校园赤子: 欧姆

 

提到欧姆，相信大家都并不陌生，“欧姆”是电阻的单位，“欧姆定律”是每一本物理课本都会提到的。但是，有谁知道欧姆这个人呢?　他一生受过多少的委屈和冷落？有谁知道这层层打击他的阻力，反而化成他生命中可爱灿烂的光华?

　　在德国的西南方，有一个小小的城，名叫埃尔兰根(Erlangen)。蓝色的多瑙河就弯弯流过小城东北方，阿尔卑斯山的雪白峦峰就在小城南方的地平线上，潮湿的山风滋润着山坡下一大片翠绿的森林、草原。

玩具的故乡

　　领羊的牧笛不时地回响在绿毯如茵的埃尔兰根。十七世纪末叶，受法国宗教迫害的影响，有些基督徒，离开自己的家园，逃到这一块与世无争的小草原上，建立了一个与德国完全不同文化和风貌的小城，所以这城又被称为“基督徒的埃尔兰根”(Christian Erlangen)。

　 这些受过苦的异乡人，为了谋生，发展出一种特殊的手艺，就是为孩童制造各种有趣的玩具，而且以精巧著名。如今埃尔兰根仍是德国玩具业的重镇，每次的国际玩具大展，都是在这里举行。真没有想到世界玩具的城堡王国，是源自这一些受苦的居民。

　　为了制造自动化玩具，就在玩具里装置了链条、转轮与锁套，使玩具可以活动，当时埃尔兰根最有名的一家机械锁套、链条制造商，就是欧姆的父亲。

电学成热门科系

　　欧姆(Georg Simon Ohm)生于一七八九年三月十六日，在德国的玩具之城埃尔兰根，他的父亲、祖父、曾祖父都是从事金属制造的行业，尤其擅长造锁。从欧姆的日记里可以知道，以前要产生一个锁匠是很不容易的，十四岁时就要出去当学徒，学了十年才能出师，然后再出去旅行十年，才能回来开店，旅行的期间靠着手艺可以去应付各种造锁的需要。

　　打造好锁是一种精密的手艺，差一点的锁就只能锁住自己。欧姆后来以造锁的精神来研究电学，他写道：“我是把一生奉献给精密的人，而且我相信科学上最准确的测量就是在电学。”

如今学生们都知道，与“电学”有关的科系，如电机工程系、电子工程系、资讯工程系都是在高考科系排名里的前几名，就业市场也非常好。全世界很多念理工科的学生，都往“电学”的领域挤，却很少人知道那真正的关键是欧姆讲的这一句话：“科学上最准确的测量就是在电学。”

　　欧姆从小就向父亲学习，除了学习造锁之外，也学习数学、物理。欧姆的父亲利用在外面巡回修锁的时间，自修了这两门科目。

　　欧姆十岁时，母亲病逝，这给欧姆一家带来最沉重的打击。父亲在家里教欧姆数学、物理，不仅传授知识，也排解忧郁。

　　欧姆的父亲担心自己所学有限，还邀请埃尔兰根大学的数学系教授兰格多夫(Langedorff)博士来家里开课。欧姆后来回忆道：“兰格多夫博士认为学生不会自然对数学产生兴趣，对数学的兴趣是需要老师殷勤的栽培才会产生。而最好的栽培是老师对学生付出的注意力，因为这会影响学生的求学胃口。数学不是谈情说爱的对象，一下就会使人蹦出爱的火花，但是数学是可以结婚的终生对象，起初没有什么味道，但是越耕耘就会越有收获。”

　　父亲没想到这样的教育会使欧姆成为世界着名的物理学家，而欧姆的弟弟马丁(Martin Ohm)日后成为柏林大学首席数学教授，继续把造锁技术传下去的是欧姆的妹妹伊利沙白(Elizabeth Barbara Ohm)。

山中奇才

　　一八O五年，欧姆进入埃尔兰根大学攻读数学与物理。一八O六年德国与法国交恶。这对埃尔兰根的居民无疑是晴天霹雳！德国人敌视他们，认为他们是法国人的间谍；法国人仇视他们，认为他们是卖国贼。埃尔兰根的产品到处受抵制。

