Прежде всего его можно, пожалуй, назвать геодезистом и астрономом. Но еще он увлекался физикой, исследовал законы света вместе с Френелем и дружил с Ампером,
В 1820 году в Женеве Араго увидел на собрании натуралистов повторение опытов Эрстеда. И конечно, тут же решил познакомить с ними своих соотечественников. Вернувшись домой, он собрал нехитрую установку с вольтовым столбом и продумал программу экспериментов.
Чтобы стрелка компаса легче вращалась, понадобилось подпилить опорную иглу. Работа несложная. И вот — ток включен, магнитная стрелка отклоняется серебряным проводничком с током от своего законного направления. Но что это? Какая-то грязь? Араго протирает серебряный проводник и снимает с него налипшие железные огшлки. Однако стоит ему положить проводник на стол, как опилки вновь налипают на него…
Араго выключает ток, и опилки осыпаются с серебряной проволоки. Включает — и они облепляют ее, будто серебро стало магнитом. Серебро — магнитом! Необыкновенное явление, которое он заметил и тут же осознал его важность. Немагнитный в принципе серебряный проводник, когда по нему проходит электрический ток, становится магнитом! Интересно! Очень интересно!
Снаружи раздался стук. Араго выглянул в окно и увидел сверху обвисшие поля шляпы. Это Ампер, академик Андре Мари Ампер, самый гениальный и самый рассеянный из его друзей. Пыль на его башмаках — доказательство того, что он уже давно вышел из своего дома и бродил по Парижу или по его предместьям, не разбирая дороги, как всегда погруженный в свои мысли.
— Входите, входите, мой друг! — В голосе Араго звучала неподдельная нежность. Он искренне любил этого нескладного и такого несчастного человека, вечного отшельника и глубокого мудреца Ампера. — Входите и давайте вашу шляпу. Я ее положу отдельно от других, чтобы вы не спутали…
Араго напомнил тот случай, когда после бурных споров по вопросам метафизики в одном из парижских домов Ампер схватил по рассеянности треуголку священника и ушел в ней домой, оставив духовному отцу свою круглую шляпу.
Ампер улыбнулся:
— Вы жестоки. А я-то бежал к вам, чтобы рассказать, к каким замечательным выводам пришел, обдумывая опыты Эрстеда. Вы знаете, его открытие знаменует собой начало новой эпохи в электричестве — электричестве не статическом, неподвижном, а наоборот, движущемся, выливающемся из гальванических батарей ио-добно потокам…
Араго проводил друга наверх в лабораторию и усадил в кресло.
— Я вижу, что и вы не чужды гальваническим увлечениям? — восклицает Ампер, кивая на приборы и вольтов столб,
— Вы правы, Я воспроизвел опыт Эрстеда и, как мне кажется, наткнулся на новое явление. Может быть, оно заинтересует вас?
Араго снова замыкает цепь и приближает проводники к опилкам. Тотчас же они облепляют проводники, ощетинившись как иглы. Ампер протянул к цепи руку. Араго выключил ток, и опилки легким дождем осыпались в ладонь Амперу…
— Прекрасно! — Ампер вскочил с места. — Это только лишний раз доказывает, что я прав. Покоящиеся заряды не взаимодействуют с магнитной стрелкой. Но стоит им пряйтн в движение, и они превращают серебряный проводник в магнит. Провод-магнит! Превосходно. — Он на мгновение задумался. — А как вы думаете, станут взаимодействовать два провода с током, как магниты?
Он уже не ждал ответа. Мысль его заработала…
Ампер стремительно шагал по набережной Сены, находясь в том счастливом состоянии духа, когда то, о чем так много и упорно думалось, представляется вдруг если еще и не совсем ясным в деталях, то уже понятным в целом.
Мальчишки плыли по течению, весело перекликаясь друг с другом, и Амперу вдруг пришла в голову мысль о простом правиле, с помощью которого можно всегда определить направление отклонения магнитной стрелки протекающим током. Он решил его назвать «правилом пловца». Если пустить человека плыть по направлению тока, лицом вниз, то северный конец стрелки всегда отклонится под действием этого тока вправо. Браво, Андре! А теперь токи… Он оглянулся: как было бы хорошо начертить все это, поставить стрелки, определить направление. Вот и кусок мела нашелся в кармане. Какое счастье, что рядом с ним его черная доска!
