For 200 år siden lod den danske fysiker Hans Christian Ørsted (1777-1851) en elektrisk strøm løbe hen over en magnetnål i et kompas. Magnetnålen bevægede sig en ganske lille smule. Med denne lille bevægelse sendte Ørsted en chokbølge fra København helt til vidensmetropolen Paris og fik på sigt også forbindelse med enhver mobiltelefon i vore dage.
Den spændende begivenhed fandt sted i begyndelsen af 1820 under en forelæsning på Københavns Universitet. Med den lille bevægelse viste Ørsted, at der var en sammenhæng mellem elektricitet og magnetisme, som fik navnet elektromagnetisme. I år fejrer vi 200-året for opdagelsen af dette fænomen, som i dag er en del af vores hverdag og gjorde Ørsted vidt berømt.
Men tilbage i 1820 lod verdens førende videnskabsmænd sig ikke sådan lige overbevise om, at Ørsted havde set noget som helst. I datidens videnskabelige hovedby, Paris, var berømte forskere overbevist om, at en forbindelse mellem elektricitet og magnetisme var udelukket. Mon ikke det var endnu et »tysk drømmeri«?, som franske Pierre Dulong (1785-1838) skrev i et brev til den svenske kemiker Jacob Berzelius (1779-1848).
Derfor nedsatte franskmændene en kommission for selv at efterprøve Ørsteds forsøg. Man var nok noget rystet, da man måtte acceptere, at den lille dansker langt fra byernes by havde set rigtigt. En elektrisk strøm kunne få en magnetnål til at bevæge sig.
Tyskere og franskmænd repræsenterede to forskellige videnskulturer
Men hvorfor undersøgte Ørsted et fænomen, som førende forskere mente var umuligt? Det skyldtes, at Ørsteds verdenssyn var meget anderledes end franskmændenes. Ørsted var nemlig inspireret af den tyske romantiske skole i naturfilosofien.
Romantikerne mente, at der var en fundamental enhed i naturen, og at alt var forbundet. Verden var dynamisk, og fænomener skulle forstås som vekselvirkning mellem modsatrettede kræfter, som hele tiden søgte balance gennem konflikt. For Ørsted var fænomener som elektricitet og magnetisme manifestationer af denne enhed, og derfor forventede han, at de hang sammen. Denne livsfilosofi formede sig i ham i løbet af hans studietid i København, hvor han lærte den tyske filosof Immanuel Kants (1724-1804) teorier at kende.
Faktisk så Ørsted en sammenhæng mellem naturlove, moral, sandhed og æstetik. Mod slutningen af livet skrev Ørsted i sin bog ’Ånden i Naturen’: »Videnskab, kunst og moral giver indsigt i det sande, det skønne og det gode og fører derved, hver på sin måde, til erkendelse af Gud«. For Ørsted var der en dyb fornuft i naturen, og bag alt stod Gud. Mange romantikere mente, at mennesket erkendte alene ved indre processer, gerne dybe følelsesmæssige og sanselige oplevelser. For dem gav det ikke nogen mening at foretage eksperimenter, for følelser lod sig ikke måle og veje.
Andre så ligesom Ørsted en kombination af eksperimenter og den romantiske intuition som vejen til sandheden. Ørsted afprøvede da også det nye fænomen på mange og ret opfindsomme måder. I sine artikler beskrev han disse forsøg så omhyggeligt, at det var ret simpelt at efterprøve dem for at se, om han havde ret.
Al denne snak om intuition og følelser gav ingen mening i Paris. Her var verden lavet af atomer, som påvirkede hinanden på en lige linje. Derfor var franskmændene noget forundrede over Ørsteds påstande om, at fænomenet elektromagnetisme kørte rundt om en elektrisk ledning. Franskmændene mente heller ikke, at man fik viden gennem følelsesmæssige oplevelser, som de flyvske tyskere hævdede.
Franskmændene lod sig helst overbevise af eksperimenter eller matematisk stringens. Tyskere og franskmænd repræsenterede to forskellige videnskulturer med forskellige ideer om, hvad der kunne anerkendes som viden. Men takket være Ørsteds eksperimenter afviste Det Franske Akademi ikke uden videre elektromagnetismen.
Ørsted dannede bro mellem de to videnskulturer, fordi han ikke kunne identificeres alene med tyskernes romantiske program. Ørsted levede i en overgangstid. Han blev født i 1777, og 1700-tallet kaldes ofte det målte århundrede. I denne periode var der en voksende tillid til, at mennesket havde evnen til at forstå naturen og bruge denne viden til sin fordel.
Man erhvervede sig viden ved at måle, veje og observere, og det fik Ørsted tidligt erfaring med på faderens apotek i Rudkøbing. Han voksede altså op som praktisk kemiker, for apotekere fremstillede selv medicin. Ørsted var grundigt skolet i den eksperimentelle verden, og han blev en uhyre grundig eksperimentator. Carlsbergs grundlægger, J.C. Jacobsen (1811-1887), blev i øvrigt inspireret af Ørsteds eksperimenter, som han fulgte som ung på Polyteknisk Læreanstalt, forløberen for DTU.
