William Gilbert

William Gilbert còn được gọi là Gilberd (sinh ngày 24 tháng 5 năm 1544 - mất 30 tháng 11 năm 1603) là nhà vật lý học, bác sĩ và triết học tự nhiên người Anh. Ông được xem là cha đẻ của kỹ thuật điện, điện và từ tính.
Ông là một trong những nhà khoa học lớn của Anh cũng như của châu Âu thời kỳ Phục hưng. Ông là người cách tân quan trọng trong lịch sử điện từ học. Tác phẩm chứng minh rõ nhất điều đó chính là tác phẩm "Luận về nam châm, các vật từ và về nam châm khổng lồ là Trái Đất". Tác phẩm được xuất bản vào năm 1600. Trong tác phẩm này, Gilbert đã tổng hợp những hiểu biết của con người về điện và từ từ thời nguyên thủy đến thời kỳ Phục hưng. Đồng thời, ông cũng trình bày những thí nghiệm để chứng tỏ những ý kiến của mình như việc Trái Đất là một nam châm khổng lồ. Tác phẩm lớn nhất của ông đã mở đầu cho một thời kỳ mới của lịch sử điện từ học. Từ đây, con người có thể tìm hiểu và khai thác một trong những nguồn năng lượng ưu việt nhất, quan trọng nhất, điện. Tuy vậy, người ta nhắc rất ít về Gilbert và ông trở thành nhà khoa học bị lãng quên.
Tiểu sử và sự nghiệp.
Gilbert sinh ra ở Colchester với Jerome Gilbert, một quan tư pháp của quận. Ông được đào tạo tại Trường Cao đẳng St John, Cambridge. Sau khi lấy bằng Bác sĩ Y khoa từ Cambridge vào năm 1569, và một thời gian ngắn với tư cách là học giả của Trường Cao đẳng St John, ông rời đi để hành nghề y ở London và đi du lịch khắp lục địa. Năm 1573, ông được bầu làm Uỷ viên của Đại học Bác sĩ Hoàng gia. Năm 1600, ông được bầu làm Hiệu trưởng của trường. Ông là bác sĩ riêng của Elizabeth I từ năm 1601 cho đến khi bà qua đời vào năm 1603, James VI và I đã gia hạn cuộc hẹn với ông.
Công trình khoa học chính của ông - lấy cảm hứng từ nhiều tác phẩm trước đó của Robert Norman - là "De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure" ("Luận về nam châm, các vật từ và về nam châm khổng lồ là Trái Đất") xuất bản năm 1600. Trong tác phẩm này, ông mô tả nhiều thí nghiệm của mình với mô hình Trái đất được gọi là "terrella". Từ những thí nghiệm này, ông kết luận rằng bản thân Trái đất có từ tính và đây là lý do la bàn chỉ hướng bắc (trước đây, một số người tin rằng chính ngôi sao cực (Polaris) hoặc một hòn đảo từ tính lớn ở cực bắc đã hút la bàn). Ông là người đầu tiên lập luận rằng tâm Trái đất là sắt, và ông coi một đặc tính quan trọng và có liên quan của nam châm là chúng có thể bị cắt, mỗi miếng tạo thành một nam châm mới với các cực bắc và nam.
Trong Quyển 6, Chương 3, ông lập luận ủng hộ sự quay trong ngày, mặc dù ông không nói về thuyết nhật tâm, nói rằng thật vô lý khi nghĩ rằng các thiên cầu bao la (thậm chí nghi ngờ rằng chúng có tồn tại) quay hàng ngày, trái ngược với quay ngày của Trái đất nhỏ hơn nhiều. Ông cũng cho rằng các ngôi sao "cố định" ở những khoảng cách thay đổi từ xa chứ không cố định vào một quả cầu tưởng tượng. Ông tuyên bố rằng nằm "trong ête mỏng nhất, hoặc trong bản chất thứ năm tinh tế nhất, hoặc trong chân không - làm thế nào các ngôi sao có thể giữ vị trí của chúng trong vòng xoáy mạnh mẽ của những quả cầu khổng lồ này được tạo thành từ một chất mà không ai biết về nó?"
Từ tiếng Anh "điện" được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1646 bởi Sir Thomas Browne, bắt nguồn từ từ 1600 Neo-Latin "electricus" của Gilbert, có nghĩa là "giống như hổ phách". Thuật ngữ này đã được sử dụng từ thế kỷ 13, nhưng Gilbert là người đầu tiên sử dụng nó với nghĩa là "giống như hổ phách trong các đặc tính hấp dẫn của nó". Ông nhận ra rằng ma sát với những vật thể này đã loại bỏ cái gọi là "effluvium", thứ sẽ gây ra hiệu ứng hút khi quay trở lại vật thể, mặc dù ông không nhận ra rằng chất này (điện tích) là phổ biến đối với mọi vật liệu.Dòng điện từ khác nhiều so với không khí, và vì không khí là dòng chảy của trái đất, nên các vật thể mang điện có dòng điện đặc biệt của riêng chúng; và mỗi effluvium đặc biệt có sức mạnh riêng dẫn đến sự kết hợp, chuyển động của riêng nó đến nguồn gốc, nguồn gốc của nó và đến cơ thể phát ra effluvium.Trong cuốn sách của ông, ông cũng nghiên cứu tĩnh điện bằng hổ phách; hổ phách được gọi là "elektron" trong tiếng Hy Lạp, vì vậy Gilbert quyết định gọi tác dụng của nó là "lực điện". Ông đã phát minh ra khí cụ đo kiểm đầu tiên, máy quang điện, dưới dạng một cây kim có trục mà ông gọi là "Versorium".
