Путешествие в космос - Электромагнетизм космических тел

1. Уильям ГИЛЬБЕРТ

Начало развития одного из важнейших разделов физики — учения об электричестве и магнетизме, и, в частности, первые попытки объяснить магнитное поле Земли, связано с именем Уильяма Гильберта.

Великий английский естествоиспытатель, Уильям Гильберт (Gilbert) родился в 1640г. в семье главного судьи и члена городского совета города Колчестера в графстве Эссекс. В этом городе он окончил классическую школу и в мае 1558 г. поступил в колледж святого Джона в Кембридже. Позже его обучение продолжалось в Оксфорде.

В 1560 г. он получил степень бакалавра, а через 4 года стал «мастером искусств». К тому времени уже определился его выбор: он серьезно занялся изучением медицины, в 1569г. получил степень доктора медицины и был избран старшим членом ученого общества колледжа святого Джона в Кембридже.

В 60-е годы Гильберт, как писал о нем биограф, «с большим успехом и одобрением практиковал в качестве врача» на континенте и в Англии. Успехи Гильберта как врачевателя были так значительны, что королева Елизавета Тюдор сделала его своим лейб-медиком. Королева живо интересовалась и научными занятиями Гильберта и даже посетила его лабораторию, где он 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 — одним из основных навигационных приборов, игравшим едва ли не главную роль во время кругосветных плаваний.

Эти рассказы позволили Гильберту собрать богатый материал о склонениях магнитной стрелки, который позже 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 о движении планет и был самым активным в Англии сторонником и пропагандистом идей Николая Коперника (1473-1543) и Джордано Бруно (1547-1600).

После смерти королевы Елизаветы Тюдор в 1603г. Гильберт был оставлен лейб-медиком при новом короле Якове I, но не пробыл в этой должности и года. 30 ноября 1603 г. Уильям Гильберт скончался на 63-м году от чумы и был похоронен в церкви святой Троицы в Кольчестере.

Всю свою библиотеку, все приборы и коллекцию минералов Гильберт, у которого не было наследников, завещал колледжу, но, к сожалению, все это погибло в 1666г. 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 по справедливости должно быть связано с его именем.

Что было известно об электрических явлениях до Гильберта?

Фалес Милетский (около 642-548 гг. до н. э.) описал загадочное явление: кусочки натертого руками янтаря начинали притягивать крупинки и соломинки, расположенные поблизости.

О магнитных явлениях узнали раньше и немного больше.

Гильберт — ив этом его особая заслуга — первым, даже до Роджера Бэкона (1214-1292), которого часто называют прародителем экспериментального метода в науке, целеустремленно и сознательно шел от опытов 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 привели автора.

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, как показали опыты, 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 проблему, для решения которой, как выяснилось, оказалось недостаточно даже и прошедшей после работ Гильберта половины тысячелетия: проблему, почему вообще существует магнетизм Земли?

Ответ, который предложил Гильберт, опять-таки базировался на экспериментах. Был изготовлен постоянный магнит в форме шара, названный Гильбертом Тереллой, (т.е. маленькой моделью Земли), и Гильберт при помощи магнитной стрелки, перемещавшейся 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 оказывалось наклонение стрелки, принимавшей вертикальное положение над полюсами.

Идея Гильберта, что Земля — большой постоянный магнит, не выдержала испытанием временем. Значительно позже, в XIX веке французским ученым Пьером Кюри (1859-1906) было установлено, что при высоких температурах (а в недрах Земли они весьма высоки) постоянный магнит размагничивается. Об этом — ниже.

Проблема магнетизма Земли, остальных планет, а также и других небесных тел — одна из старейших проблем классического естествознания — с новой остротой встала в наши дни перед естествоиспытателями, и ее полного разрешения нет и поныне. Об этом нам предстоит много говорить ниже. И пусть не все возникающие здесь проблемы уже нашли разрешение, но их масштаб мы понимаем все яснее. Значение и роль трудов Гильберта остаются непреходящими.

Если магнитами, хотя бы из-за прикладных целей мореплавания, уже немного интересовались и до Гильберта, то в исследовании электричества он безусловно и безоговорочно был первым. И здесь ему принадлежат важные достижения. Даже первый прибор — прообраз известного любому школьнику электроскопа (он назвал его «версором») был придуман им. Гильберт установил, что электризация (тоже его термин) происходит при натирании не только янтаря, но также и многих тел другого состава, в том числе стекла.

Гильберту удалось экспериментально обнаружить даже такие тонкие эффекты, как влияние пламени на заряженные тела. Значительно опережая свое время, Гильберт высказывал догадку о связи нагревания с тепловым движение частиц тел. Но попытка Гильберта понять природу магнетизма потерпела, естественно, в те давние времена неудачу, хотя он постоянно думал об этом и выдвигал ряд идей, включая даже приписывание магниту души.

Должная оценка провидческих трудов Гильберта как в области физики, так и в методологии науки, появилась лишь теперь, через 400 лет после выхода его гениальных творений.

<<<Назад Страница 3 Далее>>>

WalkInSpace.Ru

Правила:

«Путешествие в космос» © 2024

Использование материалов допускается при условии указания авторства WalkInSpace.ru и активной ссылки на www.WalkInSpace.ru.

Используются технологии uCoz