Oerstedův pokus Ampère v akademii zopakoval. Zkoušel i jiné varianty a objevil elektromagnetické síly mezi souběžnými dráty. Velice rychle na to reagoval i písemnou zprávou v časopise „Annales de Chimie et de Physique“ (Chemické a fyzikální letopisy).
Na základě tohoto objevu sestrojil v r. 1820 také galvanometr, přístroj měřící malé proudy a malá napětí při průchodu proudu cívkou, umístěnou v magnetickém poli.
V této době se taky zabýval magnetickým polem Země a 30. října 1820 dokázal při zasedání akademie, že magnetické vlastnosti Země vyplývají z náhodného seskupení hornin, které tvoří přírodní magnetické články a které způsobují vznik elektrického proudu.
Na základě elektromagnetických objevů navrhl v r. 1821 elektrický telegraf, kde pro každou zprávu byl určen jeden drát.
V r. 1822 sestrojil solenoid, což byl základ elektromagnetu a z té doby je i sborník měření z elektromagnetismu.
Protože sám spíš podléhal intuici, byla pro něj velmi přínosná spolupráce s fyzikem a pozdějším astronomem Félixem Savarym (1797 - 1841), který byl na rozdíl do Ampèra metodický a ukázněný. Pomohl mu především při výpočtech důkazů jeho tvrzení v elektrodynamice.
V r. 1826 začal Ampère učit na Collége de France, kde učil podle svých osnov. V dalších letech jeho přednášku převzal také další francouzský mnatematik Joseph Liouville (1809 - 1882), který shromáždil Ampérovy poznatky. Ampère se stal rovněž vedoucím katedry vyšší matematiky na této vysoké škole. Profesorem zde byl až do své smrti.
V tomto roce napsal své nejdůležitější pojednání „Sur la théorie mathématique des phénomenes électrodynamiques uniquement déduite de l'expérience“ (Teorie elektromagnetických jevů vyvozená výlučně z pokusů), kde postuloval základní zákon elektromagnetismu, všeobecně známý jako Ampèrův zákon, který určuje sílu, kterou na sebe vzájemně působí dva vodiče, kterými protéká proud. Tato síla je přímo úměrná součinu délky vodičů a velikosti jejich proudů a nepřímo úměrná jejich vzdálenosti. Na základě to hoto zákona byla potom na jeho počest pojmenována základní elektrotechnická jednotka ampér [A], což je stálý elektrický proud, který při průchodu dvěma přímými rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči zanedbatelného kruhového průřezu umístěnými ve vákuu ve vzájemné vzdálenosti 1 metr, vyvolá mezi nimi stálou sílu dvakrát 10 na mínus sedmou newtonu na 1 metr délky vodiče.
Rovněž také tehdy postuloval své pravidlo plavce: „ Pluje-li pevným vodičem plavec ve směru elektrického proudu, směřují k plavcově levici magnetické indukční čáry.“ Dnes se toto pravidlo pravé ruky interpretuje takto: „Když uchopíme vodič elektrického proudu pravou rukou tak, že palec ukazuje směr proudu, ostatní prsty ukazují orientaci indukčních čar.“
V r. 1827 byl zvolen členem britské Královské společnosti a provdala se mu dcera Albine.
Její sňatek opět nevedl k Ampèrovu štěsti. O dvanáct let starší manžel Gabriel Ride byl důstojníkem a holdoval alkoholu. Albine v r. 1830 utekla k otci, ale manžel pak požádal, aby mohl bydlet s ní. Protože se svým zlozvykem nepřestal, nebyl v Ampèrově domě klid. Vnučka Marie (1838 - 1839), která žila velmi krátce, se narodila po Ampèrově smrti.
V r. 1827 začal Ampère churavět.
V r. 1828 byl zvolen zahraničním členem švédské akademie věd, ale mimo to byl členem i jiných učených společností - například v Edinburku, Bruselu a Lisabonu.
Byl také členem a sekretářem „Bureau consultatif des arts et manufacturers“ (Poradní kancelář umění a výrobců).
Mechanik Hippolyte Pixii (1808 - 1835) zkonstruoval r. 1832 na základě Ampèrova návrhu komutátor, což je mechanický přepínač nebo usměrňovač, používaný pro sbírání proudu u elektrických stejnosměrných motorů a generátorů.
Poslední léta začal Ampère ztrácet o fyziku zájem a přestal sledovat nové objevy. Napsal ještě pojednání o variačním počtu. Začal se potýkat s každodenními existenčními potížemi. Spíš se zabýval filozofii a přírodními vědami všeobecně. Studoval tehdy spisy německého filozofa, matematika a přírodovědce Gottfrieda Wilhelma Leibnitze (1646 - 1716) a přebíral jeho myšlenky: Že lidské myšlení je obrazem myšlení Boha a Bůh stvořil vesmír; z toho Leibnitz usuzoval, že Vesmír se má chápat jako naprostý akt mysli. Bytí a zákony si mají také vzájemně odpovídat. Jednota vědy by měla být zobrazením božského ducha.
Vyplývalo tedy z toho i poslední Ampèrovo dílo: „Essai sur la philosophie des sciences, ou exposition analytique d'une classification naturelle de toutes les connaissances humaines“ (Esej o filozofii věd, neboli analytický výklad přirozené klasifikace všeho lidského poznání).
K jeho zásluhám se přičítá i pojmenování kybernetiky.
Zemřel na zápal plic 10. června 1836 na služební cestě v Marseilli, nejdřív byl pochován tam, ale pak byly v r. 1869 jeho ostatky přeneseny a pochován je na pařížském hřbitově na Montmartru. Na hrobě si přál mít nápis: „Tandem felix“ (Konečně šťasten).
V sedmdesátých letech devatenáctého století vyšly jeho deníky „Correspondence et souvenirs“ (Korespondence a paměti).
V Lyonu na place Ampère mu byl postaven pomník od Charlese Textora (1835 - 1905). Jeho rodný dům je muzeem, ve kterém sídlí Société des amis d´Ampère (Společnost Ampèrových přátel), která byla založena 30. června 1930.
Ulici má i v Paříži a jeho jmého je zobrazeno mezi sedmdesáti dvěma jmény slavných Francouzů na Eiffelově věži na severozápadní straně. Na této straně je ve společnosti Laplacea a Lagranga. Na ostatních stranách věže jsou mezi jeho přáteli a spolupracovníky dále Cauchy, Fresnel, Arago a Delambre.
Na Měsíci je od r. 1935 po něm pojmenován pahorek Mons Ampère.
Závěrem jedna z jeho myšlenek, kterou napsal v dopise příteli a která mu pravděpodobně pomáhala nést těžký život: „Pochybnosti jsou nejhorší muka, kterými může člověk na Zemi trpět.“ 

Tento článek byl v Pozitivních novinách poprvé publikován 22. 01. 2010.

Pozitivní noviny jsou neziskové internetové médium, které v letech 2004–2012 připravovala ve svém volném čase skupina nadšenců pod vedením Pavla Loužeckého. Všichni autoři a dopisovatelé do Pozitivních novin přispívali bezplatně, ze své vlastní svobodné vůle. Ačkoli od roku 2012 nové články nevychází, Pozitivní noviny i nadále fungují jako skutečná oáza pohody a optimismu na síti pro všechny čtenáře, kteří potřebují pravidelný zdroj k čerpání životní energie, inspirace, nápadů, zábavy, moudrých myšlenek a informací všeho druhu.