威廉·吉尔伯特,英国内科医生、物理学家、自然哲学家。他热情地反对盛行的亚里士多德哲学和大学教学的学术方法。今天,人们主要记得他的著作《论磁》(1600年),并被认为是“电”一词的创始人之一。他被一些人认为是磁学之父。磁势的单位用他的名字吉尔伯特,以此为纪念。
威廉·吉尔伯特 (1544-1603)
人物生平
1544年,威廉·吉尔伯特(William Gilbert,1544-1603)出生在一个中产阶级家庭,他的父亲是一名律师(记录员)和科尔切斯特的公民。威廉·吉尔伯特是他第一次婚姻中五个孩子中最大的一个(他的父亲结过两次婚)。吉尔伯特从1558年开始在剑桥大学圣约翰学院学习,1561年获得学士学位,1564年担任学院讲师,1569年获得医学博士学位,之后,他成为了他所在学院的高级研究员。1570年代中期,他定居在伦敦,当了一名医生。1577年,他收到了一封带有盾形纹章的信。1581年之前,他成为皇家内科医师学院的成员,研究药典,并在1581年左右成为伦敦最受尊敬的医生之一。
宫廷医师
1588年,他成为学院中代表政府照顾皇家海军健康的四名医生之一。1600年,他成为皇家内科医师学院的院长。1603年,在女王伊丽莎白一世死后,在国王詹姆斯一世的宫廷里,他从她那里获得了宫廷医生的职位。他住在伦敦圣彼得山的温菲尔德宫,可能是他继母的继承人,并在那里有他的实验室。吉尔伯特于1603年11月30日在伦敦去世。他可能死于瘟疫,把他的仪器和书籍留给了皇家医学院。庄园、他的图书馆和他的房子就像皇家学院一样被1666年的伦敦大火摧毁了。
威廉·吉尔伯特在伊丽莎白女王面前展示他的实验,A.奥克兰亨特
磁学研究
他最重要的作品是《论磁》(De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure ;On the Magnet and Magnetic Bodies, and on the Great Magnet the Earth)。这是自13世纪的Petrus Peregrinus以来,对磁性的第一次总结性处理。在这部发表于1600年的著作中,吉尔伯特描述了他的地球模型的许多实验,称为“Terrella”(拉丁语“小地球”)。从这些实验中,他得出结论,地球本身是磁性的,这就是罗盘指向北的原因。虽然他的一些同时代人认为指南针的尖端被北极星所吸引,但他令人信服地表明,地球作为一个整体必须被视为一个有两极的单一磁铁。他还从乔治·哈特曼发现并由罗伯特·诺曼(The New Attractive,1581年)发表的磁针的倾斜中得出了这个结论。
然而,决定性的因素是他自己用球形磁铁进行的实验。根据他的想象,磁性是地球的“灵魂”,是由上帝植入的。他给每一块磁铁划分了一个影响范围,这是磁场概念的先驱。他建议海员应该记录偏离磁针到北极方向的情况,并为此作出指示。
把宇宙和磁铁的力量联系起来
和 Peregrinus一样,吉尔伯特认为旋转是一种磁性运动。在他的《De Magnete》的第六卷中,他把磁性哲学转移到宇宙中,他认为地球的日常自转是由于磁性。他试图将潮汐和进动归因于磁性,但论点很薄弱,因此第六卷受到了弗朗西斯·培根和其他人的批评。进一步假设吉尔伯特是第一个认为地球中心是铁的人,他认为磁铁的一个重要和相关的特性是它们可以被切割,每个磁铁都形成一个新的南北磁体。吉尔伯特不同意具有固定距离的固定恒星天球的想法,他指出,“固定的”恒星处于遥远的可变距离,而不是固定在一个想象的球体上。
吉尔伯特对太阳系的概念
在Physiologia中,他否认了亚里士多德的四元素的存在,代之以单一的土元素。其特点是具有磁性。地球上没有磁性的部分是地球的简并形式(?degenerate forms),这个基本元素通常带着一股臭气。根据吉尔伯特的说法,其他天体在结构上是相似的,即使他明确地阐述了月球。根据吉尔伯特的说法,月球是一个小型化的地球,有海洋(较亮的地区)和大陆。太阳和恒星一样,是一个发光的物体,还有围绕太阳运行的不发光五颗行星,都是通过磁场驱动而在其轨道上运动。他讨论了尼古拉劳斯·哥白尼和佐尔达诺·布鲁诺的观点,但并没有明确地主张或反对日心说的世界观。
电的研究
人们认为“电”一词最初是由托马斯·布朗爵士在1646年使用的,可能源自吉尔伯特1600年的新拉丁语electricus,意思是“像琥珀一样”。他认识到与这些物体的摩擦移除了所谓的“effluvium”,从而使物体产生吸引效应。在他的书中,他还用琥珀研究了静电;琥珀在希腊语中被称为elektron,所以吉尔伯特决定把它的作用称为electric force。他发明了第一个验电器,以一种旋转针的形式,他称之为 versorium。威廉·吉尔伯特还指出,电性和磁性并不是一回事。
吉尔伯特的其他作品
1651年,他同父异母的兄弟威廉·梅尔福特·吉尔伯特收集了他未完成的作品,书名为《关于我们月下世界的新哲学》(De Mundo Nostro Sublunari Philosophia Nova ;New Philosophy about our sublunar world),对弗朗西斯·培根和托马斯·哈里奥特有较大影响。它们于1651年在阿姆斯特丹出版。它没有完成,但是第一部分从《与亚里士多德不一样的新生理学》(Physiologiae nova contra Aristotelem, 大约1590年代)到《论磁》,都延续了相同的宇宙学思想和术语。第二部分《与亚里士多德不一样的新物理学》(Nova meterorologia contra Aristotelem)可能起源于一个独立的工作,涉及彗星,银河系,彩虹,云,风,潮汐和海洋,河流的起源等。然而,这些作品留下的影响力远不如他的《论磁》,这被证明是对后者的科学研究的开创性的。