校園赤子: 歐姆

 

提到歐姆，相信大家都並不陌生，“歐姆”是電阻的單位，“歐姆定律”是每一本物理課本都會提到的。但是，有誰知道歐姆這個人呢?　他一生受過多少的委屈和冷落？有誰知道這層層打擊他的阻力，反而化成他生命中可愛燦爛的光華?

　　在德國的西南方，有一個小小的城，名叫埃爾蘭根(Erlangen)。藍色的多瑙河就彎彎流過小城東北方，阿爾卑斯山的雪白巒峰就在小城南方的地平線上，潮濕的山風滋潤著山坡下一大片翠綠的森林、草原。

玩具的故鄉

　　領羊的牧笛不時地回響在綠毯如茵的埃爾蘭根。十七世紀末葉，受法國宗教迫害的影響，有些基督徒，離開自己的家園，逃到這一塊與世無爭的小草原上，建立了一個與德國完全不同文化和風貌的小城，所以這城又被稱為“基督徒的埃爾蘭根”(Christian Erlangen)。

　 這些受過苦的異鄉人，為了謀生，發展出一種特殊的手藝，就是為孩童製造各種有趣的玩具，而且以精巧著名。如今埃爾蘭根仍是德國玩具業的重鎮，每次的國際玩具大展，都是在這裏舉行。真沒有想到世界玩具的城堡王國，是源自這一些受苦的居民。

　　為了製造自動化玩具，就在玩具裏裝置了鏈條、轉輪與鎖套，使玩具可以活動，當時埃爾蘭根最有名的一家機械鎖套、鏈條製造商，就是歐姆的父親。

電學成熱門科係

　　歐姆(Georg Simon Ohm)生於一七八九年三月十六日，在德國的玩具之城埃爾蘭根，他的父親、祖父、曾祖父都是從事金屬製造的行業，尤其擅長造鎖。從歐姆的日記裏可以知道，以前要產生一個鎖匠是很不容易的，十四歲時就要出去當學徒，學了十年才能出師，然後再出去旅行十年，才能回來開店，旅行的期間靠著手藝可以去應付各種造鎖的需要。

　　打造好鎖是一種精密的手藝，差一點的鎖就隻能鎖住自己。歐姆後來以造鎖的精神來研究電學，他寫道：“我是把一生奉獻給精密的人，而且我相信科學上最準確的測量就是在電學。”

如今學生們都知道，與“電學”有關的科係，如電機工程係、電子工程係、資訊工程係都是在高考科係排名裏的前幾名，就業市場也非常好。全世界很多念理工科的學生，都往“電學”的領域擠，卻很少人知道那真正的關鍵是歐姆講的這一句話：“科學上最準確的測量就是在電學。”

　　歐姆從小就向父親學習，除了學習造鎖之外，也學習數學、物理。歐姆的父親利用在外麵巡回修鎖的時間，自修了這兩門科目。

　　歐姆十歲時，母親病逝，這給歐姆一家帶來最沉重的打擊。父親在家裏教歐姆數學、物理，不僅傳授知識，也排解憂鬱。

　　歐姆的父親擔心自己所學有限，還邀請埃爾蘭根大學的數學係教授蘭格多夫(Langedorff)博士來家裏開課。歐姆後來回憶道：“蘭格多夫博士認為學生不會自然對數學產生興趣，對數學的興趣是需要老師殷勤的栽培才會產生。而最好的栽培是老師對學生付出的注意力，因為這會影響學生的求學胃口。數學不是談情說愛的對象，一下就會使人蹦出愛的火花，但是數學是可以結婚的終生對象，起初沒有什麽味道，但是越耕耘就會越有收獲。”

　　父親沒想到這樣的教育會使歐姆成為世界著名的物理學家，而歐姆的弟弟馬丁(Martin Ohm)日後成為柏林大學首席數學教授，繼續把造鎖技術傳下去的是歐姆的妹妹伊利沙白(Elizabeth Barbara Ohm)。

山中奇才

　　一八O五年，歐姆進入埃爾蘭根大學攻讀數學與物理。一八O六年德國與法國交惡。這對埃爾蘭根的居民無疑是晴天霹靂！德國人敵視他們，認為他們是法國人的間諜；法國人仇視他們，認為他們是賣國賊。埃爾蘭根的產品到處受抵製。

