分子電流安培分子電流假說

磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場，磁鐵的磁場和電流的磁場是否有相同的起源呢？電流是電荷的運動產(chǎn)生的，所以電流的磁場應(yīng)該是由于電荷的運動產(chǎn)生的．那么，磁鐵的磁場是否也是由電荷的運動產(chǎn)生的呢？我們知道，通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵的磁場很相似．法國學(xué)者安培由此受到啟發(fā)，提出了著名的分子電流的假說．他認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當于兩個磁極.

安培的假說能夠解釋一些磁現(xiàn)象．一根鐵棒，在未被磁化的時候，內(nèi)部各分子電流的取向是雜亂無章的，它們的磁場互相抵消，對外界不顯磁性．當鐵棒受到外界磁場的作用時，各分子電流的取向變得大致相同，鐵棒被磁化，兩端對外界顯示出較強的磁作用，形成磁極．磁體受到高溫或猛烈的敲擊會失去磁性．這是因為在激烈的熱運動或機械振動的影響下，分子電流的取向又變得雜亂了.

在安培所處的時代，人們對物質(zhì)內(nèi)部為什么會有分子電流還不清楚．直到20世紀初，才知道分子電流是由原子內(nèi)部電子的運動形成的．安培分子電流的假說，揭示了磁鐵磁性的起源，它使我們認識到：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產(chǎn)生的．

分子電流又稱“安培電流”。分子或原子中由電子運動所形成的電流?？捎靡哉f明物質(zhì)的磁性。

關(guān)于物質(zhì)磁性本質(zhì)的假說。由安培于1821年提出。他觀察到通電螺線管有象磁體一樣的作用，認為一切磁現(xiàn)象的根源是電流的存在。磁性物質(zhì)的分子中存在著回路電流，稱為分子電流，分子電流相當于基元磁體。物質(zhì)的磁性就決定于物質(zhì)中分子電流對外界的磁效應(yīng)的總和。分子電流與導(dǎo)線中通過的宏觀電流是有本質(zhì)區(qū)別的，安培的假說把永磁體產(chǎn)生的磁場與宏觀電荷運動產(chǎn)生的磁場統(tǒng)一了起來。安培的假說與現(xiàn)代對物質(zhì)磁性的理解是相當符合的，所以仍被采用。根據(jù)安培假說，基元磁體兩個磁極對應(yīng)于圓形電流的兩個面，顯然這兩個面是不能單獨存在的，由此很容易解釋磁體的N、S兩極不能單獨存在的原因。

實驗表明，任何物質(zhì)在外磁場中都能夠或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同．根據(jù)物質(zhì)在外磁場中表現(xiàn)出的特性，物質(zhì)可粗略地分為三類：順磁性物質(zhì)，抗磁性物質(zhì)，鐵磁性物質(zhì)．

根據(jù)分子電流假說，物質(zhì)在磁場中應(yīng)該表現(xiàn)出大體相似的特性，但此表告訴我們物質(zhì)在外磁場中的特性差別很大．這反映了分子電流假說的局限性．實際上，各種物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是有差異的，這種物質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異性是物質(zhì)磁性差異的原因．

我們把順磁性物質(zhì)和抗磁性物質(zhì)稱為弱磁性物質(zhì)，把鐵磁性物質(zhì)稱為強磁性物質(zhì)．通常所說的磁性材料是指強磁性物質(zhì)．

磁性材料按磁化后去磁的難易可分為軟磁性材料和硬磁性材料．磁化后容易去掉磁性的物質(zhì)叫軟磁性材料，不容易去磁的物質(zhì)叫硬磁性材料．一般來講軟磁性材料剩磁較小，硬磁性材料剩磁較大．磁性材料按化學(xué)成分分，常見的有兩大類：金屬磁性材料和鐵氧體．鐵氧體是以氧化鐵為主要成分的磁性氧化物．

