“小地球”用罗盘针和粉笔划出午线

威廉·吉尔伯特研究成果吉尔伯特按照马里古特(Petrus Peregrinus de Maricourt)的办法,制成球状磁石,取名为“小地球”,在球面上用罗盘针和粉笔划出了磁子午线

他证明诺曼所发现的下倾现象也在这种球状磁石上表现出来,在球面上罗盘磁针也会下倾

他还证明表面不规则的磁石球,其磁子午线也是不规则的,由此认为罗盘针在地球上和正北方的偏离是由陆地所致

他发现两极装上铁帽的磁石,磁力大大增加,他还研究了某一给定的铁块同磁石的大小和它的吸引力的关系,发现这是一种正比关系

吉尔伯特根据他所发现的这些磁力现象,建立了一个理论体系

他设想整个地球是一块巨大的磁石,上面为一层水、岩石和泥土覆盖着

他认为磁石的磁力会产生运动和变化

他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体

在吉尔伯特看来,引力无非就是磁力

吉尔伯特关于磁学的研究为电磁学的产生和发展创造了条件

在电磁学中,磁通势单位的吉伯(gilbert)就是以他的名字命名,以纪念他的贡献

实验和理论结合的范例吉尔伯特的工作,是实验和理论结合的范例,是用实验方法 探索自然界和从理论上解释自然界结合的范例

吉尔伯特是实验科学研究的开拓者之一

但是吉尔伯特没有能够避免旧学术传统的影响

虽然他的理论是建立在实验上面,但仍然属于思辨性质

正如弗兰西斯·培根指出的,吉尔伯特没有用他的假说来指导进一步的实验,他在完成他的实验以后提出他的理论,但并没有打算进一步作些实验来证实他的理论

吉尔伯特在科学方面的兴趣,远远超出了医学范围

在化学和天文学方面有渊博的初识,但他研究的主要领域还是在物理学中

他用观察、实验方法科学地研究了磁与电的现象,并把多年的研究成果,写成名著《论磁》,于1600年在伦敦出版

《论磁》共有六卷,书中的所有结论都是建立在观察与实验基础上的

著作中记录了磁石的吸引与推斥;磁针指向南北等性质;烧热的磁铁磁性消失;用铁片遮住磁石,它的磁性将减弱

他研究了磁针与球形磁体间的相互作用,发现磁针在球形磁体上的指向和磁针在地面上不同位置的指向相仿,还发现了球形磁体的极,并断定地球本身是一个大磁体,提出了“磁轴”、“磁子午线”等概念

总之,在磁现象的研究方面,吉尔伯特的成就是光辉的,贡献是巨大的

在吉尔伯特的名著中,也叙述了他对电现象的研究内容

他研究了十几种物质,发现它们中的大多数被摩擦后,同琥珀、玛瑙被摩擦后相似,可以吸引轻小的物体

他首先指出,这是与磁现象有本质区别的另一类现象;他第一个称电吸引的原因为电力

吉尔伯特制成了第一台验电器,并用它证明了离带电体越近,吸引力越大,还指出电引力沿直线;带电体被加热或放在潮湿的空气中,它的吸引能力就消失了

对电子的本质,吉尔伯特也试图加以解释,他认为存在一种“电液体”,带电体吸引其他物体时,“电液”就从带电体流向被吸引的物体;他还认为,带电体被加热时电性消失的原因是“电波”蒸发了……在吉尔伯特时代,他提出的概念,说明电是地地道道的物质,这有特殊的意义

吉尔伯特的名字总是摆在静电学研究之首

可叹的是,吉尔伯特的名著《论磁》,直到19世纪末还很少为人了解,他的其他作品、先进的科学思想在英国也很少有人知道

因为他的作品都是仅用拉丁文出版的

1889年成立的吉尔伯特俱乐部,到1900年根据汤姆生的倡议,才出版了吉尔伯特名著的英译本

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