Древние ничего не знали об электричестве и магнетизме. Конечно, им было известно свойство янтаря (по-древнегречески “электрон”): потерев янтарь в темноте, можно увидеть голубоватые искорки. Вот и все. О магните в 1269 г. написал книгу Пьер Перегрин, который впервые говорит о полюсах магнита, о притяжении разноименных полюсов и отталкивании одноименных, об изготовлении искусственных магнитов путем натирания железа естественным природным магнитом, о проникновении магнитных сил через стекло и воду, о компасе.Основоположником науки об электричестве и магнетизме является Уильям Гильберт. Он родился в 1540 г. в Колчестере (Англия). Сразу после школы поступил в колледж святого Джона в Кембридже, где через два года становится бакалавром, через четыре года - магистром, через пять лет - доктором медицины. Постепенно он достигает вершины карьеры медика в то время -становится лейб-медиком королевы Елизаветы.
Свою научную работу по магнетизму Гильберт как раз и написал, потому что толченый магнит в средние века считался лекарством. При этом, распиливая магнит, он убедился, что у частей магнита тоже два полюса, и нельзя получить магнит с одним полюсом. Изготовив из магнетита шар (“маленькую Землю”), Гильберт заметил, что этот шар по магнитным свойствам сильно напоминает Землю. У него оказались северный и южный магнитные полюса, экватор, изолинии, магнитное наклонение. Это позволило Гильберту назвать Землю “большим магнитом”. Исходя из этого, он объяснил отклонение магнитной стрелки.
Гильберт открыл, что при нагревании магнита выше некоторой температуры его магнитные свойства исчезают. Впоследствии это явление было исследовано Пьером Кюри и названо точкой Кюри. Гильберт открыл экранирующее действие железа. Он высказал гениальную мысль о том, что действие магнита распространяется подобно свету.
В области электричества Гильберт изобрел электроскоп - прибор для обнаружения заряда. С его помощью он показал, что способностью притягивать легкие тела обладает не только янтарь, но и другие минералы: алмаз, сапфир, аметист, стекло, сланцы и пр. Эти материалы он назвал электрическими (т.е. подобными янтарю). Вот откуда возникло слово “электричество”!
В 1600 г. Гильберт выпустил в свет книгу “О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле”. Впервые в истории книгопечатания Гильберт ставит свое имя впереди названия книги, подчеркивая свои заслуги. Пожалуй самой значительной его заслугой было то, что он впервые в истории, задолго до Ф.Бэкона, провозгласил опыт критерием истины, и все положения своей книги проверял в процессе специально поставленных экспериментов.
Гильберт много сделал и открыл, но почти ничего не смог объяснить - все его рассуждения носят наивный характер. Природу магнетизма он, например, объяснял наличием у магнита “души”.
Очень важным в учении Гильберта представляется то, что он первым отличил электрические явления от магнитных, которые с тех пор стали исследовать раздельно.
После Гильберта электрические и магнитные явления изучались очень медленно, за последующие 100 лет ничего нового не появилось. И только в XVIII в. начался прорыв в этой области. Умер Уильям Гильберт в 1603 г.
В XVI - XVII вв. с развитием торговли в Европе все большее распространение получает экспериментальный метод научных исследований, одним из основоположников которого по праву называют Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.). Это в его записной книжке можно найти знаменательные слова: «Не слушай учения тех мыслителей, доводы которых не подтверждены опытом». Уже упоминавшийся ранее неаполитанец Джован Баттиста Порта (1538-1615 гг.) в своем труде «Натуральная магия» подчеркивает, что все вычитанные им факты из сочинений древних ученых и путешественников он старался проверить собственным опытом «денно и нощно, с большими издержками».
Экспериментальный метод исследований нанес заметный удар по мистицизму и разного рода вымыслам и предрассудкам.
Значительный перелом в представлениях об электрических и магнитных явлениях наступил в самом начале XVII в., когда вышел в свет фундаментальный научный труд видного английского ученого Вильяма Гильберта (1554-1603 гг.) О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле» (1600 г.). Будучи последователем экспериментального метода в естествознании. В. Гильберт провел более 600 искусных опытов, открывших ему тайны «скрытых причин различных явлений».
В отличие от многих своих предшественников Гильберт считал, что причиной действия на магнитную стрелку является магнетизм Земли, которая является большим магнитом. Свои выводы он основывал на оригинальном эксперименте, впервые им осуществленным.