軟磁性材料的剩磁弱，而且容易去磁．適用于需要反復(fù)磁化的場合．可以用來制造半導(dǎo)體收音機的天線磁棒、錄音機的磁頭、電子計算機中的記憶元件，以及變壓器、交流發(fā)電機、電磁鐵和各種高頻元件的鐵芯等．常見的金屬軟磁性材料有軟鐵、硅鋼、鎳鐵合金等，常見的軟磁鐵氧體有錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體等．硬磁性材料的剩磁強，而且不易退磁，適合制成永磁鐵，應(yīng)用在磁電式儀表、揚聲器、話筒、永磁電機等電器設(shè)備中．常見的金屬硬磁性材料有碳鋼、鎢鋼、鋁鎳鈷合金等，常見的硬磁鐵氧體為鋇鐵氧體和鍶鐵氧體．

隨著社會的進步，磁性材料和我們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)系也越來越緊密．錄音機上用的磁帶，錄像機上用的錄像帶，電子計算機上用的磁盤，儲蓄用的信用卡等，都含有磁性材料．這些磁性材料稱為磁記錄材料．靠著磁記錄材料，我們可以在磁帶、錄像帶、磁盤上保存大量的信息，并在需要的時候“讀”出這些信息．磁記錄材料在20世紀70年代以前采用磁性氧化物，1978年合金磁粉研制成功之后，開始采用金屬磁性材料，從而大大提高了磁記錄的性能．人們又在使用金屬薄膜作磁記錄磁性材料．磁記錄技術(shù)又得到了進一步的提高．

在電磁理論建立的過程中，安培（Amdre MarieAmpere，1755～1836）作出了杰出的貢獻，“分子電流假說”的提出就是其中之一．

縱觀物理學(xué)史書籍和有關(guān)論文，對“分子電流”思想和形成過程，雖然或多或少有所論述，但尚缺乏一條明晰的線索．筆者認為，安培“分子電流”思想的形成經(jīng)歷了三次認識飛躍，盡管每次相距時間都不長，但可謂一步一個臺階，或曰“三部曲”．

和其他科學(xué)家相比，安培具有一個顯著特點，那就是在科學(xué)上極其敏感，最能接受他人的成果．這一可貴的素質(zhì)決定了是安培而不是別人提出“分子電流假說”．

1820年9月初，法國物理學(xué)家阿拉果（Framcois4rago，1786～1853）從瑞士帶回了丹麥物理學(xué)家奧斯特（Hans Christian Oersted，1777～1851）發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的消息，立即在法國科學(xué)界引起了巨大的反響．安培對此作出了異乎尋常的反應(yīng)，他于第二天就重復(fù)了奧斯特電流對磁針作用的實驗．在實驗過程中，安培逐步認識到，磁并不是與電分開的孤立現(xiàn)象，而是電的許多特性的一個方面，他試圖從電的角度為已發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象作出解釋．在一周以后即9月18日他向法國科學(xué)院提交了第一篇論文，報告了他重復(fù)奧斯特實驗的結(jié)果，邁出了他形成分子電流思想的第一步，提出：圓形電流有起到磁鐵作用的可能性．

接著，安培創(chuàng)造性地發(fā)展了實驗的內(nèi)容，研究電流與電流之間的相互作用，這比奧斯特的實驗又大大前進了一步9月25日他向法國科學(xué)院提交了第二篇論文，闡述了他用實驗證明了兩個平行直導(dǎo)線，當電流方向相同時相互吸引，當電流方向相反對相互排斥的報告．以后他又用各種曲線形狀的載流導(dǎo)線，研究它們之間的相互作用，并于10月9日提交了第三篇論文，邁出了形成分子電流思想的第二步，提出：磁體中存在一種繞磁軸旋轉(zhuǎn)的宏觀電流．

安培在他的論文中說：“現(xiàn)在來考慮一個電流和一個磁體的相互作用，及兩個磁體的相互作用，我們將會發(fā)現(xiàn)，這兩種情況將受同樣的定律支配．只要設(shè)在磁體表面上從一極到另一極畫出的直線上的一點都建立了一種在垂直于磁軸的平面內(nèi)（旋轉(zhuǎn)）的電流．經(jīng)過對所有事實的思考，我們簡直不能再懷疑這種圍繞磁軸的電流的存在．”

“這樣，不期而遇的結(jié)果產(chǎn)生了，即磁現(xiàn)象唯一地由電來決定，而且一個磁體的兩個極除了它們相對于構(gòu)成這個磁體的電流外，沒有任何差別，磁南極在這些電流的右邊，而磁北極在它們的左邊”．

