自然科学名家名作中的为什么
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伽利略为什么称《论磁》一书“伟大到令人嫉妒”?

《论磁》是吉尔伯特1600年在英国伦敦出版的一部科学名著。在这部著作中,吉尔伯特介绍了他发现的磁倾角,提出了质量、力等新概念,创造了“电”这个新词,在物理学史上留下了不朽的位置。在这部著作的影响下,人们开始研究寻求行星规则运动的“力”的原因,开辟了近代新的物理学。

中国人发明的指南针经由阿拉伯人传入欧洲之后,很快在航海业中得到广泛的使用。13世纪时,帕雷格里纳斯曾对磁针进行过研究,但这项工作不久即被人遗忘。直到16世纪后期,英国科学家威廉·吉尔伯特重新对磁针进行研究,大大发展了人们对磁针特性的了解。

吉尔伯特1544年5月24日生于英国埃塞克斯郡的科尔切斯特,1569年在剑桥大学获医科学位,1573年在伦敦定居,成为当时的名医,1600年被任命为皇家医学院院长,1601年被招为伊丽莎白女王的宫廷医生,享受丰厚的年薪。吉尔伯特终生独身,将闲暇时间全都用于搞物理实验,主要研究磁学。

吉尔伯特在研究磁学的过程中发现了磁倾角。当一个小磁针放在地球上除南北极之外的地方时,它有一个朝向地面的小小倾斜,这是因为地磁极吸引的结果。吉尔伯特由磁倾角推测,地球是一块大磁石,而且用一个球形的磁石做了一个模拟实验,证明了磁倾角确实来源于球状大磁石。由于地球有磁极,因此吉尔伯特指出“所有的仪器制造师、航海家,在把天然磁石的北极当成磁石倾向于北方的部分时显然是错了”,磁针的北极指的是南极。

牛顿物理学的一个基本要点是区分了质量和重量,有了这个区分,力学才突破了感性经验的范围进入了纯理论的领域。吉尔伯特在研究磁力时就指出,一个均匀磁石的磁力强度与其质量成正比,这是历史上第一次独立于重量而提到质量。除了研究磁力外,吉尔伯特还注意到了自然界中其他类型的吸引力。比如,人们早就知道摩擦琥珀,就能将细小物体吸起来,而吉尔伯特发现,除琥珀外,还有许多物体经摩擦后都有吸引力,他将这类吸引力归结为电力,并用希腊文琥珀(e1ektron)一词创造了“电”(e1ectricity)这个新词。他还通过实验具体测定了各种吸引力的大小,发现磁力只吸引铁,而电力则太微弱。

吉尔伯特提出了“力”的概念,虽然这个概念还不成熟,但他通过“磁力”这一特殊的力,揭示了自然界中某种普遍的相互作用。他对力的解释也是相当古典的,他像希腊人那样相信万物皆有灵魂,而地球的灵魂即是磁力,力像以太阳那样放射和弥漫,将四周的物体拖向自身。这种解释虽然不够近代,但对开辟近代新的物理学十分有用。

1600年,吉尔伯特把他的这些研究成果写成《论磁》一书,在伦敦出版。由于在这本书中,吉尔伯特有对磁学的研究,发现了磁倾角;有对地学的研究,证实了地球是一块大磁石;有对力学的研究,提出了质量、力等新概念;有对静电学的研究,创造了“电”这个新词。特别是在这本书中的科学思想的激励下,人们才开始寻求行星规则运动的“力”,导致近代新的物理学兴起。所以,近代物理学之父伽利略称赞这本书“伟大到令人嫉妒”。

吉尔伯特于1603年去世。他生前赞同哥白尼学说,由于他在英国社会中是有身份的人物,所以对日心学说在英国的传播起了很大的作用。