Tryk på “Enter” for at springe til indhold
-

H.C. Ørsted og den tyske forbindelse

Hans Christian Ørsted. Image from J. P. Trap: berømte danske mænd og kvinder, 1868

I 2020 er det 200 år siden den danske videnskabsmand H.C. Ørsted som den første i verden påviste sammenhængen mellem elektricitet og magnetisme. Ørsted lod en elektrisk strøm løbe gennem en platintråd hen over et kompas under en forelæsning. Strømmen fik magnetnålen i kompasset til at bevæge sig en lille smule, og dermed var elektromagnetismen opdaget. Ørsteds opdagelse var en naturvidenskabelig verdensbegivenhed, og elektromagnetismen blev hurtigt genstand for en omfattende forskning, som førte til mange nye opdagelser og teorier og en helt ny gren af fysikken baseret på Maxwells ligninger, som omtales i en artikel i denne udgave af MatOnline. Opdagelsen muliggjorde udviklingen af det moderne samfund, men også i dag spiller elektromagnetismen en central rolle i vores dagligdag, hvor den er overalt omkring os. Ørsted var både professor, sprogmand og filosof og bidrog betydeligt til det danske sprogs udvikling og har skabt over 2000 ord, hvoraf mange stadig kendes, fx billedkunst, almendannelse, hvalfisk, ilt, brint, varmefylde, ildsjæl, faldskærm og billedkunst. Ørsted deltog også i den kunstneriske og litterære debat, og blev en nær ven til både H.C. Andersen og Adam Oehlenschläger. Sidstnævnte har skrevet teksten til Danmarks nationalsang ”Der er et yndigt land”.

Ørsted havde om en af tidens største naturvidenskabsmænd mange internationale kontakter, og gennem hele sit videnskabelige virke havde han tætte kontakter til det tyske videnskabelige miljø. Filosofisk var Ørsted i sine unge år inspireret af tyske filosoffer. Da Ørsted i 1979 blev doktor i filosofi var det på en afhandling om den tyske filosof Emmanuel Kants (1724-1804) naturmetafysik. Heri forsvarede Ørsted Kants dynamiske teori for stof, dvs. at han afviste eksistensen af atomer og hævdede, at stof alene udgøres af to grundkræfter, en frastødende og en tiltrækkende. Kant levede hele sit liv i Köningsberg, det nuværende Kaliningrad, og er berømt for det “kategoriske imperativ”, der er et forsøg på at opstille en almengyldig etisk regel på baggrund af fornuften. Under et ophold i Jena i Tyskland sluttede Ørsted et nært venskab med den jævnaldrende, fantasifulde naturforsker Johann Wilhelm Ritter (1776-1810), der var berømt for sine eksperimenter med den elektriske strøms kemiske virkninger. Ritters person og originale videnskabelige idéer gjorde et uudsletteligt indtryk på Ørsted, og han omtalte senere flere af Ritters undersøgelser.

H. C. Ørsteds rejsebreve, udgivet af Karen Jelved og Andrew D. Jackson, Scientia Danica. Series H, Humanistica (2011) 8 vol. 2, Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab

Ørsted rejste ofte for at møde andre videnskabsfolk, og det blev til i otte udlandsrejser fra 1801 til 1846, og her skal vi huske, var noget mere omstændigt dengang end i dag. Rejserne blev dokumenteret af Ørsted i breve til familie, først og fremmest ægtefælden Birgitte, og venner hjemme i Danmark, ofte i form af en rejsedagbog. På sine rejser mødte Ørsted nogle af tidens førende videnskabsfolk. Således mødte Ørsted fire ganske på rejser til Tyskland to af de helt store videnskabspersoner i 1800-tallet, Carl Friedrich Gauss (1777-1855) og Alexander von Humboldt (1769-1859). Ørsted mødte de to tyske videnskabsfolk første gang i 1827 i Altona hos den tyske astronom Heinrich Christian Schumacher, der yndede at samle Tysklands dygtigste forskere i sit observatorium. Ørsted skriver til sin hustru, at han spiser middag hos Schumacher sammen med Humboldt, og de besøger sammen det astronomiske observatorium. Ørsted tilbringer meget tid sammen med Gauss, og af Ørsteds brev fremgår det, at den store matematiker er meget efter Ørsteds sind i omgang. Det er dog velkendt, at Ørsted ikke beherskede matematikken til fuldkommenhed og foretrak et eksperimentelt anskueligt bevis for en fysisk teori frem for et matematisk fremført bevis.