安培是個分子論者，他對他的磁體中存在宏觀電流的假設(shè)是根據(jù)伏打（Alessandro Volta，1745～1827）電堆的原理簡單地解釋的．他認為伏打電池之所以能產(chǎn)生電流，是因為不同金屬接觸的結(jié)果．類似地，磁體中的鐵分子的接觸也會產(chǎn)生電流．即把磁體看作是一連串的伏打電堆，它們的電流都環(huán)繞磁體的軸作同心圓運動．

菲涅耳（Angustin Jean Fresnel，1788～1827）是安培的好朋友，他了解了安培的論文以后，指出安培的這個假設(shè)不能成立，即磁體不可能存在安培所設(shè)想的宏觀電流，否則，由于宏觀電流的存在將使磁體生熱，但實際上磁體不可能自行地比周圍的環(huán)境更熱一些．菲涅耳在給安培的一封信中建議，為什么不把假定的宏觀電流改為環(huán)繞著每一個分子的呢？這樣，如果這些分子可以排成行，這些微觀的電流將會合成所需要的同心電流．

收到了菲涅耳的信后，安培立即放棄了原來的假定而采取了菲涅耳的建議，于1821年1月前后，邁出了分子電流思想的第三步：提出了著名的“分子電流假說”，從而在經(jīng)典物理的范疇內(nèi)深刻地反映了物體磁性的本質(zhì)．

安培對他的“分子電流假說”的解釋是，物體內(nèi)部每個分子中的以太和兩種電流質(zhì)的分解，會產(chǎn)生環(huán)繞分子的圓電流，形成一個個小磁體；當它們在外磁場的作用下呈規(guī)則排列時，就使物體呈現(xiàn)了宏觀磁性．

由此可見，“分子電流”思想的形成經(jīng)歷了“可能性”、“宏觀電流”和“分子電流”三個階段，這符合人們由淺入深、由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認知過程．“分子電流假說”由安培提出，也是和他所特有的科學(xué)素質(zhì)分不開的．回顧安培所生活的年代，特別是在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)以后，許多科學(xué)家都在從事電與磁的聯(lián)系方面的研究，如：英國的法拉第（MichaelFaraday，1791～1867）法國的畢奧（Jean BaptisteBiot，1774～1862）和德國的塞貝克（Thomas JohannSeebeck，1770～1831）等等．他們都絕非等閑之輩，倘若安培不是及時地重復(fù)和發(fā)展奧斯特的實驗，倘若安培不是立即接受菲涅耳的建議，即倘若安培不具備在科學(xué)上極其敏感，最能接受他人成果的獨特素質(zhì)，也許“分子電流假說”的提出者就要易人了．

按照前面安培對“分子電流假說”的解釋，是難以令人接受的．在這個問題上，安培走在了時代的前頭．因為在當時，人們還不了解原子的結(jié)構(gòu)，因此不能解釋物質(zhì)內(nèi)部的分子電流是怎樣形成的．直到1911年，盧瑟福（Enrst Rutherford，1871～1937）通過α粒子散射實驗的分析和計算，提出一切原子都有一個核，電子象行星一樣繞核旋轉(zhuǎn)”的模型以后，才有了軌道磁矩的概念．1922年斯特恩（OttO Steen1888～1969）和蓋拉赫（W.Grelach）用銀原子成功地做了后來以他們的名子命名的實驗，發(fā)現(xiàn)原子中還存在一種不能用軌道磁矩來說明的磁矩．為了解釋這一問題，烏倫貝克（George Eugene Uhlenbeck，1900～）和高德斯米特（Samnel Abraham Gondsmit，1902～1978）于1925年提出了關(guān)于電子具有自旋的假設(shè)，成功地解釋了斯特恩──蓋拉赫實驗的結(jié)果．今天我們知道，正是原子、分子等微觀粒子內(nèi)電子的這些運動形成了“分子電流”．但是我們不能用同幾十年后的物理發(fā)展水平來要求安培，否則就過于苛刻了，