Парижане — сдержанная публика, когда дело касается чьих-либо чудачеств. Но это уж… Сначала один, потом двое, наконец, пятеро прохожих оглянулись с возмущением на пожилого, дурно одетого господина, который в самозабвении расчерчивал мелом заднюю стенку чьей-то черной кареты.
18 сентября 1820 года на заседании Парижской Академии наук академик Андре Мари Ампер начал свою знаменитую серию докладов по электромагнетизму.
— При самом начале явления, открытые Эрстедом, месье, — говорил Ампер, стоя на возвышении, — по справедливости названы электромагнитными. Однако в явлениях, о которых хочу говорить я, магнит не участвует. И потому правильнее будет дать им общее название электродинамических.
…Первый опыт, на который меня подтолкнули блестящие эксперименты нашего общего друга академика Араго, я проделал с двумя прямыми проволоками, по которым протекает электричество от вольтова столба. И мое открытие заключается в том, что две параллельные соединительные проволоки взаимно притягиваются, когда электричество движется по ним в одном направлении, и отталкиваются, когда направления токов противоположны…
По комнате, где проходило заседание, пробежал шепот. Открытие Ампера было так просто и поистине гениально. Оно вызвало разные чувства у присутствовавших. Араго гордился своим другом. Физик Био слушал с неослабевающим интересом, изредка поглядывая на молодого Савара, с которым его связывала дружба. Семидесятилетний Лаплас дремал. Однако было здесь немало и тех, кого с первых же слов Ампера начала снедать зависть.
— Подумаешь, открытие! — говорили они. — Притяжение и отталкивание токов — это не более чем видоизмененное притяжение и отталкивание заряженных тел, известное еще со времен Дюфе…
Ампер живо реагировал на это возражение: — Одинаково наэлектризованные тела взаимно отталкиваются; два же одинаковых тока притягиваются… и, соприкоснувшись, остаются соединенными, как магниты.
— Но позвольте, — говорили завистники, — в чем же новизна открытия? Эрстед доказал действие тока на магнитную стрелку. Но если два тела способны действовать на третье, то они должны действовать и друг на друга… Не означает ли это, что взаимное притяжение и отталкивание проводов суть следствие, вытекающее из опытов того же Эрстеда?
И они садились на место, внутренне торжествуя. И тогда снова вскакивал Ампер. Он предлагал сомневающимся вывести самим из опытов Эрстеда направление взаимодействия токов. И когда его противникам это не удавалось, садился на место удовлетворенный. И так продолжалось не раз и не два…
Четыре понедельника подряд в октябре 1820 года выступал Ампер с трибуны Академии, докладывая о результатах своих исследований. Потом он выступал еще и еще… Он свернул провод в спираль и, пропустив по нему ток, обнаружил, что получившийся соленоид по своим свойствам ничем но отличается от обыкновенного магнита,
— Каждый магнит, месье, я в этом уверен, — с жаром говорил Ампер коллегам, — представляет из себя множество естественных соленоидов, по которым текут крошечные круговые токи. Именно гальванический ток, циркулирующий в каждой частице вещества, создает ее природный магнетизм. Только электрический ток определяет магнитные свойства тела.
Пока оси этих круговых токов разбросаны беспорядочно внутри тела, магнитные свойства не могут себя проявить, ибо они компенсируют друг Друга. Но стоит всем осям по какой-то причине стать параллельными, выстроившись по ранжиру, и тогда железо и сталь становятся магнитами…
В 1821 году, устав от опытов, которые он проводил в собственной квартирке на улице Фоссе де Сен-Виктор, за столиком, сделанным своими руками и с неуклюжими приборами, изготовленными бродячим слесарем, Ампер заявил, что переходит к составлению теории. В ней он хотел в ясной математической форме привести к единству результаты многочисленных электрических опытов.