Giống như những người khác cùng thời, ông tin rằng pha lê (thạch anh) là một dạng nước đặc biệt cứng, hình thành từ băng nén:Đá quý sáng suốt được làm bằng nước; cũng giống như Pha lê, được kết dính từ nước trong, không phải lúc nào cũng bởi cái lạnh quá lớn, như một số người thường đánh giá, và bởi sương giá rất nặng, nhưng đôi khi bởi một loại ít nghiêm trọng hơn, bản chất của đất tạo nên nó, sự hài hước hoặc nước trái cây được đóng trong các khoang xác định, theo cách mà các thanh kiếm được sản xuất trong các mỏ.
— "De Magnete", bản dịch tiếng Anh của Silvanus Phillips Thompson, 1900Gilbert lập luận rằng điện và từ không giống nhau. Để làm bằng chứng, ông (không chính xác) đã chỉ ra rằng, trong khi lực hút điện biến mất cùng với nhiệt, thì lực hút từ tính thì không (mặc dù người ta đã chứng minh rằng trên thực tế, từ tính có bị hư hại và yếu đi cùng với nhiệt). Hans Christian Ørsted và James Clerk Maxwell đã chỉ ra rằng cả hai hiệu ứng đều là các khía cạnh của một lực duy nhất: lực điện từ. Maxwell đã phỏng đoán điều này trong "Chuyên luận về Điện và Từ trường" sau nhiều phân tích.
Từ tính của Gilbert là lực vô hình mà nhiều nhà triết học tự nhiên khác đã nắm bắt một cách sai lầm khi điều khiển các chuyển động mà họ quan sát được. Trong khi không quy từ tính cho lực hút giữa các vì sao, Gilbert đã chỉ ra chuyển động của bầu trời là do Trái đất quay chứ không phải chuyển động quay của các quả cầu, 20 năm trước Galileo (nhưng 57 năm sau Copernicus, người đã công khai tuyên bố điều đó trong tác phẩm "De Revolutionibus orbium coelestium" xuất bản năm 1543 ) (xem tài liệu tham khảo bên ngoài bên dưới). Gilbert đã thực hiện nỗ lực đầu tiên để lập bản đồ đánh dấu bề mặt trên Mặt trăng vào những năm 1590. Biểu đồ của ông, được thực hiện mà không sử dụng kính thiên văn, cho thấy đường viền của các mảng tối và sáng trên bề mặt Mặt trăng. Trái ngược với hầu hết những người cùng thời, Gilbert tin rằng những đốm sáng trên Mặt trăng là nước, còn những đốm đen là đất.
Bên cạnh cuốn De Magnete của Gilbert, năm 1651 xuất hiện tại Amsterdam một tập tứ tấu gồm 316 trang có tựa đề "De Mundo Nostro Sublunari Philosophia Nova" (Triết học mới về Thế giới dưới Mặt trăng của chúng ta), được biên tập – một số người cho là do em trai của ông là William Gilbert Junior, và những người khác cho rằng do học giả và nhà phê bình nổi tiếng người Anh John Gruter – từ hai bản thảo được tìm thấy trong thư viện của Sir William Boswell. Theo John Davy, "tác phẩm này của Gilbert, vốn rất ít được biết đến, là một tác phẩm rất đáng chú ý cả về phong cách lẫn chất liệu; và nó có sức sống và năng lượng biểu đạt rất phù hợp với tính độc đáo của nó. hiểu biết sâu sắc và thực tế về triết học tự nhiên hơn Bacon, sự phản đối của ông đối với triết học của các trường phái mang tính tìm kiếm và cụ thể hơn, đồng thời có lẽ kém hiệu quả hơn một chút." Theo ý kiến của Giáo sư John Robison, De Mundo bao gồm một nỗ lực thiết lập một hệ thống triết học tự nhiên mới trên đống đổ nát của học thuyết Aristotle.
