André-Marie Ampère

André-Marie Ampère (* 20. Januar 1775 in Lyon, Frankreich; † 10. Juni 1836 in Marseille) war ein französischer Physiker und Mathematiker. Nach ihm ist die internationale Einheit der Stromstärke Ampere benannt.

Leben

Ampère war der Sohn von Jean-Jacques Ampère und dessen Ehefrau Jeanne-Antoinette de Sarcey. Er fiel schon früh als wissbegieriger Knabe und durch sein gutes Gedächtnis auf. Er las als Jugendlicher die 35 Bände der Enzyklopädie von Denis Diderot und Jean d'Alembert und lernte Griechisch, Latein und Italienisch. Sein Vater wurde 1793 nach dem Fall von Lyon (während der Französischen Revolution) hingerichtet. Als Achtzehnjähriger befasste er sich mit den Lehrbüchern des Schweizers Leonhard Euler und der klassischen Mechanik von Joseph-Louis Lagrange. Im gleichen Alter entwickelte er eine Plansprache, die er als friedensförderndes Werkzeug ansah. Er wandte sich ebenfalls der Botanik, der Metaphysik und der Psychologie zu, ehe er Mathematik und Physik studierte.

Im Jahre 1796 lernte er Julie Carron kennen, die er 1799 heiratete. Von 1799 bis 1801 war er an der École centrale in Lyon als Mathematiklehrer tätig. 1800 wurde ihr Sohn Jean-Jacques Ampère, der ein bekannter Historiker, Philologe und Schriftsteller wurde, geboren. 1802 verfasste Ampère ein mathematisches Werk zur Spieltheorie. Bald darauf verfasste er eine Arbeit zur theoretischen Mechanik und eine Abhandlung über partielle Differentialgleichungen, die ihm die Mitgliedschaft in der französischen Akademie der Wissenschaften einbrachte.

Im Jahr 1803 starb nach vierjähriger Ehe seine Frau. Im August 1806 heiratete er Jeanne-Françoise Potot (1778–1866). Aus dieser Ehe stammt die Tochter Albine (1807–1842). Die Ehe wurde bald geschieden. Er musste nun allein für die zwei Kinder aus den beiden Ehen sorgen.

Im Jahr 1804 ließ sich Ampère in Paris nieder. Sein Interesse für Mathematik erlahmte, und er befasste sich zunehmend mit den Schriften von Kant und mit der Chemie. Ampère hatte eine Professur an der Pariser École polytechnique und im Collège de France. Im Jahre 1808 wurde er auch Generalinspektor der Universität und lehrte außerdem Philosophie an der Historisch-Philosophischen Fakultät. In Bezug auf Kant vertrat er ein hypothetisch-deduktives Verfahren des wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns: Der Naturforscher stellt eine Hypothese auf und fragt sich, welche Experimente unternommen werden müssen, um die Theorie zu stützen oder zu falsifizieren. Ampère versuchte die chemische Affinität von Molekülen, die aus punktförmigen Atomen bestehen, aus der Geometrie von geometrischen Körpern (zum Beispiel Tetraeder, Oktaeder oder Würfel) abzuleiten. Ampères Arbeiten zur Chemie fanden jedoch bei anderen Gelehrten seiner Zeit kaum Interesse.

Im Frühherbst 1820 wurde Ampère, der nun schon 44 Jahre alt war und dessen bisherige wissenschaftliche Arbeiten höchstens als Fußnoten in Lehrbüchern erschienen wären, durch François Arago auf die Versuche Hans Christian Ørsteds zur Ablenkung einer Magnetnadel durch den elektrischen Strom aufmerksam. Ampère wiederholte den Versuch und erkannte, dass Ørstedt die Ablenkung des Magneten durch das Erdmagnetfeld nicht beachtet hatte. Mit einer verbesserten Versuchsanordnung konnte Ampère nun feststellen, dass sich die Magnetnadel immer senkrecht zum stromdurchflossenen Leiter stellte. Ampère nahm nun als Modellhypothese an, dass jeder Magnetismus seine Ursache in elektrischen Strömen habe und Ströme Magnetfelder erzeugen. Er überprüfte seine Hypothese – hypothetisch-deduktiv – zwischen dem 18. September und dem 2. November 1820 und konnte in aufeinander folgenden Versuchen nachweisen, dass zwei stromdurchflossene Leiter eine Anziehungskraft aufeinander ausüben, wenn in beiden Leitern die Elektrische Stromrichtung gleich ist, und dass sie eine Abstoßungskraft aufeinander ausüben, wenn die Stromrichtung entgegengesetzt ist. Ampère konstruierte ein Gerät zur Messung des Stroms, das er Galvanometer nannte. Ampère verfeinerte seine Hypothese, indem er annahm, dass jeder Magnet viele Moleküle enthält, die jeweils einen kleinen Kreisstrom erzeugen. Er erkannte, dass die fließende Elektrizität die eigentliche Ursache des Magnetismus ist.

Im Jahr 1822 beschäftigte sich Ampère 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 Phänomene nahm er sich das Gravitationsgesetz (als Punkt-Kraft-Gesetz) von Isaac Newton zum Vorbild. Da der Strom jedoch als gerichtete Größe behandelt werden muss und die Stromstärke die Zeit als neue Größe enthält, hat das ampèresche Modell nur eine beschränkte Gültigkeit.

Ampère erklärte den Begriff der elektrischen Spannung und des elektrischen Stromes und setzte die Stromrichtung fest.

Neben der Begründung der Elektrodynamik erfand Ampère das Prinzip der elektrischen Telegrafie, erstmals angewandt von Carl Friedrich Gauß und Wilhelm Eduard Weber in Göttingen.

Ampère glaubte, dass das Erdmagnetfeld durch starke elektrische Ströme ausgelöst wird, die in der Erdrinde von Osten nach Westen fließen.

Im Jahr 1827 verschlechterte sich Ampères Gesundheitszustand, und er gab seine aktive wissenschaftliche Forschung auf. In seinen späteren Jahren beschäftigte er sich mit der Naturphilosophie und der prästabilierten 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 göttlichen Geistes sein. 1836 starb Ampère in Marseille im Alter von 61 Jahren an einer Lungenentzündung. Er ist in Paris auf dem Cimetière de Montmartre beigesetzt.

Ehrungen

Zu Ehren Ampères 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 Ampère, benannt.