Gauss finder summen af de første 100 heltal. Illustration af Eline-Rebecca Michelsen Steffensen

Gauss betragtes som en af de største matematikere nogensinde. Han blev kaldt matematikkens fyrste og gav bl.a. en systematisk fremstilling af talteori. Det fortælles om Gauss, at han allerede som 3-årig var i stand til at opdage fejl i faderens regnskab. Da Gauss var otte år gammel bad hans matematiklærer ham og hans klassekammerater om på deres små tavler at udregne summen af de hele tal fra 1 til 100. Når en elev havde løst opgaven, skulle han lægge sin tavle på katederet. Straks efter at læreren havde stillet opgaven, lagde Carl sin tavle med sit facit på katederet. De andre drenge regnede på livet løs, og langt om længe blev den sidste tavle anbragt i en stabel med Carls tavle nederst. Læreren begyndte at gennemgå de enkelte tavler, idet han sagde: ”Forkert, forkert, forkert ….” indtil han kom til Carls tavle, hvor der blot stod det ene tal: 5050, som var det rigtige facit! Büttner mumlede irriteret: ”Åh tak, min ven! Du kendte nok opgaven og resultatet på forhånd…”. ”Nej hr. Büttner”, svarede Carl, ”jeg regnede det bare ud i hovedet ved at sige 50 gange 100 plus 50, og det er lig med 5050”. Carl havde indset, at man kunne sammenlægge de hundrede tal sådan: (0+100) + (1+99) + (2+98) + (3+97) + (4+96) + ……(49+51) + 50 = (50 gange 100) + 50 = 5050, idet summen i hver af de 50 parenteser er lig med 100. En hurtigere version af Carls løsning er: 50 *101 = 5050, idet han delte tallet 50 op i 50 ettaller, der så blev lagt til i hver af de 50 parenteser. Dette kan også formuleres som det halve af hundrede ganget med hundrede plus en. Nu har vi faktisk en generel formel for at lægge alle hele tal fra 1 til et vilkårligt helt og lige tal sammen. Kalder vi det vilkårlige lige hele tal for n, så udregnes summen ved, at det halve af n ganges med n+1. Skal vi fx lægge alle de hele tal fra 1 til 502 sammen, så gør vi det ved at gange 251 med 503, hvilket giver og er noget hurtigere end at lægge de 502 tal sammen. Prøv selv efter!

Humboldt sendte heste ud i sø med elektriske ål. Illustration af Eline-Rebecca Michelsen Steffensen

