Уильям Гилберт ( / ˈ ɡ ɪ l b ər t / ; 24 мая 1544? – 30 ноября 1603), [1] также известный как Гилберд , [2] был английским врачом, физиком и натурфилософом . Он страстно отвергал как господствующую аристотелевскую философию , так и схоластический метод университетского обучения. Сегодня его помнят в основном по его книге De Magnete (1600).
Единица магнитодвижущей силы , также известная как магнитный потенциал , была названа в его честь единицей Гилберта ; в настоящее время она заменена Ампер-витком .
Гилберт родился в Колчестере в семье Джерома Гилберда, городского регистратора . Он получил образование в колледже Святого Иоанна в Кембридже . [3] Получив степень доктора медицины в Кембридже в 1569 году и недолго проработав казначеем колледжа Святого Иоанна, он уехал заниматься медициной в Лондон и путешествовал по континенту. В 1573 году он был избран членом Королевского колледжа врачей . В 1600 году он был избран президентом колледжа. [4] Он был личным врачом Елизаветы I с 1601 года до ее смерти в 1603 году, а Яков VI и I возобновили его назначение. [5] : 30
Его основной научный труд — во многом вдохновленный более ранними работами Роберта Нормана [6] [7] — был De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure ( О магните и магнитных телах, и о великом магните Земля ), опубликованный в 1600 году. В этом труде он описывает многие из своих экспериментов с его моделью Земли, называемой террелла . Из этих экспериментов он пришел к выводу, что Земля сама по себе является магнитной и что именно по этой причине компасы указывают на север (ранее некоторые считали, что это Полярная звезда ( Полярис ) или большой магнитный остров на северном полюсе притягивают компас). Он был первым, кто утверждал, что центр Земли — железо, и он считал важным и связанным с этим свойством магнитов то, что их можно разрезать, образуя каждый новый магнит с северным и южным полюсами.
В Книге 6, Главе 3 , он приводит доводы в поддержку суточного вращения, хотя и не говорит о гелиоцентризме, заявляя, что абсурдно думать, что огромные небесные сферы (сомневаясь даже в их существовании) вращаются ежедневно, в отличие от суточного вращения гораздо меньшей Земли. Он также утверждает, что «неподвижные» звезды находятся на удаленных переменных расстояниях, а не прикреплены к воображаемой сфере. Он утверждает, что, находясь «в тончайшем эфире, или в тончайшей пятой сущности, или в пустоте — как звезды будут сохранять свои места в могучем водовороте этих огромных сфер, состоящих из субстанции, о которой никто ничего не знает?»
Английское слово «electricity» впервые было использовано в 1646 году сэром Томасом Брауном , полученным из неолатинского слова electricus Гилберта 1600 года , что означает «подобно янтарю ». Термин использовался с 13-го века, но Гилберт был первым, кто использовал его в значении «подобно янтарю по своим привлекательным свойствам». Он осознал, что трение с этими объектами удаляет так называемый «эффлювий», который вызывает эффект притяжения при возвращении к объекту, хотя он не осознавал, что эта субстанция ( электрический заряд ) универсальна для всех материалов. [8]
Электрические истечения сильно отличаются от воздушных, и как воздух является истечением земли, так и электрические тела имеют свои собственные отличительные истечения; и каждое особое истечение имеет свою собственную индивидуальную силу, приводящую к соединению, свое собственное движение к своему источнику, к своему истоку и к телу, испускающему истечение.
— Гилберт 1600 [9]
В своей книге он также изучал статическое электричество с использованием янтаря ; янтарь по-гречески называется электрон , поэтому Гилберт решил назвать его эффект электрической силой . Он изобрел первый электрический измерительный прибор , электроскоп , в форме поворотной иглы, которую он назвал версориум . [10]
Как и другие его современники, он считал, что кристалл ( кварц ) представляет собой особенно твердую форму воды, образованную из сжатого льда:
Прозрачные драгоценные камни сделаны из воды; так же как хрусталь, который затвердел из чистой воды, не всегда под воздействием очень сильного холода, как некоторые привыкли судить, и очень сильного мороза, но иногда и менее сильного, так как природа почвы, из которой он сделан, а жидкость или соки заключены в определенных полостях, подобно тому, как в шахтах добывают шпаты.
