文／怪醫鳥博士　

「電學」這門學科在經過18世紀時的蓬勃發展，到了19世紀時，人們終於有可以源源不絕的電流供應──電池。

利用電池電力，可以做很多的事。電化學達人戴維（Humphry Davy），甚至發明了電燈！（愛迪生的豐功偉績，其實是把電燈「普及」實用化。）

那麼電在導線內是怎麼被驅動？什麼因素決定了電流強弱？這成了當時科學界想探討的主題。

膨脹程度 難以測電



安培（Andre Ampere）首先提出「分子電流」的概念，雖說這觀念太先進了，一開始並沒有被接受，但是安培以數學家身分切入物理，並獲得巨大成功，激勵了一位德國人歐姆（Georg Ohm）投入電學研究。

這歐姆出身鎖匠之家，當時的鎖匠都是家族傳承，照理他應該也會去當鎖匠，但他和他弟弟很早就顯露出數學天分，教育改變了命運，後來他和弟弟都成為了數學家。

歐姆決定靠電學讓自己揚名立萬，他根據傅立葉（Charles Fourier）對熱傳導的結論，假設電流也是正比於導線兩端的某種「驅動力」（電位差）。為了證明這一點，必須先能測量電流大小，才能跟電位差做比較。但是電流大小要怎麼測量呢？

科學的有趣之處，就在於從「已知」探索「未知」。歐姆先想到熱脹冷縮，當時的知識已曉得，電流通過導體會發熱，所以他想或許可以用膨脹程度來測電流大小。

實驗結果呢？誤差太大，完全不實用！

改良扭秤 發現定律



正所謂山不轉不轉，兩個利器幫助他想到了好方法：「扭秤」和「電生磁」效應。本來也有人利用電生磁效應設計出電流計，但誤差太大。歐姆這次做了改良、加上扭秤，精準度大大提高，電流搖身一變，成為可以測量的「東西」了。

他後續又發明了利用液體的「溫度差」，來測量電位的工具。這樣他就可以測量電位差、電流跟導線的關係。在6年的時間裡，他測試了9種不同金屬，證明金屬是有電阻的，導線愈長電阻愈大，導線截面積愈大電阻愈小，並且還發現了歐姆定律：「電流與電壓成正比，電流與電阻成反比。」

唯心哲學 鄙視科學



這麼厲害的發現，有沒有讓歐姆聲名大噪？並沒有，因為他是德國人。當時的德國盛行黑格爾（Georg Hegel）的「唯心論」哲學，知識分子們崇尚哲學、鄙視實驗驗證的科學。歐姆提出論文之後，甚至被大學減薪一半作為懲處。

時不我予的歐姆，一直默默無聞，連申請教授職都四處碰壁。還好英國人識貨，科學偉人法拉第（Michael Faraday）在計算電阻後，赫然發現16年前歐姆早就研究過了。品格高尚的法拉第向英國皇家學會大力舉薦歐姆，並頒給他最高榮譽。德國科學界也驚覺自己的錯誤，還給歐姆一個公道，歐姆最後終於當上了大學的物理學教授，電阻單位「歐姆」便是為了紀念這位數學家的卓越貢獻。