Humboldt var en tysk naturvidenskabsmand og opdagelsesrejsende, som i kraft af sin omhyggelige arbejdsmetode grundlagde geografien som empirisk videnskab, især den fysiske geografi og biogeografien, samt geofysikken. Humboldt tog flere gange på lange forskningsrejser. Hans rastløse liv var fyldt med eventyr og opdagelsesekspeditioner, uanset om han besteg Andesbjergene, besejlede Orinoco-floden eller trodsede Sibiriens kulde. Den længste rejse gik tik Sydamerika fra 1799 til 1804, hvor han rejste sammen med botanikeren Aimé Bonpland. Under et ophold på øen Llanos fortalte lokalbefolkningen Humboldt, at der i flere små bugter på øen vrimlede med elektriske ål. Humboldt kunne næsten ikke fatte sit held. Siden han havde eksperimenteret med dyreelektricitet i Tyskland, havde han ønsket at undersøge den særlige fisk, der kun give elektriske stød på op til 600 Volt. Udfordringen var at fange de elektriske ål, der levede på havbunden og var så ladede, at berøring ville medføre døden. Humboldt fik fat i 30 vilde heste, der blevet drevet ud i vandet. Hestenes hove hvirvlede havbunden op, og ålene kom op til overfladen, hvor de gav hestene nogle gevaldige elektriske stød. Hestene brølede og trampede hinanden ned eller druknede samtidig med at ålenes elektriske spænding aftog, så Humboldt kunne samle dem op og lægge dem i trækasser. Humboldt og hans hjælper Bonpland havde imidlertid ikke ventet længe nok, så de fik elektriske stød.  Alligevel gennemførte Humboldt i fire timer en række farlige forsøg som at holde ålen med begge hænder, røre ålen med den ene hånd og et stykke metal med den anden, røre ålen med den ene hånd og røre Bonpland med den anden. Humboldts undersøgelse af elektriske ål var voldsom, og i den efterfølgende tid stillede mange forskere spørgsmål ved hans beretning. Specielt blev der stillet spørgsmål ved, om de elektriske ål virkelig kunne hoppe op af vandet og angribe deres bytte. Men Humboldt havde ret, elektriske ål hopper op af vandet og angriber potentielle angribere med strømstød, når de føler sig presset. Det viser ny forskning her mere end 200 år efter Humboldts undersøgelse. Den amerikanske professor i biologi og neurovidenskab Kenneth C. Catania fra Vanderbilt University i Nashville siger, at den nyeste forskning i elektriske ål minder ham om, at der altid er noget mere at lære om elektriske ål, selvom de er blevet undersøgt i 200 år. Den elektriske ål er langt mere sofistikeret, end vi kunne forestille os. Den kan generere hundreder af volt, men de har også udviklet sig til at bruge denne elektricitet meget effektivt. I denne video viser Cantania, hvordan en elektrisk ål hopper op af vandet: https://www.youtube.com/watch?v=XrJ7-3yruyQ

Sammen med Humboldt bliver Gauss portrætteret i den skønlitterære bog fra 2006 ”Opmålingen af verden” af den tyske forfatter David Kehlmann. Bogen giver en humoristisk og forrygende beskrivelse af de to store naturvidenskabelige geniers liv, skæbne og opdagelser. Humboldt og Gauss beskrives som to meget forskellige personligheder, der på hver sin måde gjorde verden større. Kehlman beskriver Gauss’ som en tilbagetrukken person med en intellektuel arrogance, der præger hans dialog med forskningskollegaerne. Humboldt er Gauss’ modpol, han er en sand opdagelsesrejsende, der rejser verden rundt, hvor han bestiger de højeste bjerge og sejler på utilgængelige floder for at indsamle planter, dyr, knogler og sten. Overalt er han til stede med sine instrumenter for at opmåle og kortlægge verden. Her er det interessant at kaste et blik i Ørsteds rejsebreve, hvor han bl.a. beretter om sine møder med Humboldt og Gauss. Ørsted skriver at, Humboldt kun vil interesseret i at fortælle om sine egne opdagelser og er fuldstændig uinteresseret i Ørsteds opdagelse af elektromagnetismen. Gauss er tilgængelig ifølge Ørsted en meget venlig og imødekommende person, der opmærksomt og interesseret spørger ind til Ørsteds opdagelse af elektromagnetismen. Kehlmanns bog blev i øvrigt filmatiseret i 2012, og den officielle trailer for filmen kan ses her  https://www.youtube.com/watch?v=His5Xl9pgwE

 

Du kan læse mere om Ørsted, Gauss og Humboldt i denne bog for børn:  https://www.sdu.dk/-/media/files/om_sdu/centre/c_lsul/skriftserie/hc+oersted+i+boernehoejde_web.pdf

Start debatten med en kommentar

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *