丹麥物理學家奧斯特經(jīng)過長期的實驗研究,于1820年4月首次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應。奧斯特的發(fā)現(xiàn),揭示了電與磁的聯(lián)系,使人類對電與磁現(xiàn)象的研究進入了一個嶄新的發(fā)展時期。在對電與磁的聯(lián)系的進一步探索中,逆向思考有著關(guān)鍵性的主導作用。
首先,對奧斯特的發(fā)現(xiàn)的結(jié)論進行逆向思考。奧斯特的發(fā)現(xiàn)說明了電流可以產(chǎn)生磁場,不少科學家對其進行了逆向思考:既然電流能產(chǎn)生磁,那么磁能不能產(chǎn)生電流呢?英國物理學家法拉第,經(jīng)過長達10年的探索,在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,實現(xiàn)了“磁生電”的愿望。
其次,對奧斯特的發(fā)現(xiàn)中的能量轉(zhuǎn)化進行逆向思考。奧斯特的發(fā)現(xiàn)告訴我們,把小磁針放在桌上,將導線平行架在小磁針的上方,當導線中有電流通過時,指針就會轉(zhuǎn)到一個新的位置。從能的角度分析,說明這時是導線中的電能轉(zhuǎn)化為了小磁針的動能,從而使小磁針運動起來。既然電能可以轉(zhuǎn)化為動能,那么,反過來思考,動能也可以轉(zhuǎn)化為電能。法拉第在探索“磁生電”時,曾經(jīng)直接將導線和磁體靜止的放在一起,希望能產(chǎn)生電流,結(jié)果失敗了。失敗的原因就是沒有先獲得動能。如果當時法拉第能站在能的角度進一步進行逆向思考,也許不用10年他就能發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象了。最終法拉第發(fā)現(xiàn)了“磁生電”,正是使導體運動起來,實現(xiàn)了動能轉(zhuǎn)化為電能的結(jié)果。
再次,對奧斯特的發(fā)現(xiàn)中的力現(xiàn)象進行逆向思考。奧斯特的發(fā)現(xiàn)中的現(xiàn)象是通電導線附近的小磁針轉(zhuǎn)動了,說明小磁針受到了通電導線對它的力的作用。通電導線能對小磁針產(chǎn)生力的作用,那么小磁針也可以對通電導線產(chǎn)生力的作用。奧斯特的實驗中為什么小磁針會轉(zhuǎn),而看不到導線動呢?是因為小磁針可以自由轉(zhuǎn)動,而且小磁針很小?,F(xiàn)在要使導線動起來,那么就應該讓通電導線能自由的運動,而讓小磁針換成不易運動的大磁體。在后來的科學探索中確實實現(xiàn)了通電導體在磁場中運動,而且由此發(fā)明了電動機,實現(xiàn)了電能向機械能的大規(guī)模的轉(zhuǎn)化利用。