　 八千人不到的小城，一夕之間駐紮三萬多名的德軍，整個城市幾乎成為俘虜營，學校也幾乎解散，歐姆的父親生意完全停頓。歐姆自己本來要休學了，但是有一位書商瓦涉看他讀書的樣子，知道他將來一定會有不凡的成就，就推薦歐姆到瑞士的戈斯塔忒教會中學去當數學老師。這所中學的校長，吉韓德牧師後來寫信給瓦涉道：“起初，我看到這個十八歲的年輕人又矮又瘦、其貌不揚，心想這人怎能教書，但是不久我發現教書是這年輕人的癖好，而且非常勝任。”

　　同時間，歐姆卻寫道：“教書是一副沉重的軛。”他盡量用課餘時間自修大學課程。

最危險的家教班

　　三年以後歐姆忍不住對數學與物理的喜愛，竟然翻山越嶺偷偷進法國，帶著蘭格多夫教授的推薦信，向法國的一位數學教授請弈。這在當時是非常危險的事：法國已經與德國要打仗，一個德國學生爬過瑞士高山，潛入法國，隻是為了要念數學，有誰會相信呢？這位教授卻相信他，掩護他住在自己家中，教他數學與法語，一年後他學成，再偷越邊境回去。

　　回國後的歐姆，發現情況比他想像的更惡劣，找了兩年工作都落空，隻好在一所中學兼課。後來他窮到一個地步，看到德國陸軍在招兵，就跑去應征。不過德國陸軍拒絕他入伍，其後四年，他還是到處兼課。

　 埃爾蘭根大學因歐姆發表的數學研究，頒給他博士學位，這對他找工作似乎毫無幫助。一八一七年他出了一本幾何學的書，除了幾所圖書館購買以外，幾乎沒有銷路，但歐姆還是莊嚴地把這本書獻給影響他一生的父親。同年他終於找到第一份正式工作，在科隆大學擔任數學物理係教授。

他在這時開始研究電流，歐姆仔細測量，在一定電壓之下不同物質的電流大小。經過十年的實驗，他發現許多物質有一個特性：“一定的電壓範圍之內，電阻是定值。”這就是後來非常著名的“歐姆定律”(Ohm Law)。

“為什麽要研究電流與電阻?”原因是“期望由一個物質的電導特性，接近它永恒的結構。”定律發表出去卻石沉大海，沒有一點回音。

　　直到十七年以後，科學界才發現他的偉大，送給他一個金質獎章。這項遲來的榮譽，使他有權利選擇在任何一所著名的大學任教。當時歐姆已經六十歲了，他的選擇是回到埃爾蘭根大學，把一生最後的精華，奉獻給家鄉的學子。

沒有桌子的教室

　　歐姆上課的口頭禪是：“你們到底懂不懂我的問題?”他從來不問“你們到底知不知道答案？歐姆認為問題比答案更重要，他常在課堂上花很多時間去解釋他的問題，而不是答案，他認為問對問題，已經接近答案了。歐姆說：“一個問題要解釋到非常清楚，像水晶一樣的透明不含糊。”

　　歐姆上課的教室裏，沒有桌子，隻有椅子。他堅持要學生把筆記本放在膝蓋上，這樣就不會整課堂猛抄筆記，而是隨著歐姆慢慢寫在黑板上的字一邊抄一邊想。歐姆上課講的話不多，想一陣講一陣，講得也很慢，但很有內容，這樣學生可以一邊寫，一邊想。

　　歐姆非常強調數學，他說道：“數學是解開大自然奧秘的一把鑰匙。”他也強調物理實驗，他說：“實驗就是見證。”他的實驗課，要求學生在還沒有實驗前，先聽他講解半小時再動手做，而非貿然下手。

　　歐姆的教學影響了很多學生。有一位學生畢業多年後寫道：“歐姆老師的個性與氣質，深深影響我的心靈。”另一位學生寫道：“老師年輕時雖然遭遇很多困難，但是他的生命活潑，使他到年老，依然認真與幽默。”歐姆一生都在路德會教堂聚會，他的同事說：“歐姆是把大學當作他的修道院，默默地以教育當作向上帝遵守的誓約，他的心靈就像馬丁路德一樣。”

單純的教書生涯

　　除了歐姆定律以外，歐姆還有一些重要的發現，例如他提出“音樂是來自空氣中粒子的震動，並以人耳朵中的一個薄膜起共振”，這句話使得不懂音樂的歐姆被稱為“電學界的貝多芬”。他發明電阻器，使電路在一定的電壓下，用不同的電阻器，就可以控製電流的大小。

　　歐姆一生都沒有結婚，生活非常簡單，一年四季老穿一件深藍色的大衣。書教累了，就拿出大衣口袋裏的鼻煙盒，提神一下又繼續教。一八五四年七月六日上午十點，歐姆覺得身體不太舒服，卻還是抱著病站上講台。他死在他最喜愛的地方——講台上。