Он изготовил из магнитного железняка небольшой шар - «маленькую Землю - тереллу» и доказал, что магнитная стрелка принимает у поверхности этой «тереллм» такие же положения, какие она принимает в поле земного магнетизма. Он установил возможность намагничивания железа посредством земного магнетизма.
Исследуя магнетизм, Гильберт занялся также и изучением электрических явлений. Он доказал, что электрическими свойствами обладает не только янтарь, но и многие другие тела - алмаз, сера, смола, горный хрусталь, электризующиеся при их натирании. Эти тела он называл «электрическими», в соответствии с греческим названием янтаря (электрон).
Но Гильберт безуспешно пытался наэлектризовать металлы, не изолируя их. Поэтому он пришел к ошибочному выводу о невозможности электризации металлов трением. Это заключение Гильберта было убедительно опровергнуто спустя два столетия выдающимся русским электротехником академиком В. В. Петровым.
В. Гильберт правильно установил, что «степень электрической силы» бывает различна, что влага снижает интенсивность электризации тел посредством натирания.
Сравнивая магнитные и электрические явления, Гильберт утверждал, что они имеют разную природу: например, «электрическая сила» происходит только от трения, тогда как магнитная - постоянно воздействует на железо, магнит поднимает тела значительной тяжести, электричество - только легкие тела. Этот ошибочный вывод Гильберта продержался в науке более 200 лет.
Пытаясь объяснить механизм воздействия магнита на железо, а также способность наэлектризованных тел притягивать другие легкие тела, Гильберт считал магнетизм как особую «силу одушевленного существа», а электрические явления, «истечениями» тончайшей жидкости, которая вследствие трения «выливается из тела» и непосредственно действует на другое притягиваемое тело.
Представления Гильберта об электрическом «притяжении» было более правильным, чем у многих современных ему исследователей. По их утверждениям при трении из тела выделяется «тончайшая жидкость» которая отталкивает воздух, прилегающий к предмету: более отдаленные слои воздуха, окружающие тело, оказывают сопротивление «истечениям» и возвращают их вместе с легкими телами обратно к наэлектризованному телу.
В течение многих веков магнитные явления объясняли действием особой магнитной жидкости, и как это будет показано далее - фундаментальный труд Гильберта выдержал в течение XVII в. несколько изданий, он был настольной книгой многих естествоиспытателей в разных странах Европы и сыграл огромную роль в развитии учения об электричестве и магнетизме.
Веселовский О. Н. Шнейберг А. Я "Очерки по истории электротехники"
Уильям Гилберт родился в 1544 году в семье главного судьи и члена городского совета города Колчестера в графстве Эссекс (Англия). В 1558 году Уильям поступил в Кембридж, а затем продолжил обучение в Оксфорде. В обучении он делал большие успехи: уже в 1569 году, двадцати пяти лет от роду, он становится доктором медицины и даже избирается старшим членом ученого общества колледжа.
Гилберт как врач пользуется большим успехом. Его избирают членом Королевского колледжа врачей, а впоследствии он становится его президентом. Слава Гилберта столь велика, что доходит до королевского двора: королева Елизавета делает его своим лейб-медиком.
Но интересы Гилберта не ограничиваются медициной: он серьезно интересуется естествознанием. И заинтересовывает этим даже королеву: она посещает его лабораторию, где ученый демонстрирует ей ставшие знаменитыми опыты.
В доме и в лаборатории Гилберта, который по воспоминаниям знавших его людей был веселым, общительным и радушным человеком, часто собирались его многочисленные коллеги и друзья. В их числе были и моряки, которые рассказывали ему о наблюдениях над компасом во время их кругосветных плаваний. Это позволило Гилберту собрать богатый материал о склонениях магнитной стрелки, который вошел впоследствии в его знаменитую книгу «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле».
Гилберт был самым активным в Англии сторонником и пропагандистом идей Коперника и Бруно.
Основной вклад Гилберта в науку связан с его трудами по магнетизму и электричеству. Более того, само возникновение этих важнейших разделов физики в новое время по справедливости должно быть связано с Гилбертом.
Главным итогом его исследований явился уже упомянутый труд «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле». В этой книге описано более 600 проделанных Гилбертом опытов и изложены те выводы, к которым они приводят.
Гилберт установил, что у магнита всегда имеются два неразделимых полюса: если магнит распилить на две части, то у каждой из половинок оказывается вновь по паре полюсов. Полюса, которые Гилберт впервые назвал одноименными, отталкиваются, а другие - разноименные - притягиваются.