　 八千人不到的小城，一夕之间驻扎三万多名的德军，整个城市几乎成为俘虏营，学校也几乎解散，欧姆的父亲生意完全停顿。欧姆自己本来要休学了，但是有一位书商瓦涉看他读书的样子，知道他将来一定会有不凡的成就，就推荐欧姆到瑞士的戈斯塔忒教会中学去当数学老师。这所中学的校长，吉韩德牧师后来写信给瓦涉道：“起初，我看到这个十八岁的年轻人又矮又瘦、其貌不扬，心想这人怎能教书，但是不久我发现教书是这年轻人的癖好，而且非常胜任。”

　　同时间，欧姆却写道：“教书是一副沉重的轭。”他尽量用课余时间自修大学课程。

最危险的家教班

　　三年以后欧姆忍不住对数学与物理的喜爱，竟然翻山越岭偷偷进法国，带着兰格多夫教授的推荐信，向法国的一位数学教授请弈。这在当时是非常危险的事：法国已经与德国要打仗，一个德国学生爬过瑞士高山，潜入法国，只是为了要念数学，有谁会相信呢？这位教授却相信他，掩护他住在自己家中，教他数学与法语，一年后他学成，再偷越边境回去。

　　回国后的欧姆，发现情况比他想像的更恶劣，找了两年工作都落空，只好在一所中学兼课。后来他穷到一个地步，看到德国陆军在招兵，就跑去应征。不过德国陆军拒绝他入伍，其后四年，他还是到处兼课。

　 埃尔兰根大学因欧姆发表的数学研究，颁给他博士学位，这对他找工作似乎毫无帮助。一八一七年他出了一本几何学的书，除了几所图书馆购买以外，几乎没有销路，但欧姆还是庄严地把这本书献给影响他一生的父亲。同年他终于找到第一份正式工作，在科隆大学担任数学物理系教授。

他在这时开始研究电流，欧姆仔细测量，在一定电压之下不同物质的电流大小。经过十年的实验，他发现许多物质有一个特性：“一定的电压范围之内，电阻是定值。”这就是后来非常着名的“欧姆定律”(Ohm Law)。

“为什么要研究电流与电阻?”原因是“期望由一个物质的电导特性，接近它永恒的结构。”定律发表出去却石沉大海，没有一点回音。

　　直到十七年以后，科学界才发现他的伟大，送给他一个金质奖章。这项迟来的荣誉，使他有权利选择在任何一所著名的大学任教。当时欧姆已经六十岁了，他的选择是回到埃尔兰根大学，把一生最后的精华，奉献给家乡的学子。

没有桌子的教室

　　欧姆上课的口头禅是：“你们到底懂不懂我的问题?”他从来不问“你们到底知不知道答案？欧姆认为问题比答案更重要，他常在课堂上花很多时间去解释他的问题，而不是答案，他认为问对问题，已经接近答案了。欧姆说：“一个问题要解释到非常清楚，像水晶一样的透明不含糊。”

　　欧姆上课的教室里，没有桌子，只有椅子。他坚持要学生把笔记本放在膝盖上，这样就不会整课堂猛抄笔记，而是随着欧姆慢慢写在黑板上的字一边抄一边想。欧姆上课讲的话不多，想一阵讲一阵，讲得也很慢，但很有内容，这样学生可以一边写，一边想。

　　欧姆非常强调数学，他说道：“数学是解开大自然奥秘的一把钥匙。”他也强调物理实验，他说：“实验就是见证。”他的实验课，要求学生在还没有实验前，先听他讲解半小时再动手做，而非贸然下手。

　　欧姆的教学影响了很多学生。有一位学生毕业多年后写道：“欧姆老师的个性与气质，深深影响我的心灵。”另一位学生写道：“老师年轻时虽然遭遇很多困难，但是他的生命活泼，使他到年老，依然认真与幽默。”欧姆一生都在路德会教堂聚会，他的同事说：“欧姆是把大学当作他的修道院，默默地以教育当作向上帝遵守的誓约，他的心灵就像马丁路德一样。”

单纯的教书生涯

　　除了欧姆定律以外，欧姆还有一些重要的发现，例如他提出“音乐是来自空气中粒子的震动，并以人耳朵中的一个薄膜起共振”，这句话使得不懂音乐的欧姆被称为“电学界的贝多芬”。他发明电阻器，使电路在一定的电压下，用不同的电阻器，就可以控制电流的大小。

　　欧姆一生都没有结婚，生活非常简单，一年四季老穿一件深蓝色的大衣。书教累了，就拿出大衣口袋里的鼻烟盒，提神一下又继续教。一八五四年七月六日上午十点，欧姆觉得身体不太舒服，却还是抱着病站上讲台。他死在他最喜爱的地方——讲台上。