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吉尔伯特(英国医生)

吉尔伯特(1544~1603),英国著名的医生、物理学家。他于1544年5月24日生在英国科尔切斯特市一个大法官家里。年轻时就读于剑吉尔伯特桥大学圣约翰学院,攻读医学,获医学博士学位。

毕业后已成为英国名医。由于他医术高明,1601年担任英国女王伊丽莎白一世的御医,直到1603年12月10日逝世。

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 知识,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。

吉尔伯特以验电器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。

在磁力问题上,当时最杰出的人物是伊丽莎白女王的御医,科尔切斯特的威廉吉尔伯特(William Gilbert of Colchester,公元1544-1605),他的著作《磁石论》发表于公元1600年。吉尔伯特接受了并发展了罗伯特诺曼和十三世纪作者皮埃尔德马里古特的实验工作。他按照马里古特的办法,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,由此设想罗盘针在地球上和正北方的偏离是由大块陆地所致。他的试验大部分都不是什么新鲜玩意,同时有很大一部分都属于定性性质。但也有些例外,如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。

吉尔伯特根据他所知道的磁力现象,建立了一个相当重要的理论体系。根据他的磁石球实验,他设想整个地球是一块巨大的磁石,只是浮面上为一层水、岩石和泥土遮盖着。他认为磁石的磁力正如身体中的灵魂一样,产生运动和变化。所以对马里古特的磁石球会自转的理论,他也很向往,但他加上一句话,“至今我还没有看见过这种现象”。他相信地球在自己轴上作周日运转;他说,地球这个巨大的磁石“由于磁力亦即其主要的特性而有自身的运转”。他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体。引力,在吉尔伯特看来,无非就是磁力,吉尔伯特把他的书献给那些“不在书本中而在事物本身中寻找知识”的人,即属于新传统的人。他否定老的学术传统,他说属于这个旧的传统的学者们“盲目信仰权威,是白痴、咬文嚼字者、诡辩家、小讼棍、坚持错误的庸人”。吉尔伯特自己站在工匠和对工匠传统有兴趣的学者们一边。他称哈尔茨山区的医生鲍尔是“科学上杰出的人物”。马里古特就他的时代来说是有学问的。他还称赞诺曼为“航海专家和天才的技师”。因为诺曼发明了“航海者和远途旅行者所需要的磁力仪器和方便的观察方法,并公诸于世”。

1、吉尔伯特在物理学中的贡献是开创了电学和磁学的近代研究。1600年他发表了一部巨著《论磁》,系统地总结和阐述了他对磁的研究成果。使他在物理学史上留下了不朽的位置。

2、吉尔伯特对电也作过详细研究。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、明矾等做样品,作了一系列实验,发现经过摩擦,它们都可以具有吸引轻小物体的性质。他认识到这是一种物质普遍具有的现象,因此根据希腊文琥珀(ηλεκτορν)引入“电的”(electric)一词,并且把象琥珀这样经过摩擦后能吸引轻小物体的物体称做“带电体”。

3、吉尔伯特对近代物理学的重大贡献还在于他提出了质量、力等新概念。在《论磁》中,吉尔伯特说,一个均匀磁石的磁力强度与其质量成正比,这大概是历史上第一次独立于重量而提到质量,通过“磁力”这一特殊的力,吉尔伯特揭示了自然界中某种普遍的相互作用。

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