Det var ikke kun ideer, der havde betydning for opdagelsen af elektromagnetismen. Da 1700-tallet var slut, kom en ny teknologi til verden. Det var et batteri, som gav en nogenlunde konstant jævnstrøm. I verdens videnskabelige centre kastede man sig over batteriet både for at forstå, hvad elektricitet var for noget, og for at udnytte den.
Ørsteds opdagelse skal ses i forlængelse af denne elektriske iver, og flere havde batterier klar, da Ørsted meddelte sin opdagelse til verden. Med al denne entusiasme havde andre måske set en elektromagnetisk effekt før Ørsted, men ingen havde fået denne viden accepteret ude i verden.
Man kastede sig nu også over den nye spændende elektromagnetisme. I Frankrig fik Ørsteds opdagelse en ny matematisk form, og i England fik man en meget dybere viden om elektromagnetismen – uden matematik. Under dette arbejde i England opstod i princippet en elektromotor, hvor elektricitet blev til en roterende bevægelse. Man fandt også, at elektromagnetismen gik begge veje. En magnet kunne skabe elektrisk strøm i en ledning, hvis den bevægede sig.
Tidens fabrikker og transport var afhængig af vand, vind og dampmaskiner, og mange søgte efter andre måder at skabe bevægelse på. Man havde tidligere forsøgt sig med statisk elektricitet uden videre held. Men trods stor interesse skulle det vise sig uhyre vanskeligt at fremstille en elektromotor. Man manglede en kraftig og konstant strømkilde. Først da det elektriske forsyningssystem blev udbredt, vandt elektromotorerne for alvor indpas.
Med deres fleksibilitet var de nærmest en revolution i datidens industri, mens de i nutiden giver os støvsugerens og boremaskinens mobilitet. Alt dette skete helt uden indblanding fra Ørsted. Han arbejdede ikke videre med elektromagnetismen.
Elforsyningen kom i øvrigt også til at trække på elektromagnetismen – både til produktionen af el og i det store teknologiske system, der stod bag leveringen af strøm til kunderne. Med de mange elektromotorer og andre apparater fulgte et stort strømforbrug. Ifølge National Energy Agency blev 67 procent af vores strøm i 2017 produceret ved afbrænding af fossile brændstoffer, men man kan bruge elektromagnetisme til at producere el via genanvendelige ressourcer. Hvis man bevæger en magnet, kan man lave strøm, og man kan f.eks. lade vinden stå for bevægelsen.
De ivrige opfindere lærte hurtigt, at elektromagnetismen kunne bruges til kommunikation. Igen blev elektromagnetismen inkorporeret i en eksisterende udvikling inden for telegrafi. Mange forbinder måske telegrafi med morsekode, men punkt-til-punkt-kommunikation med synlige signaler er en gammel praksis. Man har f.eks. signaleret med flag. Da Ørsted opdagede elektromagnetismen, havde flere opfindere allerede forsøgt at bruge elektricitet til telegrafi, og snart forsøgte man at anvende elektromagnetisme til dette formål.
Det blev englænderne William Cooke (1806-1879) og Charles Wheatstone (1802-1875), der udviklede det første kommercielle elektromagnetiske telegrafisystem til jernbanelinjen Great Western Railway i 1838. På samme tid udviklede Samuel Morse (1791-1872) sit system i USA. De korte beskeder, som man sendte gennem telegraftrådene, var vigtige til både politiske og forretningsmæssige formål.
Såvel magthavere som entreprenører investerede i systemet, og et vidtforgrenet net af telegrafkabler formede sig. Men med succesen kom systemet under pres. Der var flere meddelelser, end kablerne kunne magte.
Dette problem ville senere få hjælp af den videnskabelige forståelse af elektromagnetismen. I midten af 1800-tallet fandt man ud af, at lys var en manifestation af det samme fænomen som elektricitet og magnetisme. Man så også, at den effekt, som Ørsted fandt omkring ledningen i 1820, ikke kun virkede tæt på, men at der faktisk er en elektromagnetisk stråling, som kan rejse gennem rummet med lysets hastighed. Det blev almindeligt at opfatte lys som elektromagnetisk stråling.
Kunne man bruge denne stråling til at overføre et telegram gennem luften og eliminere kablerne? Der var nu skarp konkurrence mellem forskellige teknologier, der udsendte lyd med elektromagnetiske radiobølger, f.eks. mellem en gnistsender opfundet af italienske Guglielmo Marconi (1874-1937) og buesenderen, hvis ophavsmand var danske Valdemar Poulsen (1869-1942).
Enhver, der havde det rette apparatur, kunne lytte med på trådløse meddelelser. Det var en udfordring for militæret, som helst ikke delte oplysninger med eventuelle fjender, mens det blev til glæde for mange i det civile liv. De bød gerne radioudsendelser med musik og nyheder fra den store verden ind i stuerne. Med tiden fik man godt styr på radiobølgerne. I dag kan de finde en enkelt mobiltelefon stort set hvor som helst på jordkloden.
Over de to århundreder, der er gået siden Ørsteds forelæsning i København, er viden om elektromagnetisme kommet vidt omkring. Den er indbygget i apparater og serviceydelser i vores hverdag, og den er blevet til videnskabelige teorier, som bruger indviklet matematik. Der er elektromagnetisk stråling omkring os – mange af os sukker for tiden efter rejsemål, hvor der er garanti for store mængder elektromagnetisk stråling. I så fald: Husk solcreme!
