Уильям гильберт и его исследования электрических и магнитных явлений. Вильям гильберт и начало экспериментальных исследований электричества и магнетизма Гильберт уильям открытия

ГИЛЬБЕРТ Уильям (физик) ГИЛЬБЕРТ Уильям (физик)

ГИ́ЛЬБЕРТ (Гилберт) (Gilbert) Уильям (1544-1603), английский физик и врач. В труде «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле» (1600) впервые последовательно рассмотрел магнитные и многие электрические явления.
* * *
ГИ́ЛЬБЕРТ (Gilbert, Gylberde) Уильям , английский врач и естествоиспытатель, основоположник учения об электричестве и магнетизме.
Уильям Гильберт родился в семье главного судьи и члена городского совета города Колчестера в графстве Эссекс. В этом городе он окончил классическую школу и в мае 1558 поступил в колледж святого Иоанна в Кембридже. Позже его обучение продолжалось в Оксфорде. В 1560 он получил степень бакалавра, а через 4 года стал «мастером искусств». К тому времени уже определился его выбор: он серьезно занялся изучением медицины, в 1569 получил степень доктора медицины, был избран старшим членом ученого общества колледжа святого Иоанна в Кембридже.
Биографы Гильберта пишут, что примерно в это же время «...совершил путешествие по континенту, где ему, вероятно, была присуждена степень доктора физики, так как он, кажется, не получил ее ни в Оксфорде, ни в Кембридже».
В 1560-е годы Гильберт как на континенте, так и в Англии «с большим успехом и одобрением практиковал в качестве врача». В 1573 он был избран членом Королевского колледжа врачей, где ему впоследствии было доверено много важных постов - инспектора, казначея, советника и (с 1600) - президента колледжа. Успехи Гильберта как врачевателя были так значительны, что королева Елизавета Тюдор (см. ЕЛИЗАВЕТА I Тюдор) сделала его своим лейб-медиком. Королева живо интересовалась и его научными занятиями и даже посетила его лабораторию, где Гильберт продемонстрировал ей некоторые опыты.
В доме и в лаборатории Гильберта, 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 Гильберту собрать богатый материал о склонениях магнитной стрелки, который вошел в его знаменитую книгу.
Первое время научные интересы Гильберта относились к химии (вероятно, в связи с его врачебной деятельностью), а затем - к астрономии. Он изучил практически всю имевшуюся литературу, касающуюся движения планет, и был самым активным в Англии сторонником и пропагандистом идей Коперника (см. КОПЕРНИК Николай) и Дж. Бруно (см. БРУНО Джордано) .
После смерти Елизаветы Тюдор в 1603 Гильберт был оставлен лейб-медиком при новом короле Якове I (см. ЯКОВ I Стюарт (1566-1625)) , но не пробыл в этой должности и года. В 1603 Уильям Гильберт скончался от чумы и был похоронен в церкви Святой Троицы в Колчестере.
Всю свою библиотеку, все приборы и коллекцию минералов Гильберт, у которого не было наследников, завещал колледжу, но, к сожалению, все это погибло в 1666 во время большого лондонского пожара.
Конечно, основной вклад Гильберта 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 Гильбертом.
Гильберт - и в этом его особая заслуга - первым, даже до Фрэнсиса Бэкона (см. БЭКОН Фрэнсис (философ)) , которого часто называют прародителем экспериментального метода в науке, целеустремленно и сознательно шел от опыта в изучении магнитных и электрических явлений.
Главным итогом его исследований явился труд «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле». В этой книге описано более 600 проделанных Гильбертом опытов и изложены те выводы, к которым они приводят.
Гильберт 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 Гильберт назвал одноименными, отталкиваются, а другие - разноименные - притягиваются.
Гильберт открыл явление магнитной индукции: брусок железа, расположенный возле магнита, сам приобретает магнитные свойства. Что касается природных магнитов, то силу притяжения к ним железных предметов можно увеличить с помощью надлежащей железной арматуры. От действия магнита можно частично загородиться железными перегородками, но погружение в воду не влияет заметным образом на притяжение к ним. Гильберт даже заметил, что удары по магнитам могут ослабить их действие.
Гильберт не только экспериментировал с магнитами, он поставил перед собой задачу, для решения которой, как выяснилось, оказалось недостаточно даже и половины тысячелетия: почему вообще существует магнетизм Земли?
Ответ, который он предложил, опять-таки базировался на экспериментах. Был изготовлен постоянный магнит, названный Гильбертом Тереллой (т. е. маленькой моделью Земли), имевший форму шара, и Гильберт 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.
Идея Гильберта, что Земля - большой постоянный магнит, не выдержала испытания временем. Значительно позже, в 19 веке, было установлено, что при высоких температурах (а в недрах Земли они весьма высоки) постоянный магнит размагничивается. Проблема магнетизма Земли, остальных планет, а также и других небесных тел - одна из старейших проблем классического естествознания - с новой остротой встала перед естествоиспытателями. Но значение и роль трудов Гильберта остаются непреходящими.
Магнитами, хотя бы из-за прикладных целей мореплавания, уже немного интересовались и до Гильберта, но в исследовании электричества он безусловно и безоговорочно был первым. И здесь ему принадлежат важные достижения. Даже первый прибор - прообраз электроскопа (см. ЭЛЕКТРОСКОП) (он назвал его «версором») - был придуман им. Гильберт установил, что электризация (тоже его 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. (Можно заметить, что электризация трением до середины 18 века оставалась основным, если не единственным инструментом исследования электрических явлений.)
Гильберту удалось даже экспериментально обнаружить такие тонкие эффекты, как влияние пламени на заряженные тела. Он даже, значительно опережая свое время, связывал нагревание с тепловым движением частиц тел.
Должная оценка провидческих идей Гильберта как в области физики, так и методологии науки, появилась лишь теперь, через триста, даже четыреста лет после выхода его гениальных трудов.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "ГИЛЬБЕРТ Уильям (физик)" в других словарях:

