Гильберт Уильям (физик)

* * *

ГИ́ЛЬБЕРТ (Gilbert, Gylberde) Уильям [24 мая 1544, Колчестер — 10 декабря (30 ноября) 1603, Лондон], 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 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 и Дж. Бруно.

После смерти Елизаветы Тюдор в 1603 Гильберт был оставлен лейб-медиком при новом короле Якове I, 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, 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 (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.

Автор: В.И. Григорьев