“分子電流假說”提出以后，安培雖沒有作進一步的說明，但他對他的這個信念是非常堅定的．他曾啟發(fā)和建議阿拉果用通電螺線管作使其中的鋼針磁化的實驗．在1820年9月25日，阿拉果向法國科學(xué)院報告了該實驗的結(jié)果．實驗的成功又使安培磁的本質(zhì)就是電的思想得到加強．1821年，他在回答荷蘭物理學(xué)家萬·貝克（Van Beck）的一封信中堅持認為這個假說不僅能夠用于磁現(xiàn)象的解釋，而且可以用于化學(xué)化合和化學(xué)親和力的解釋．后者卻成了他的學(xué)說不能被立即和普遍接受的一個重要原因，因為接受這一學(xué)說就意味著接受關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個新的理論．加之當時分子電流模型好象罩著一層薄霧，使人們無法看清楚它．所以“分子電流假說”雖然深刻反映了物體磁性的本質(zhì)，卻遭到了當時多數(shù)物理學(xué)家的拒絕．

在對“分子電流假說”提出異議的物理學(xué)家中，最典型的恐怕要數(shù)法拉第了．1822年，他設(shè)計了一個實驗：在一根玻璃管上纏以絕緣導(dǎo)線，做成螺線管，水平地半浸于水中．然后在水面漂浮一只長磁針．按照安培的觀點，螺線管的一端相當于磁南極，另一端相當于磁北極，磁針如果是南極指著螺線管的北極，應(yīng)當會吸向螺線管的北極并停在北極的一端．法拉第指出，這與實驗結(jié)果不符．他的實驗是磁針的南極繼續(xù)穿過螺線管，直至接近螺線管的南極．法拉第論證說，如果針是單極的，它就會沿磁感線無休止地運動下去．法拉第認為，和載流螺線管對應(yīng)的不是實心磁體，而應(yīng)是圓筒形磁體．

安培反駁說，圓筒形磁體和螺線管并不一樣．按照它的分子電流假說，圓筒形磁體中的電流是一小圈一小圈孤，而螺線管中的電流是沿著大圈的．為了證明筒形磁體中的電流是相互抵消的，他當眾作了一個演示：

把絕緣導(dǎo)線繞成許多圈，做成線圈．在線圈內(nèi)部放一個用薄銅片做成的圓環(huán)，取一磁體置于圓環(huán)近旁，如果銅環(huán)里有宏觀電流，磁棒就會驅(qū)使銅環(huán)偏轉(zhuǎn)．否則，只可能有分子電流．安培的實驗表明銅環(huán)里只有分子電流．

安培后來用馬蹄形強磁體重復(fù)了上述實驗，發(fā)現(xiàn)了銅環(huán)的偏轉(zhuǎn)．但是他把實驗中所感應(yīng)出來的宏觀電流試圖也解釋為分子電流作用的結(jié)果．安培的這種思想直到1825年給赫謝爾（John Herschel，1793～1871）的信中仍在堅持，他在信中說：“這些現(xiàn)象是由電流或磁體對小電流所產(chǎn)生的．”安培雖然沒有說這些小電流就是分子電流，但是這些電流具有分子電流同樣大小的數(shù)量級．這表明，安培對分子電流的思想是非常堅定的．遺憾的是他把感應(yīng)電流歸于他的分子電流，不單獨接受感應(yīng)電流．他以為如果承認了感應(yīng)電流，則他的分子電流假說理論就無立錐之地了．否則的話，電磁感應(yīng)現(xiàn)象就有可能提前七、八年被安培而不是法拉第發(fā)現(xiàn)了．

在安培“分子電流假說”建立的過程中，還發(fā)生了安培與畢奧之間的學(xué)術(shù)論爭．對于這場論爭，物理史學(xué)家們各有各的看法，但有一點是一致的，即這場論爭使安培更清楚地看到了把磁簡化為電流的必要性，也使他的“分子電流假說”顯得越發(fā)明朗起來．

德國物理學(xué)家塞貝克也曾反對安培的分子電流假說，他認為磁是更為本質(zhì)的東西，電流則是磁的作用的結(jié)果．

直到后來，安培的觀點在19世紀40年代被紐曼（F.E.Neumann，1798～1895）和韋伯（Wilhelm EduardWeber，1804～1891）接受和推廣，并發(fā)展成為他們的電動力學(xué)．