Гилберт открыл также явление намагничивания: он обнаружил, что брусок железа, расположенный возле магнита, сам со временем приобретает свойства магнита.
Гилберт не только экспериментировал с магнитами, он поставил перед собой задачу, которая осталась неразрешенной до сих пор: почему вообще существует магнетизм Земли?
Ответ, который он предложил, опять-таки базировался на экспериментах. Был изготовлен постоянный магнит, названный Гилбертом Тереллой (т. е. «земелькой»), имевший форму шара, и Гилберт при помощи магнитной стрелки, помещавшейся над различными участками его поверхности, изучал создаваемое им магнитное поле. Оно оказалось весьма похожим на то, что имеется над Землей. На экваторе, т. е. на равных расстояниях от полюсов, стрелки магнита располагались горизонтально, т. е. параллельно поверхности шара, а чем ближе к полюсам, тем сильнее наклонялись стрелки, принимая вертикальное положение над полюсами.
Магнитами, хотя бы из-за прикладных целей мореплавания, уже немного интересовались и до Гилберта, но в исследовании электричества он был первым. И здесь ему принадлежат важные достижения. Даже первый прибор - прообраз электроскопа - был придуман им. Гилберт установил, что электризация (тоже предложенный им термин) происходит при натирании не только янтаря (это было замечено еще древними греками), но также и многих тел другого состава, в том числе и стекла. Электризация трением до середины 18 века оставалась основным способом разделения электрических зарядов.
Гилберту удалось даже экспериментально обнаружить такие тонкие эффекты, как влияние пламени на заряженные тела. Значительно опережая свое время, ученый связывал нагревание с тепловым движением частиц тел.
Рассказы об ученых по физике. 2014
Почему лекарь Елизаветы I заинтересовался магнитами, как он придумал слово «электричество» и в чем связь между магнитными свойствами и течением воды, читайте в сегодняшнем выпуске «Истории науки».
Будущий ученый родился в семье городского судьи в Колчестере. Уильям окончил местную школу и поступил в Кембридж, но учиться пошел на врача. В 1560 он получил степень бакалавра, а через девять лет стал уже доктором медицины.
Гильберта очень интересовала химия, ведь эта наука была напрямую связана с врачебной практикой. Затем какое-то время его занимала астрономия. Он изучил почти все доступные ему труды, написанные о планетах. В своей стране Уильям был самым активным пропагандистом идей Коперника и Джордано Бруно. Но главное, что интересовало его, - это способность тел притягиваться друг к другу.
Трудно сказать, почему врач заинтересовался природой магнетизма и провел так много исследований этого явления. Возможно, это было связано с тем, что толченый магнит у лекарей того времени использовался как слабительное. Гильберт писал, что магнитное железо «...возвращает красоту и здоровье девушкам, страдающим бледностью и дурным цветом лица, так как оно сильно сушит и стягивает, не причиняя вреда». Вероятно, он хотел изучить лекарственные свойства магнита.
Главным итогом исследований Гильберта стал труд «О магните…». В книге он говорил, что у магнита всегда есть два полюса: если магнит разрезать на две части, то у каждой из половин окажется вновь по паре полюсов. Полюса, которые Гильберт назвал одноименными, отталкиваются, а разноименные притягиваются. Однако природу магнетизма ученый так и не установил. По сути, его размышления сводились к одному: у магнита есть душа, все из-за нее.
Титульный лист из книги Уильяма Гильберта «О магните», 1628 год
Wikimedia Commons
Самая яркая глава его книги посвящена мысли о том, что наша планета - большой магнит. Ученый писал, что точно так же, как притягиваются противоположные полюса двух магнитов, стрелка компаса притягивается к полюсам Земли, указывая направление на север и на юг. Чтобы доказать это, Гильберт вырезал из магнетита модель планеты - терреллу (от слова terra - «земля»). Компас, помещенный на эту модель, вел себя точно так же, как если бы его использовали для ориентирования, например, моряки.
Террелла Уильяма Гильберта
Wikimedia Commons
Наш герой также был одним из первых, кто исследовал электричество. Считается даже, что сам термин «электричество» придумал Гильберт. Ученый заметил, что многие тела, как и янтарь, после того как их обо что-нибудь потереть, начинают притягивать к себе мелкие предметы. Эти явления Гильберт по аналогии назвал электрическими (от лат. ēlectricus - «янтарный»). В то время знания людей об этом явлении практически не отличались от выводов древнегреческого философа Фалеса, когда было известно только, что потертый о шерсть янтарь притягивает соломинки.