— De Magnete , английский перевод Сильвануса Филлипса Томпсона , 1900 г.
Гилберт утверждал, что электричество и магнетизм — это не одно и то же. В качестве доказательства он (неправильно) указал, что, хотя электрическое притяжение исчезало с нагревом, магнитное притяжение — нет (хотя доказано, что магнетизм на самом деле повреждается и ослабевает с нагревом). Ганс Христиан Эрстед и Джеймс Клерк Максвелл показали, что оба эффекта являются аспектами одной силы: электромагнетизма. Максвелл предположил это в своем «Трактате об электричестве и магнетизме» после тщательного анализа.
Магнетизм Гилберта был невидимой силой, которую многие другие натурфилософы ошибочно использовали как управляющую движениями, которые они наблюдали. Не приписывая магнетизм притяжению между звездами, Гилберт указал, что движение небес было вызвано вращением Земли, а не вращением сфер, за 20 лет до Галилея (но через 57 лет после Коперника , который открыто заявил об этом в своей работе De revolutionibus orbium coelestium , опубликованной в 1543 году) (см. внешнюю ссылку ниже). Гилберт предпринял первую попытку составить карту поверхностных отметин на Луне в 1590-х годах. Его карта, сделанная без использования телескопа, показывала очертания темных и светлых пятен на поверхности Луны. В отличие от большинства своих современников, Гилберт считал, что светлые пятна на Луне были водой, а темные пятна — землей. [11]
Помимо De Magnete Гилберта , в Амстердаме в 1651 году появился том ин-кварто в 316 страниц под названием De Mundo Nostro Sublunari Philosophia Nova (Новая философия о нашем подлунном мире), отредактированный — некоторые говорят, его братом Уильямом Гилбертом-младшим, а другие говорят, выдающимся английским ученым и критиком Джоном Грютером — по двум рукописям, найденным в библиотеке сэра Уильяма Босвелла . По словам Джона Дэви , «эта работа Гилберта, которая так мало известна, весьма примечательна как по стилю, так и по содержанию; и в ней есть сила и энергия выражения, весьма подходящие ее оригинальности. Обладая более подробными и практическими знаниями естественной философии, чем Бэкон , его оппозиция философии школ была более ищущей и конкретной, и в то же время, вероятно, немного менее эффективной». По мнению профессора Джона Робинсона , «De Mundo» представляет собой попытку создать новую систему естественной философии на руинах аристотелевской доктрины. [4]
Уильям Уэвелл пишет в своей «Истории индуктивных наук» (1859): [12]
Гилберт в своей работе «De Magnete» , напечатанной в 1600 году, высказывает лишь некоторые смутные представления о том, что магнитная сила Земли каким-то образом определяет направление земной оси, скорость ее суточного вращения и скорость обращения Луны вокруг нее. [13] Гилберт умер в 1603 году, и в его посмертной работе ( «De Mundo nostro Sublunari Philosophia nova» , 1631) мы уже имеем более четкое утверждение о притяжении одного тела другим. [14] «Сила, исходящая от Луны, достигает Земли, и, подобным образом, магнитное свойство Земли пронизывает область Луны: обе соответствуют и сговариваются посредством совместного действия обеих, согласно пропорции и согласованности движений, но Земля имеет большее влияние вследствие своей большей массы; Земля притягивает и отталкивает Луну, а Луна в определенных пределах — Землю; не так, чтобы заставить тела объединиться, как это делают магнитные тела, но так, чтобы они могли продолжать движение непрерывным курсом». Хотя эта фразеология способна представлять значительную долю истины, она, по-видимому, не была связана... с какими-либо очень определенными понятиями механического действия в деталях. [15]
Гилберт умер 30 ноября 1603 года в Лондоне. Причиной его смерти, как полагают, стала бубонная чума . [16] [17]
Гилберт был похоронен в своем родном городе, в церкви Святой Троицы в Колчестере. Его мраморный настенный памятник все еще можно увидеть в этой саксонской церкви, которая сейчас деконсекрецирована и используется как кафе и рынок. [18]
Фрэнсис Бэкон никогда не принимал гелиоцентризм Коперника и критиковал философские работы Гилберта в поддержку суточного движения Земли. Критика Бэкона включает следующие два утверждения. Первое было повторено в трех его работах — In the Advancement of Learning (1605), Novum Organum (1620) и De Augmentis (1623). Более суровое второе утверждение взято из «Истории тяжелых и легких тел», опубликованной после смерти Бэкона. [19]
Алхимики создали философию на основе нескольких экспериментов с печью, а наш соотечественник Гилберт создал философию на основе наблюдений за магнитом.