В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Гильберт. Гильберт, Уильям William Gilbert … Википедия

Гильберт, Гилберт (Gilbert) Уильям (24.5.1544, Колчестер, ≈ 30.11.1603, Лондон или Колчестер), английский физик, придворный врач. Г. принадлежит первая теория магнитных явлений. Он впервые выдвинул предположение, что Земля является большим… …

- (Gilbert, William) (1544 1603), английский физик и врач, автор первых теорий электричества и магнетизма. Родился 24 мая 1544 в Колчестере (графство Эссекс). Изучал медицину в Кембридже, занимался врачебной практикой в Лондоне, где стал… … Энциклопедия Кольера

Гилберт (Gilbert) (1544 1603), английский физик и врач. В труде «О магните, магнитных телах и о большом магните Земле» (1600) впервые последовательно рассмотрел магнитные и многие электрические явления … Энциклопедический словарь

Или Гилберт (фр. Gilbert или англ. Gilbert, нем. Hilbert) фамилия и мужское имя, распространённое во Франции, Великобритании, Германии, США. Как французское имя чаще произносится как Жильбер или Жибер. Содержание 1… … Википедия

- (англ. William Gilbert, 24 мая 1544 года, Колчестер (графство Эссекс) 30 ноября 1603 года, Лондон) английский физик, придворный врач Елизаветы I и Якова I. Изучал магнитные и электрические явления, первым ввел термин «электрический». Гильберт… … Википедия

ГИЛЬБЕРТ (Гилберт) (Gilbert) Уильям (1544 1603) английский физик и врач. В труде О магните, магнитных телах и о большом магните Земле (1600) впервые последовательно рассмотрел магнитные и многие электрические явления …

I Гильберт Хильберт (Hilbert) Давид (23.1.1862, Велау, близ Кёнигсберга, 14.2.1943, Гёттинген), немецкий математик. Окончил Кёнигсбергский университет, в 1893 95 профессор там же, в 1895 1930 профессор Гёттингенского университета, до 1933 … Большая советская энциклопедия

- (1544—1603), английский физик и врач. В труде «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» (1600) впервые последовательно рассмотрел магнитные и многие электрические явления … Большой Энциклопедический словарь

Гильберт У. - ГИ́ЛЬБЕРТ, Гилберт (Gilbert) Уильям (1544–1603), англ. физик и врач. В тр. О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле (1600) впервые последовательно рассмотрел магн. и многие электрич. явления … Биографический словарь

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.

английский физик, придворный врач Елизаветы I и Якова I

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. ?lectricus - «янтарный»).

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"