威廉·吉爾伯特,英國內科醫生、物理學家、自然哲學家。他熱情地反對盛行的亞里士多德哲學和大學教學的學術方法。今天,人們主要記得他的著作《論磁》(1600年),並被認為是“電”一詞的創始人之一。他被一些人認為是磁學之父。磁勢的單位用他的名字吉爾伯特,以此為紀念。
威廉·吉爾伯特 (1544-1603)
人物生平
1544年,威廉·吉爾伯特(William Gilbert,1544-1603)出生在一個中產階級家庭,他的父親是一名律師(記錄員)和科爾切斯特的公民。威廉·吉爾伯特是他第一次婚姻中五個孩子中最大的一個(他的父親結過兩次婚)。吉爾伯特從1558年開始在劍橋大學聖約翰學院學習,1561年獲得學士學位,1564年擔任學院講師,1569年獲得醫學博士學位,之後,他成為了他所在學院的高級研究員。1570年代中期,他定居在倫敦,當了一名醫生。1577年,他收到了一封帶有盾形紋章的信。1581年之前,他成為皇家內科醫師學院的成員,研究藥典,並在1581年左右成為倫敦最受尊敬的醫生之一。
宮廷醫師
1588年,他成為學院中代表政府照顧皇家海軍健康的四名醫生之一。1600年,他成為皇家內科醫師學院的院長。1603年,在女王伊麗莎白一世死後,在國王詹姆斯一世的宮廷里,他從她那裡獲得了宮廷醫生的職位。他住在倫敦聖彼得山的溫菲爾德宮,可能是他繼母的繼承人,並在那裡有他的實驗室。吉爾伯特於1603年11月30日在倫敦去世。他可能死於瘟疫,把他的儀器和書籍留給了皇家醫學院。莊園、他的圖書館和他的房子就像皇家學院一樣被1666年的倫敦大火摧毀了。
威廉·吉爾伯特在伊麗莎白女王面前展示他的實驗,A.奧克蘭亨特
磁學研究
他最重要的作品是《論磁》(De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure ;On the Magnet and Magnetic Bodies, and on the Great Magnet the Earth)。這是自13世紀的Petrus Peregrinus以來,對磁性的第一次總結性處理。在這部發表於1600年的著作中,吉爾伯特描述了他的地球模型的許多實驗,稱為“Terrella”(拉丁語“小地球”)。從這些實驗中,他得出結論,地球本身是磁性的,這就是羅盤指向北的原因。雖然他的一些同時代人認為指南針的尖端被北極星所吸引,但他令人信服地表明,地球作為一個整體必須被視為一個有兩極的單一磁鐵。他還從喬治·哈特曼發現並由羅伯特·諾曼(The New Attractive,1581年)發表的磁針的傾斜中得出了這個結論。
然而,決定性的因素是他自己用球形磁鐵進行的實驗。根據他的想象,磁性是地球的“靈魂”,是由上帝植入的。他給每一塊磁鐵劃分了一個影響範圍,這是磁場概念的先驅。他建議海員應該記錄偏離磁針到北極方向的情況,並為此作出指示。
把宇宙和磁鐵的力量聯繫起來
和 Peregrinus一樣,吉爾伯特認為旋轉是一種磁性運動。在他的《De Magnete》的第六卷中,他把磁性哲學轉移到宇宙中,他認為地球的日常自轉是由於磁性。他試圖將潮汐和進動歸因於磁性,但論點很薄弱,因此第六卷受到了弗朗西斯·培根和其他人的批評。進一步假設吉爾伯特是第一個認為地球中心是鐵的人,他認為磁鐵的一個重要和相關的特性是它們可以被切割,每個磁鐵都形成一個新的南北磁體。吉爾伯特不同意具有固定距離的固定恆星天球的想法,他指出,“固定的”恆星處於遙遠的可變距離,而不是固定在一個想象的球體上。
吉爾伯特對太陽系的概念
在Physiologia中,他否認了亞里士多德的四元素的存在,代之以單一的土元素。其特點是具有磁性。地球上沒有磁性的部分是地球的簡併形式(?degenerate forms),這個基本元素通常帶着一股臭氣。根據吉爾伯特的說法,其他天體在結構上是相似的,即使他明確地闡述了月球。根據吉爾伯特的說法,月球是一個小型化的地球,有海洋(較亮的地區)和大陸。太陽和恆星一樣,是一個發光的物體,還有圍繞太陽運行的不發光五顆行星,都是通過磁場驅動而在其軌道上運動。他討論了尼古拉勞斯·哥白尼和佐爾達諾·布魯諾的觀點,但並沒有明確地主張或反對日心說的世界觀。
電的研究
人們認為“電”一詞最初是由托馬斯·布朗爵士在1646年使用的,可能源自吉爾伯特1600年的新拉丁語electricus,意思是“像琥珀一樣”。他認識到與這些物體的摩擦移除了所謂的“effluvium”,從而使物體產生吸引效應。在他的書中,他還用琥珀研究了靜電;琥珀在希臘語中被稱為elektron,所以吉爾伯特決定把它的作用稱為electric force。他發明了第一個驗電器,以一種旋轉針的形式,他稱之為 versorium。威廉·吉爾伯特還指出,電性和磁性並不是一回事。
吉爾伯特的其他作品
1651年,他同父異母的兄弟威廉·梅爾福特·吉爾伯特收集了他未完成的作品,書名為《關於我們月下世界的新哲學》(De Mundo Nostro Sublunari Philosophia Nova ;New Philosophy about our sublunar world),對弗朗西斯·培根和托馬斯·哈里奧特有較大影響。它們於1651年在阿姆斯特丹出版。它沒有完成,但是第一部分從《與亞里士多德不一樣的新生理學》(Physiologiae nova contra Aristotelem, 大約1590年代)到《論磁》,都延續了相同的宇宙學思想和術語。第二部分《與亞里士多德不一樣的新物理學》(Nova meterorologia contra Aristotelem)可能起源於一個獨立的工作,涉及彗星,銀河系,彩虹,雲,風,潮汐和海洋,河流的起源等。然而,這些作品留下的影響力遠不如他的《論磁》,這被證明是對後者的科學研究的開創性的。