Также Уильям Гильберт создал прообраз электроскопа и назвал его версором. С помощью этого прибора исследователь показал, что притягивать способен не только натертый янтарь, но и стекло, алмаз, опал, аметист, горный хрусталь, стекло, сера, каменная соль и другие материалы. Все эти тела он назвал «электрическими». Также он экспериментально показал, что нагревание уничтожает свойства притягивания, которые тела приобретают при трении.
Объяснял природу электричества ученый так: все вещи берут начало от двух первичных элементов: воды и земли. Тела, которые берут начало от воды, обладают свойством притягивать предметы, так как вода способна как бы хватать предметы и нести их по течению. Гильберт подчеркивал различие между магнитным и электрическим притяжением, обосновывая это тем, например, что влажные тела с трудом электризуются, а на притяжении магнитов влажность не оказывает влияния.
Наш герой был известен не только своими ислледованиями магнитов и электричества но и как успешный врач. В 30-летнем возрасте его избрали членом Королевского колледжа врачей. Слава о Уильяме Гильберте как о превосходном специалисте дошла до Елизаветы I, которая сделала его своим лейб-медиком. Королева очень интересовалась научными экспериментами и даже посетила лабораторию Гильберта, где ученый показал ей несколько опытов. После смерти Елизаветы, в 1603 году, лейб-медика оставили при новом короле, Якове I, но Уильям не пробыл в этой должности и года: наш герой вскоре скончался от чумы.
Ошибка Lua в Модуль:CategoryForProfession на строке 52: attempt to index field "wikibase" (a nil value).
Биография
Семья Гильберта была очень известна в округе: его отец был чиновником, а сама семья имела достаточно длинную родословную. Закончив местную школу Уильям в 1558 году был отправлен в Кембридж . О его жизни до начала научной карьеры известно очень мало. Существует версия, что он также учился в Оксфорде , хотя документальных доказательств этому нет. В 1560 году он получает степень бакалавра , а в 1564 году - магистра философии. В 1569 он становится доктором медицины .
Закончив обучение, Гильберт отправляется в путешествие по Европе , которое продолжалось несколько лет, после чего он поселился в Лондоне . Там в 1573 году он становится членом Королевского медицинского колледжа.
Научная деятельность
В 1600 году издал книгу «De magnete, magneticisque corparibus etc », в которой описаны его опыты над магнитами и электрическими свойствами тел, разделил тела на электризующиеся трением и неэлектризующиеся, подметив тем самым влияние влажности воздуха на электрическое притяжение легких тел .
Гильберт создал первую теорию магнитных явлений . Он установил, что любые магниты имеют по два полюса, при этом разноименные полюсы притягиваются, а одноименные отталкиваются. Проводя опыт с железным шаром, который взаимодействовал с магнитной стрелкой, впервые выдвинул предположение о том, что Земля является гигантским магнитом . Также он предположил идею о том, что магнитные полюсы Земли могут совпадать с географическими полюсами планеты.
Гильберт также исследовал электрические явления, впервые применив этот термин. Он заметил, что многие тела так же как и янтарь после натирания могут притягивать маленькие предметы, и в честь этого вещества назвал подобные явления электрическими (от лат. ēlectricus - «янтарный»).
Память
В 1964 г. Международный астрономический союз присвоил имя Гильберта кратеру на видимой стороне Луны . Гильберт (обозначение: Гб, Gi) - единица измерения магнитодвижущей силы в системе СГС. Названа в честь Уильяма Гильберта.
Напишите отзыв о статье "Гильберт, Уильям"
Примечания
Литература
- Гильберт У. О магните, магнитных телах и большом магните - Земле. М., 1956
- Edgar Zilsel , «The Origin of William Gilbert’s Scientific Method», Journal of the History of Ideas 2:1-32, 1941
- Bochenski, Leslie «A Short History of Lunar Cartography» (April 1996) University of Illinois Astronomical Society
Ссылки
- Гильберт Уильям // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров . - 3-е изд. - М . : Советская энциклопедия, 1969-1978.
- Гильберт, Вильгельм // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
- Храмов Ю. А. Гильберт Уильям (Gilbert William) // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера . - Изд. 2-е, испр. и дополн. - М .: Наука , 1983. - С. 84. - 400 с. - 200 000 экз. (в пер.)