“分子電流假說”提出以后，經(jīng)歷了“不太清楚”、“遭到拒絕”到“逐漸明朗”以致成為發(fā)展電動力學(xué)的基礎(chǔ)幾個階段，這也告訴我們，科學(xué)的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)理論的提出以及人們對科學(xué)成果的接受，不會都是一帆風(fēng)順的，但有益的學(xué)術(shù)論爭可以促進科學(xué)的發(fā)展．

按照前面安培對“分子電流假說”的解釋，是難以令人接受的．在這個問題上，安培走在了時代的前頭．因為在當時，人們還不了解原子的結(jié)構(gòu)，因此不能解釋物質(zhì)內(nèi)部的分子電流是怎樣形成的．直到1911年，盧瑟福（Enrst Rutherford，1871～1937）通過α粒子散射實驗的分析和計算，提出一切原子都有一個核，電子象行星一樣繞核旋轉(zhuǎn)”的模型以后，才有了軌道磁矩的概念．1922年斯特恩（OttO Steen1888～1969）和蓋拉赫（W.Grelach）用銀原子成功地做了后來以他們的名子命名的實驗，發(fā)現(xiàn)原子中還存在一種不能用軌道磁矩來說明的磁矩．為了解釋這一問題，烏倫貝克（George Eugene Uhlenbeck，1900～）和高德斯米特（Samnel Abraham Gondsmit，1902～1978）于1925年提出了關(guān)于電子具有自旋的假設(shè)，成功地解釋了斯特恩──蓋拉赫實驗的結(jié)果．今天我們知道，正是原子、分子等微觀粒子內(nèi)電子的這些運動形成了“分子電流”．但是我們不能用同幾十年后的物理發(fā)展水平來要求安培，否則就過于苛刻了，

“分子電流假說”提出以后，安培雖沒有作進一步的說明，但他對他的這個信念是非常堅定的．他曾啟發(fā)和建議阿拉果用通電螺線管作使其中的鋼針磁化的實驗．在1820年9月25日，阿拉果向法國科學(xué)院報告了該實驗的結(jié)果．實驗的成功又使安培磁的本質(zhì)就是電的思想得到加強．1821年，他在回答荷蘭物理學(xué)家萬·貝克（Van Beck）的一封信中堅持認為這個假說不僅能夠用于磁現(xiàn)象的解釋，而且可以用于化學(xué)化合和化學(xué)親和力的解釋．后者卻成了他的學(xué)說不能被立即和普遍接受的一個重要原因，因為接受這一學(xué)說就意味著接受關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個新的理論．加之當時分子電流模型好象罩著一層薄霧，使人們無法看清楚它．所以“分子電流假說”雖然深刻反映了物體磁性的本質(zhì)，卻遭到了當時多數(shù)物理學(xué)家的拒絕．

在對“分子電流假說”提出異議的物理學(xué)家中，最典型的恐怕要數(shù)法拉第了．1822年，他設(shè)計了一個實驗：在一根玻璃管上纏以絕緣導(dǎo)線，做成螺線管，水平地半浸于水中．然后在水面漂浮一只長磁針．按照安培的觀點，螺線管的一端相當于磁南極，另一端相當于磁北極，磁針如果是南極指著螺線管的北極，應(yīng)當會吸向螺線管的北極并停在北極的一端．法拉第指出，這與實驗結(jié)果不符．他的實驗是磁針的南極繼續(xù)穿過螺線管，直至接近螺線管的南極．法拉第論證說，如果針是單極的，它就會沿磁感線無休止地運動下去．法拉第認為，和載流螺線管對應(yīng)的不是實心磁體，而應(yīng)是圓筒形磁體．

安培反駁說，圓筒形磁體和螺線管并不一樣．按照它的分子電流假說，圓筒形磁體中的電流是一小圈一小圈孤，而螺線管中的電流是沿著大圈的．為了證明筒形磁體中的電流是相互抵消的，他當眾作了一個演示：

把絕緣導(dǎo)線繞成許多圈，做成線圈．在線圈內(nèi)部放一個用薄銅片做成的圓環(huán)，取一磁體置于圓環(huán)近旁，如果銅環(huán)里有宏觀電流，磁棒就會驅(qū)使銅環(huán)偏轉(zhuǎn)．否則，只可能有分子電流．安培的實驗表明銅環(huán)里只有分子電流．

