威廉·吉尔伯特-电力之父，开启现代电磁物理学和天文学的时代
老赵说制造2020-04-30 13:30
威廉·吉尔伯特（William Gilbert）,1544年5月24日，威廉·吉尔伯特出生在英国埃塞克斯郡的科尔切斯特镇。他在英国剑桥的圣约翰学院（St.John's College）接受教育，在那里他获得了所有学位、文学学士、文学硕士和医学博士学位。他在伦敦开办了一家医疗机构，后来成为皇家医师学院的院长。吉尔伯特曾担任伊丽莎白一世女王和詹姆斯一世国王的医生。 他作为一位敏锐的天文观察家在他的时代最为著名。但迄今为止，他最持久的成就是一部六卷本的著作，汇集了所有的电磁学知识。这本书名为《磁铁上》，出版于1600年，也就是莎士比亚在伦敦写《哈姆雷特》的那一年。
地球的磁性
在保持成功的医疗实践的同时，吉尔伯特对电和磁进行了广泛的研究。当他开始实验时，对这些现象知之甚少。磁石（磁性铁矿石）的基本磁性很熟悉，指南针已经被航海者使用了一段时间，琥珀效应（现在称为摩擦电效应）是众所周知的，琥珀和某些其他物质通过摩擦获得静电荷。但没有人能充分解释这些事情是如何或为什么起作用的。吉尔伯特的调查使他形成了自己的一些理论，一个重要的说法是，磁石所表现出的磁效应与琥珀效应是不同的，这一观点与人们普遍认为的观点背道而驰。他的实验驳斥了其他流行的观点，例如大蒜对磁罗盘产生不利影响的观点，吉尔伯特提出的最重要的主张涉及地球的磁性。
吉尔伯特的一个亲戚收集了一些他未发表的作品，这些作品被收录到了1651年出版的《德蒙多·诺斯特罗·次鲁纳里哲学新星》中，这篇论文表明，吉尔伯特和哥白尼一样，认为地球不是静止的，而是在一个轴上不断地旋转。吉尔伯特进一步指出，磁力是行星保持在各自轨道上的原因。
对他可用的原始材料的实验和研究使吉尔伯特得出了一个反直觉的结论，即地球是一块巨大的磁铁。再往前走一步，他得出结论，在地球深处有一个铁心。通过实验，他证明了当一块磁铁被切断时，每一段都会保持其磁性，包括它自己的南北极。关于磁铁以及吉尔伯特的大量实验以及过去的知识，是其致力于科学方法研究的结晶。
“德马格内特”——“在磁铁上”
吉尔伯特发明了一种实验，一种由金属针（悬挂起来以便它能在磁场或电场的作用下自由转动）和一种叫做terella的圆形磁石组成的仪器，吉尔伯特得出结论，地球是磁性的，类似于磁石。根据他的观点，当一个经纬仪绕着一个圆柱面移动时，它的倾角变化的方式类似于指南针在地球表面不同点上所显示的倾角变化。吉尔伯特对这一类比作了解释，并在1600年出版的《德马格涅特》中宣布了他的地球是一块巨大磁铁的理论，论文还介绍了他的实验，包括极性、静磁、温度对磁性的影响等。
给定两个磁铁，吉尔伯特知道磁极可以吸引或排斥，取决于极性，吉尔伯特猜对了，在一个永久磁铁附近，这样的铁变成了一个临时磁铁，具有适合吸引的极性。也就是说，粘在磁铁S极（寻南极）上的铁棒末端暂时变成N极。由于磁极总是成对出现，磁棒的另一端暂时变成S极，并反过来吸引更多的铁。
如果你把一块马蹄铁磁铁放入一个有铁钉的杯子里，你就会看到这一点。如吉尔伯特的预期，许多销子会粘在杆子上，但除此之外，还有一些销子会粘在杆子上。当销子被拔松时，人们又发现它们都是非磁性的。这个原始实验证实了他对暂时性（诱导性）磁的猜测。他用绳子把两根平行的铁棒挂在一个杆子上，注意到它们互相排斥。在拉力的影响下，每根磁棒都变成了一个具有相同极性的临时磁铁，每根磁棒的临时磁极都排斥了另一根磁棒的临时磁极。
对后世电磁科学家的影响
威廉·吉尔伯特，发表了他的伟大的磁学研究“德马格内特”——“在磁铁上”，它首次合理地解释了指南针指向南北的神秘能力：地球本身就是磁性的。”德马格纳特“开启了现代物理学和天文学的时代，开启了一个以伽利略、开普勒、牛顿等的伟大成就为标志的世纪。
作为电之父，吉尔伯特创造了“电”一词并不奇怪，这个词是基于希腊语中琥珀这个词，以及“磁极”、“电力，吉尔伯特将琥珀效应与磁效应区别开来，琥珀等某些物质与其他物质摩擦后会带电。他还发现金属在加热到白热时会失去磁荷，在冷却之前不会恢复磁荷。他还是一个狂热的实验者和教育家，创造了一个经久不衰的术语，400年后才开始使用，我们欠他“电”和“电力”的术语，以及电引力和磁极的概念。
德马格内特的广度和洞察力使它成为其他对电和磁感兴趣的科学家的开创性著作，事实上，它被认为对伽利略和约翰内斯开普勒等其他伟大的思想产生了重大影响，德马格内特为吉尔伯特赢得了相当大的声誉。
结论
据认为，当吉尔伯特于1603年去世时，病因是黑死病，尽管对他的生命来说这是一个痛苦而过早的结论，但他的精神却在他的工作所带来的伟大技术中得以延续。他今天感到荣幸的是，吉尔伯特是磁动势的测量单位，正如伏特是电动势的测量单位一样。
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