[Гилберт] сам стал магнитом; то есть он приписал этой силе слишком многое и построил корабль из скорлупы.
Томас Томсон пишет в своей «Истории Королевского общества» (1812): [20]
Магнитные законы были впервые обобщены и объяснены доктором Гилбертом, чья книга о магнетизме, опубликованная в 1600 году, является одним из лучших образцов индуктивной философии, когда-либо представленной миру. Она тем более замечательна, что предшествовала Novum Organum Бэкона, в котором впервые был объяснен индуктивный метод философствования.
Уильям Уэвелл пишет в своей «Истории индуктивных наук» (1837/1859): [21]
Гилберт... неоднократно утверждает первостепенную ценность экспериментов. Он сам, без сомнения, действовал в соответствии со своими собственными предписаниями; ибо его работа содержит все основные факты науки [магнетизма], настолько полно исследованные, что даже в наши дни мы мало что можем к ним добавить.
Историк Генри Халлам писал о Гилберте в своем труде «Введение в литературу Европы пятнадцатого, шестнадцатого и семнадцатого веков» (1848): [22]
1600 год был первым, в котором Англия выпустила замечательную работу в области физической науки; но этого было достаточно, чтобы создать прочную репутацию ее автору. Гилберт, врач, в своем латинском трактате о магните не только собрал все знания, которыми обладали другие по этому предмету, но и стал сразу отцом экспериментальной философии на этом острове, и благодаря исключительному счастью и остроте гения, основателем теорий, которые были возрождены по прошествии веков и почти повсеместно приняты в качестве вероучения науки. Магнетизм самой земли, его собственная оригинальная гипотеза, nova illa nostra et inaudita de tellure sententia [наш новый и беспрецедентный взгляд на планету]... никоим образом не был одной из тех смутных догадок, которые иногда незаслуженно восхваляются... Он полагался на аналогию земных явлений с теми, которые демонстрирует то, что он называет terrella , или искусственным сферическим магнитом. ...Гилберт был также одним из первых наших коперниканцев, по крайней мере в том, что касается вращения Земли; и с присущей ему проницательностью он предположил, еще до изобретения телескопа, что существует множество неподвижных звезд, находящихся за пределами досягаемости нашего зрения.
Уолтер Уильям Брайант из Королевской обсерватории в Гринвиче писал в своей книге «Кеплер» (1920):
Когда Гилберт Колчестерский в своей «Новой философии», основанной на его исследованиях в области магнетизма, имел дело с приливами, он не предполагал, что Луна притягивает воду, но что «подземные духи и гуморы, поднимаясь в сочувствии с Луной, заставляют море также подниматься и течь к берегам и вверх по рекам». Похоже, что идея, представленная таким образом, была принята легче, чем простое утверждение. Этот так называемый философский метод был, по сути, очень широко применен, и Кеплер , разделявший восхищение Галилея работой Гилберта, принял его в своей собственной попытке распространить идею магнитного притяжения на планеты. [23]
Кеплер.. Компания Macmillan. стр. 35.