安培后來用馬蹄形強磁體重復(fù)了上述實驗，發(fā)現(xiàn)了銅環(huán)的偏轉(zhuǎn)．但是他把實驗中所感應(yīng)出來的宏觀電流試圖也解釋為分子電流作用的結(jié)果．安培的這種思想直到1825年給赫謝爾（John Herschel，1793～1871）的信中仍在堅持，他在信中說：“這些現(xiàn)象是由電流或磁體對小電流所產(chǎn)生的．”安培雖然沒有說這些小電流就是分子電流，但是這些電流具有分子電流同樣大小的數(shù)量級．這表明，安培對分子電流的思想是非常堅定的．遺憾的是他把感應(yīng)電流歸于他的分子電流，不單獨接受感應(yīng)電流．他以為如果承認了感應(yīng)電流，則他的分子電流假說理論就無立錐之地了．否則的話，電磁感應(yīng)現(xiàn)象就有可能提前七、八年被安培而不是法拉第發(fā)現(xiàn)了．

在安培“分子電流假說”建立的過程中，還發(fā)生了安培與畢奧之間的學(xué)術(shù)論爭．對于這場論爭，物理史學(xué)家們各有各的看法，但有一點是一致的，即這場論爭使安培更清楚地看到了把磁簡化為電流的必要性，也使他的“分子電流假說”顯得越發(fā)明朗起來．

德國物理學(xué)家塞貝克也曾反對安培的分子電流假說，他認為磁是更為本質(zhì)的東西，電流則是磁的作用的結(jié)果．

直到后來，安培的觀點在19世紀40年代被紐曼（F.E.Neumann，1798～1895）和韋伯（Wilhelm EduardWeber，1804～1891）接受和推廣，并發(fā)展成為他們的電動力學(xué)．

“分子電流假說”提出以后，經(jīng)歷了“不太清楚”、“遭到拒絕”到“逐漸明朗”以致成為發(fā)展電動力學(xué)的基礎(chǔ)幾個階段，這也告訴我們，科學(xué)的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)理論的提出以及人們對科學(xué)成果的接受，不會都是一帆風(fēng)順的，但有益的學(xué)術(shù)論爭可以促進科學(xué)的發(fā)展．

安培的分子電流假說在當時物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識甚少的情況下無法證實，它帶有相當大的臆測成分；在今天已經(jīng)了解到物質(zhì)由分子組成，而分子由原子組成，原子中有繞核運動的電子，從現(xiàn)代的觀點來看，“分子電流”是由原子內(nèi)各電子繞原子核的軌道運動、各電子的自旋運動以及原子核的自旋運動構(gòu)成的。由此安培的分子電流假說有了實在的內(nèi)容，已成為認識物質(zhì)磁性的重要依據(jù)。

縱觀物理學(xué)史書籍和有關(guān)論文，對“分子電流”思想和形成過程，雖然或多或少有所論述，但尚缺乏一條明晰的線索．筆者認為，安培“分子電流”思想的形成經(jīng)歷了三次認識飛躍，盡管每次相距時間都不長，但可謂一步一個臺階，或曰“三部曲”．

和其他科學(xué)家相比，安培具有一個顯著特點，那就是在科學(xué)上極其敏感，最能接受他人的成果．這一可貴的素質(zhì)決定了是安培而不是別人提出“分子電流假說”．

1820年9月初，法國物理學(xué)家阿拉果（Framcois4rago，1786～1853）從瑞士帶回了丹麥物理學(xué)家奧斯特（Hans Christian Oersted，1777～1851）發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的消息，立即在法國科學(xué)界引起了巨大的反響．安培對此作出了異乎尋常的反應(yīng)，他于第二天就重復(fù)了奧斯特電流對磁針作用的實驗．在實驗過程中，安培逐步認識到，磁并不是與電分開的孤立現(xiàn)象，而是電的許多特性的一個方面，他試圖從電的角度為已發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象作出解釋．在一周以后即9月18日他向法國科學(xué)院提交了第一篇論文，報告了他重復(fù)奧斯特實驗的結(jié)果，邁出了他形成分子電流思想的第一步，提出：圓形電流有起到磁鐵作用的可能性．

