1820年、ハンス・クリスチャン・オルステッドは、電気と磁気の間に関係があることを示す重要な実験を行いました。 電線に電流を流すと、コンパスの針が電線と直角になるように回転するのです。
実験の背景
電線に電流を流すと発熱し、電線が光ることがあることはすでに知られていた。
科学者は、一見異なる現象でも、その根本的な原因を突き止め、「統一」しようとする
疑問。
質問：電流が加熱効果を持ち、光にもなることをどのように示せばよいのでしょうか。
電流の加熱効果
また、電気の一種である雷が船に落ちると、船のコンパスに影響が出ること、つまり極性が反転することも知られていた
Question
回答：このことは何を示唆しているのでしょうか。
科学者は日常生活から証拠を引き出し、実験を通して証拠を理解しようとします。
この関連性を実験室でどのように実証できたのでしょうか？
実験者は、もし電流がまっすぐなワイヤーに沿って流れたら、それが作り出す磁場は同じ方向になるだろうと想像しました。 そこで、コンパスの針を電線に直角に置き、電流によって針がたわみ、電線と平行になると考えたのです。 しかし、エルステッドが示したように、磁場は電線に対して直角に発生するため、何の効果もない。 つまり、先入観のために、それ以前の実験者はその効果を見ることができなかったのである。 (なお、利用可能な装置、たとえばボルタイックパイルは小さな電流しか流さないので、いずれにしても効果は非常に弱かっただろう)
実験。 コンパスを南北に向け、その上に東西に針金を置く。 1.5Vの電池に接続する。
先入観（既存の考え）があると、なかなか進歩しないものです。 電流が流れると、この「争い」が「熱」（今でいう赤外線）と「光」を生み、電線から放射される。
1つのアイデアが別のアイデアを導き、それを検証することができます
質問です。 エルステッドの考えを表すために磁力線をどのように描きますか。
回答
Question: 電線から放射状に広がっている。
回答：この考えが正しいとすると、コンパスの針はどのように振る舞うべきでしょうか。 針金に対して放射状に向くと思われます。 試してみると、磁石はこうはなりません。
エルステッドの実験
エルステッドは電気、「熱」、光の関係を公開デモンストレーションしていた。 彼はボルタの山を白金線につなぎ、それが熱くなって光ることを示した。
講義をしながら、電気と磁気の関連についての考えが彼の頭の中に再浮上してきた。 彼は手元にコンパスがあったので（他の実験のために）、その場で自分の考えを試してみることにした
実験である。 ただし、針金はコンパスの上に南北に寝かせて、コンパスの針と平行にする。 スイッチを入れると針は東西に回転する。
エルステッドの実験も参照。
エルステッドは電流を逆にした。 エルステッドは、他の科学者が同じようなとらえどころのない現象に気を取られていることに気づいており、彼が自分の発見にこれ以上時間を費やすのは3ヶ月後であった。
科学者は、しばしば機器の感度の限界に取り組んでいる。現象を確実に観察できるようになるには、技術を大幅に改良する必要があるかもしれない。
エルステッドは、電流を流すワイヤーの周囲の磁場が円形であること、つまり力線がワイヤーを中心とする円であることを示した。 また、針金とコンパスの間に物質を置いても効果がないことを示した。
回答：なぜでしょうか。 太い針金は抵抗が少ないので、電流が大きくなります。
1820年7月、彼は自分の結果をまとめた4ページの論文をラテン語で、いくつかの科学雑誌に送りました。
科学者は、雑誌に発表することによって、できるだけ早くその結果を共有することが求められます。 1820年当時、ラテン語は、国籍の異なる科学者が互いの研究を理解するための共通（シェア）言語でした。
アンペールはエルステッドの報告を読み、1週間のうちに観察を繰り返し、磁場が電流の強さとワイヤーからの距離にどう依存するかを説明する数学理論を構築していました。
科学的な結果は、原則として他の科学者が実験を繰り返し、同じ結果が得られるかどうかで確認される。 アンペールはそれを説明するために数式を書くことでさらに前進させた。
質問。 エルステッドは、電流がその周囲に磁場を持つことを示した。 この考えからどのような実用化がなされたのか、
Answer: 電磁石、モーター、ダイナモ、変圧器など
エルステッドについて
エルステッドは、一般の人々に科学のアイデアを紹介することを目的とした「デンマーク自然科学普及協会」を設立しました。 また、エルステッドは、工学の科学的基礎を向上させる目的で、デンマーク工科大学の設立に重要な役割を果たしました。
多くの科学者が、自分の研究をより多くの人と共有しようとしています。 また、その発見がもたらす技術的な利益を共有しようとすることもある。
科学者は自分の仕事から大きな喜びを得ることができる
1802年、イタリアのジャン・ドメニコ・ロマニョージという弁護士が、エルステッドと同様の観測結果を発表した。 しかし、彼の記事は新聞に掲載されたもので、科学界で取り上げられることはなかった。 ロマニョーシは予備的な発見を追認したわけではないようだ。
科学の歴史には、「先行主張」の例がたくさんある。 実際には、他の科学者がそのアイデアを受け入れる準備が整った時点で、またそれが読まれ、真剣に受け止められるであろう場所で、注意深く、詳細かつ再現可能な観察結果を発表した人に謝辞が送られるのが普通です」
Acknowledgement
このケーススタディの著者、David Sangに感謝いたします。