— Однако при чем здесь пловец? — спросил удивленный Араго, подозревая проявление какой-то новой странности.
— Человек, плывущий по направлению тока, с лицом, обращенным к магнитной стрелке, всегда увидит отклонение северного полюса магнитной стрелки под действием этого тока влево. Вот вам, Доминик, мое «правило пловца». Я это изобразил здесь, на песке дорожки. Видите? Вот направление тока — допустим, от ног к голове пловца; а вот магнитная стрелка: ее ось параллельна направлению тока или направлению движения пловца. При таком расположении северный конец стрелки всегда будет отклоняться влево.
— А если изменится направление тока на обратное?
— Тогда вы должны плыть в новом, обратном, направлении, и та же стрелка повернет свой северный полюс опять же влево.
Смотря на чертеж, Араго молча обдумывал высказанную Ампером идею.
— Как вы думаете, Доминик, — спросил Ампер, — если взять два провода и пустить по ним ток, должно ли проявиться между ними какое-нибудь взаимодействие?
— Мне кажется, Андре, что это произойдет обязательно: ведь два проводника с током обладают магнитными свойствами.
— Жму вашу руку, Доминик. Правильно! А теперь позвольте нарисовать два одинаково направленных тока и спросить вас, как именно проявится их взаимодействие: эти провода с током взаимно притянутся или оттолкнутся?
— Провода оттолкнутся! Два одинаково направленные тока — два одноименных тока. Одноименные заряды и одноименные магниты отталкиваются.
— Но вы, Доминик, забыли, что здесь у вас два тока — два движущихся электричества. Вы ошиблись: на самом деле провода должны притянуться! Нетрудно убедиться и в том, что провода с разно направленными токами должны оттолкнуться. Сначала я ставил опыты с прямыми проводами, по которым пропускал ток в разных направлениях. Потом я исследовал магнитные свойства провода, свернутого в круг. При этом мне пришло в голову, что можно значительно усилить магнетизм провода, если последовательно связать несколько круговых токов. И вот я свернул провод в виде винтообразной спирали. Получился трубообразный провод, который я называю соленоидом (по-гречески «соленоид» — трубообразный). Магнитное действие соленоида, по которому я пропускал ток, было более значительным, чем действие одного его кольца. Я сразу уже обнаружил с каждой стороны соленоида магнетизм определенной полярности. Это легко было установить приближением к концам соленоида магнитной стрелки. Один конец соленоида притягивал северный конец магнитной стрелки, что означало, что этот конец соленоида проявляет южный магнетизм; другой конец соленоида притягивал южный конец магнитной стрелки, а это означает, что сам соленоид в этом конце действует как северный полюс магнита. В дальнейшем я убедился, что южный полюс соленоида всегда образуется на том его конце, глядя на который мы видим направление тока совпадающим с направлением вращения часовой стрелки, а северный полюс соответствует направлению тока против часовой стрелки. Размышления над соленоидом и его свойствами привели меня к одному очень важному предположению. Можете считать это моей гипотезой, Доминик, но я уверен, что опыты с соленоидом вскрывают истинную природу магнетизма!
Я твердо уверен в том, что каждый магнит, как бы он ни был мал, является собранием естественных соленоидов. В каждой отдельной молекуле магнитного тела, по-видимому, есть круговой ток. Можно поэтому сказать, что магнетизм какого-либо тела есть результат общего действия всех гальванических токов в каждой частице вещества. Вот какова природа магнетизма всего данного тела! Отсюда общий вывод: токи создают магнитные свойства тел.
Ампер начертил на земле прямоугольник, изображавший конец стержневого магнита, и внутри него много маленьких кружков. Они обозначали молекулы тел. Внутри каждого кружка он нарисовал стрелку по движению стрелки часов — это изображало направление движения тока в молекуле. А вокруг всего прямоугольника — в том же направлении — четыре прямые стрелки, параллельные граням.
— Вот моя схема, Доминик. В этом сущность магнетизма! Согласитесь с тем, что неверно и даже просто чудовищно представлять себе земной магнетизм, как результат действия какого-то зарытого в недрах земли огромного постоянного магнита. Гораздо правильнее представить себе, что вокруг земли, как и в соленоиде, протекают токи. Эти токи создают земной магнетизм, воздействующий известным образом на наши магнитные стрелки. Такова природа земного магнетизма!