接著，安培創(chuàng)造性地發(fā)展了實驗的內(nèi)容，研究電流與電流之間的相互作用，這比奧斯特的實驗又大大前進了一步9月25日他向法國科學(xué)院提交了第二篇論文，闡述了他用實驗證明了兩個平行直導(dǎo)線，當電流方向相同時相互吸引，當電流方向相反對相互排斥的報告．以后他又用各種曲線形狀的載流導(dǎo)線，研究它們之間的相互作用，并于10月9日提交了第三篇論文，邁出了形成分子電流思想的第二步，提出：磁體中存在一種繞磁軸旋轉(zhuǎn)的宏觀電流．

安培在他的論文中說：“來考慮一個電流和一個磁體的相互作用，及兩個磁體的相互作用，我們將會發(fā)現(xiàn)，這兩種情況將受同樣的定律支配．只要設(shè)在磁體表面上從一極到另一極畫出的直線上的一點都建立了一種在垂直于磁軸的平面內(nèi)（旋轉(zhuǎn)）的電流．經(jīng)過對所有事實的思考，我們簡直不能再懷疑這種圍繞磁軸的電流的存在．”

“這樣，不期而遇的結(jié)果產(chǎn)生了，即磁現(xiàn)象唯一地由電來決定，而且一個磁體的兩個極除了它們相對于構(gòu)成這個磁體的電流外，沒有任何差別，磁南極在這些電流的右邊，而磁北極在它們的左邊”．

安培是個分子論者，他對他的磁體中存在宏觀電流的假設(shè)是根據(jù)伏打（Alessandro Volta，1745～1827）電堆的原理簡單地解釋的．他認為伏打電池之所以能產(chǎn)生電流，是因為不同金屬接觸的結(jié)果．類似地，磁體中的鐵分子的接觸也會產(chǎn)生電流．即把磁體看作是一連串的伏打電堆，它們的電流都環(huán)繞磁體的軸作同心圓運動．

菲涅耳（Angustin Jean Fresnel，1788～1827）是安培的好朋友，他了解了安培的論文以后，指出安培的這個假設(shè)不能成立，即磁體不可能存在安培所設(shè)想的宏觀電流，否則，由于宏觀電流的存在將使磁體生熱，但實際上磁體不可能自行地比周圍的環(huán)境更熱一些．菲涅耳在給安培的一封信中建議，為什么不把假定的宏觀電流改為環(huán)繞著每一個分子的呢？這樣，如果這些分子可以排成行，這些微觀的電流將會合成所需要的同心電流．

收到了菲涅耳的信后，安培立即放棄了原來的假定而采取了菲涅耳的建議，于1821年1月前后，邁出了分子電流思想的第三步：提出了著名的“分子電流假說”，從而在經(jīng)典物理的范疇內(nèi)深刻地反映了物體磁性的本質(zhì)．

安培對他的“分子電流假說”的解釋是，物體內(nèi)部每個分子中的以太和兩種電流質(zhì)的分解，會產(chǎn)生環(huán)繞分子的圓電流，形成一個個小磁體；當它們在外磁場的作用下呈規(guī)則排列時，就使物體呈現(xiàn)了宏觀磁性．

由此可見，“分子電流”思想的形成經(jīng)歷了“可能性”、“宏觀電流”和“分子電流”三個階段，這符合人們由淺入深、由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認知過程．“分子電流假說”由安培提出，也是和他所特有的科學(xué)素質(zhì)分不開的．回顧安培所生活的年代，特別是在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)以后，許多科學(xué)家都在從事電與磁的聯(lián)系方面的研究，如：英國的法拉第（MichaelFaraday，1791～1867）法國的畢奧（Jean BaptisteBiot，1774～1862）和德國的塞貝克（Thomas JohannSeebeck，1770～1831）等等．他們都絕非等閑之輩，倘若安培不是及時地重復(fù)和發(fā)展奧斯特的實驗，倘若安培不是立即接受菲涅耳的建議，即倘若安培不具備在科學(xué)上極其敏感，最能接受他人成果的獨特素質(zhì)，也許“分子電流假說”的提出者就要易人了．