Le physicien français André Marie Amp'e (1775-1836), avec son analyse originale et pénétrante des effets magnétiques des fils porteurs de courant, fut le fondateur de l'électrodynamique.
Né le 20 janvier 1775 à Lyon, André Marie Ampée est le deuxième enfant de Jean Jacques Ampée, homme d'affaires prospère, et de Jeanne Antoinette Desuti'es-Sarcey Ampée. Une fois que le garçon avait maîtrisé l'art de la lecture sous la direction de son père, il a montré un appétit vorace pour tout sous forme imprimée. Son amour principal était les mathématiques et la géométrie. Dans ces sujets, la bibliothèque de son père manqua bientôt de fournir des documents appropriés, son père l'emmena à la bibliothèque de Lyon, mais il trouva que certaines des meilleures œuvres de mathématiques, comme la plupart des traités de Leonhard Euler et Daniel Bernoulli, étaient en latin. Le jeune Ampère maîtrisait le latin en quelques semaines, car il avait non seulement un talent rare pour les langues, mais aussi un grand intérêt pour la possibilité d'une langue universelle.
Voyage intellectuel
Amp'e a épousé Julie Carron en 1799, et les responsabilités de la vie conjugale l'ont aidé à commencer un travail systématique en physique mathématique. Les années de son premier poste d'enseignant public à la Collée de Bourg ont vu la publication de son essai sur le calcul des probabilités. En conséquence, il a été appelé à Paris pour prendre le poste d'instructeur à la Polytechnique. Là, il a développé un intérêt passionnant pour la psychologie et la métaphysique, au point qu'il écrivait en 1805: «Je plonge plus que jamais dans la métaphysique … quelle admirable est la science de la psychologie … la seule chose qui m'intéresse encore»
La phrase est également indicative de l'impulsivité du voyage intellectuel d'Amp'e. Peu de temps après, son esprit brillant mais inquiet se tourna avidement vers l'étude de la chimie avec l'espoir d'élucider la constitution fondamentale de la matière, comme le montrent ses mémoires sur les théories moléculaires et atomiques. Mais il revenait à des questions de physique et de mathématiques. Au cours des 15 premières années qui ont suivi sa nomination à la Polytechnique, Amp'e a publié des mémoires sur des problèmes relatifs à la géométrie, au calcul, à la mécanique, à la théorie des gaz et à l'optique. En même temps, il
était aussi à l'œuvre sur un livre qu'il voulait publier sous le titre "Introduction à la philosophie."
L'admission d'Amp'e en 1814 à l'Académie des Sciences a suivi une augmentation constante dans le monde académique. En 1808, il devint inspecteur général de l'Université de Paris, en 1809 professeur de mathématiques analytiques et de mécanique à la Polytechnique. En tant qu'inspecteur général il devait voyager fréquemment, et il était devenu son habitude de nommer certaines de ses découvertes scientifiques après les endroits où ils se sont produits à lui. Ainsi, il avait sa Théorie d'Avignon, sa Démonstration de Grenoble, son Théorème de Montpellier et sa Proposition de Marseille.
Réalisations en électrodynamique
En 1820, lors d'une réunion hebdomadaire régulière de l'Académie des Sciences, Amp'e entendit un rapport surprenant: Hans Oersted, quelques mois plus tôt à Copenhague, avait découvert qu'un fil porteur de courant avait une influence sur une aiguille aimantée . Deux semaines plus tard, Amp'e commença sa série de six rapports hebdomadaires à l'académie, dont une grande partie fut publiée dans les Annales de chimie et de physique (1820) et est maintenant connu comme son premier mémoire sur l'électrodynamique. Il y a révélé sa découverte historique que dans l'expérience d'Oersted, l'aimant peut être remplacé par un autre fil porteur de courant. Amp'e a également établi que deux fils parallèles s'attirent lorsque la direction du courant est la même dans les deux et se repoussent lorsque les directions sont opposées.
A cette découverte expérimentale cruciale, Amp'e a ajouté une richesse de détails expérimentaux et théoriques, dont beaucoup ont prouvé leur valeur durable. Pour fournir des mesures indépendantes du champ magnétique terrestre, il conçut un nouvel instrument qu'il appela à juste titre «l'aiguille magnétique astatique». Il a montré qu'un fil porteur de courant enroulé sous forme d'hélice agit à tous égards comme un aimant à barre. Il a théorisé que le magnétisme terrestre est en partie dû à la circulation d'est en ouest du matériel électriquement chargé à l'intérieur de la terre. Il a également anticipé les découvertes de la physique du 20ème siècle en décrivant les aimants ordinaires comme un assemblage de circuits électriques fermés. Last but not least, il a fait la première suggestion sur l'utilisation de sa découverte comme un télégraphe.
Amp'e a lu son deuxième mémoire devant l'académie en 1822. Il y a donné sa formule maintenant célèbre pour la force agissant entre deux fils porteurs de courant: la force est proportionnelle au produit des courants dans les deux fils et à la longueur des fils, et inversement proportionnelle au carré de la distance entre les deux. Le mémoire était aussi un exemple classique de la clarification d'un problème physique à travers l'analyse approfondie des situations géométriques impliquées.
Énorme comme l'a été la réalisation d'Amp'e en électrodynamique, ce n'était clairement pas le «dernier mot» dans le domaine de la physique. Sa recherche d'une compréhension définitive de toutes les informations disponibles l'a conduit à l'ambitieux projet d'élaborer une coordination finale de toutes les sciences. La première partie de son Essai sur la philosophie des sciences, ou exposition analytique de la classification naturelle de toutes les connaissances humaines, fut publiée en 1834. La deuxième partie fut publiée à titre posthume en 1843 par le fils d'Amp'e, Jean Jacques, qui a acquis une réputation de critique littéraire et d'auteur.
Amp'e a vécu ses dernières années dans un état d'épuisement mental. En dehors de sa préoccupation pour la classification des sciences, il n'avait ni goût ni énergie pour quoi que ce soit. Beaucoup de ses livres sont restés ouverts et non coupés. Il ne se souciait même pas de fournir à l'éditeur le titre et la préface de son texte largement utilisé sur le calcul différentiel et intégral. Mais jusqu'à la fin, il a fidèlement assisté à ses devoirs officiels. En quittant Paris en mai 1836, lors d'une de ses visites d'inspection, il tomba malade et arriva à Marseille dans un état physique grave. Là, une crise soudaine de fièvre fut fatale le 10 juin 1836.
Lectures supplémentaires sur André Marie Ampée
Il y a plusieurs bonnes biographies d'Amp'e en français. En anglais, on trouve un récit instructif et savant de sa vie dans Rollo Appleyard, Pioneers of Electrical Communication (1930). M. Arago, «Eulogy on Amp'e», est disponible en traduction anglaise dans la Smithsonian Institution Rapport annuel pour l'année 1872 (1872). Philipp E. A. Lenard, Grands Hommes de Science: Une Histoire du Progrès Scientifique (traduit en 1933), et Harold I. Sharlin, Le Convergent Century (1967).