Ошибка Lua в Модуль:External_links на строке 245: attempt to index field "wikibase" (a nil value).
Отрывок, характеризующий Гильберт, Уильям
– Нет-ет... Здесь красиво-сиво-иво...– прошелестел тот же мягкий голос. – И хорошо-ошо...Лилис неожиданно подняла один из своих сверкающих «лепестков» и нежно погладила Стеллу по щеке.
– Малыш-ка... Хорошая-шая-ая... Стелла-ла-а... – и у Стеллы над головой второй раз засверкал туман, но на этот раз он был разноцветным...
Лилис плавно махнула прозрачными крыльями-лепестками и начала медленно подниматься, пока не присоединилась к своим. Савии заволновались, и вдруг, очень ярко вспыхнув, исчезли...
– А куда они делись? – удивилась малышка.
– Они ушли. Вот, посмотри... – и Миард показал на уже очень далеко, в стороне гор, плавно паривших в розовом небе, освещённых солнцем дивных существ. – Они пошли домой...
Неожиданно появилась Вэя...
– Вам пора, – грустно сказала «звёздная» девочка. – Вам нельзя так долго здесь находиться. Это тяжело.
– Ой, но мы же ещё ничего ничего не успели увидеть! – огорчилась Стелла. – А мы можем ещё сюда вернуться, милая Вэя? Прощай добрый Миард! Ты хороший. Я к тебе обязательно вернусь! – как всегда, обращаясь ко всем сразу, попрощалась Стелла.
Вэя взмахнула ручкой, и мы снова закружились в бешеном водовороте сверкающих материй, через короткое (а может только казалось коротким?) мгновение «вышвырнувших» нас на наш привычный Ментальный «этаж»...
– Ох, как же там интересно!.. – в восторге запищала Стелла.
Казалось, она готова была переносить самые тяжёлые нагрузки, только бы ещё раз вернуться в так полюбившийся ей красочный Вэйин мир. Вдруг я подумала, что он и вправду должен был ей нравиться, так как был очень похож на её же собственный, который она любила себе создавать здесь, на «этажах»...
У меня же энтузиазма чуточку поубавилось, потому что я уже увидела для себя эту красивую планету, и теперь мне зверски хотелось что-нибудь ещё!.. Я почувствовала тот головокружительный «вкус неизвестного», и мне очень захотелось это повторить... Я уже знала, что этот «голод» отравит моё дальнейшее существование, и что мне всё время будет этого не хватать. Таким образом, желая в дальнейшем оставаться хоть чуточку счастливым человеком, я должна была найти какой-то способ, чтобы «открыть» для себя дверь в другие миры... Но тогда я ещё едва ли понимала, что открыть такую дверь не так-то просто... И, что пройдёт ещё много зим, пока я буду свободно «гулять», куда захочу, и что откроет для меня эту дверь кто-то другой... И этим другим будет мой удивительный муж.
– Ну и что будем дальше делать? – вырвала меня из моих мечтаний Стелла.
Она была расстроенной и грустной, что не удалось увидеть больше. Но я была очень рада, что она опять стала сама собой и теперь я была совершенно уверена, что с этого дня она точно перестанет хандрить и будет снова готова к любым новым «приключениям».
– Ты меня прости, пожалуйста, но я наверное уже сегодня ничего больше делать не буду... – извиняясь, сказала я. – Но спасибо тебе большое, что помогла.
Стелла засияла. Она очень любила чувствовать себя нужной, поэтому, я всегда старалась ей показать, как много она для меня значит (что было абсолютной правдой).
– Ну ладно. Пойдём куда-нибудь в другой раз, – благодушно согласилась она.
Думаю, она, как и я, была чуточку измождённой, только, как всегда, старалась этого не показать. Я махнула ей рукой... и оказалась дома, на своей любимой софе, с кучей впечатлений, которые теперь спокойно нужно было осмыслить, и медленно, не спеша «переварить»...
К моим десяти годам я очень сильно привязалась к своему отцу.
Я его обожала всегда. Но, к сожалению, в мои первые детские годы он очень много разъезжал и дома бывал слишком редко. Каждый проведённый с ним в то время день для меня был праздником, который я потом долго вспоминала, и по крупиночкам собирала все сказанные папой слова, стараясь их сохранить в своей душе, как драгоценный подарок.