William Whewell nói trong "Lịch sử Khoa học Quy nạp" (1859):Trong tác phẩm của ông, De Magnete in năm 1600, chỉ có một số quan niệm mơ hồ rằng từ tính của trái đất theo một cách nào đó quyết định hướng của trục trái đất, tốc độ quay trong ngày của nó và tốc độ quay của mặt trăng. nó. Gilbert mất năm 1603, và trong tác phẩm để lại của ông ("De Mundo nostro Sublunari Philosophia nova", 1631), chúng ta đã có một tuyên bố rõ ràng hơn về sức hút của vật thể này với vật thể khác. "Lực phát ra từ mặt trăng chạm tới trái đất, và theo cách tương tự, từ tính của trái đất lan tỏa khắp khu vực của mặt trăng: cả hai tương ứng và kết hợp với nhau bằng hành động chung của cả hai, theo tỷ lệ và sự phù hợp của chuyển động, nhưng trái đất có nhiều tác dụng hơn do khối lượng vượt trội của nó; trái đất hút và đẩy mặt trăng, và mặt trăng trong những giới hạn nhất định, trái đất; không phải để làm cho các vật thể xích lại gần nhau, như các vật thể từ tính, nhưng để họ có thể tiếp tục trong một khóa học liên tục." Mặc dù cụm từ này có khả năng trình bày rất nhiều sự thật, nhưng dường như nó không được kết nối... với bất kỳ khái niệm rất rõ ràng nào về hoạt động cơ học một cách chi tiết.Gilbert qua đời vào ngày 30 tháng 11 năm 1603 tại London. Nguyên nhân cái chết của ông được cho là do bệnh dịch hạch.
Gilbert được chôn cất tại quê nhà, ở Nhà thờ Holy Trinity, Colchester. Bức tường bằng đá cẩm thạch của ông vẫn có thể được nhìn thấy trong nhà thờ Saxon này, hiện đã được giải mã và được sử dụng làm quán cà phê và chợ.
Bình luận về Gilbert.
Francis Bacon không bao giờ chấp nhận thuyết nhật tâm của Copernicus và chỉ trích công trình triết học của Gilbert ủng hộ chuyển động trong ngày của Trái đất. Những lời chỉ trích của Bacon bao gồm hai tuyên bố sau đây. Điều đầu tiên được lặp lại trong ba tác phẩm của ông—"In the Advancement of Learning" (1605), "Novum Organum" (1620) và "De Augmentis" (1623). Tuyên bố thứ hai gay gắt hơn là từ "Lịch sử các vật thể nặng và nhẹ" xuất bản sau cái chết của Bacon.Các Nhà giả kim đã tạo ra một triết lý từ một vài thí nghiệm của lò lửa và Gilbert, người đồng hương của chúng ta, đã tạo ra một triết lý từ những quan sát về đá nam châm.
[Gilbert] đã trở thành một thỏi nam châm; nghĩa là, anh ta đã gán quá nhiều thứ cho lực lượng đó và đóng một con tàu từ vỏ sò.Thomas Thomson viết trong cuốn "Lịch sử Hiệp hội Hoàng gia" (1812):Các định luật từ tính lần đầu tiên được khái quát hóa và giải thích bởi Tiến sĩ Gilbert, người có cuốn sách về từ tính xuất bản năm 1600, là một trong những ví dụ điển hình nhất về triết học quy nạp đã từng được trình bày cho thế giới. Nó đáng chú ý hơn, bởi vì nó có trước Novum Organum của Bacon, trong đó phương pháp quy nạp triết học lần đầu tiên được giải thích.William Whewell viết trong cuốn "Lịch sử Khoa học Quy nạp" (1837/1859):
Gilbert... liên tục khẳng định giá trị tối thượng của các thí nghiệm. Bản thân ông ta, chắc chắn, đã hành động theo giới luật của chính mình; vì công trình của ông chứa đựng tất cả các sự kiện cơ bản của khoa học [về từ tính], thực sự đã được kiểm tra đầy đủ đến mức ngay cả cho đến ngày nay chúng ta vẫn còn rất ít điều để thêm vào chúng.
Nhà sử học Henry Hallam đã viết về Gilbert trong tác phẩm "Giới thiệu về Văn học Châu Âu trong Thế kỷ Mười lăm, Mười sáu và Mười bảy" (1848):Năm 1600 là năm đầu tiên nước Anh tạo ra một công trình đáng chú ý về khoa học vật lý; nhưng điều này là đủ để nâng cao danh tiếng lâu dài cho tác giả của nó. Gilbert, một bác sĩ, trong chuyên luận bằng tiếng Latinh về nam châm, không chỉ thu thập tất cả kiến thức mà những người khác có được về chủ đề đó, mà còn ngay lập tức trở thành cha đẻ của triết học thực nghiệm ở hòn đảo này, và nhờ sự vui vẻ và nhạy bén hiếm có của thiên tài, người sáng lập các lý thuyết đã được hồi sinh sau nhiều thời đại, và hầu như được chấp nhận rộng rãi trong tín ngưỡng của khoa học. Bản thân từ tính của trái đất, giả thuyết ban đầu của chính ông, nova illa nostra et inaudita de Tellure sententia [quan điểm mới và chưa từng có của chúng ta về hành tinh]... hoàn toàn không phải là một trong những phỏng đoán mơ hồ mà đôi khi được hoan nghênh quá mức... Ông dựa trên sự tương tự của các hiện tượng trên mặt đất với những hiện tượng được thể hiện bởi cái mà ông gọi là terrella, hay nam châm hình cầu nhân tạo. ...Gilbert cũng là một trong những người đầu tiên theo thuyết Copernicus của chúng ta, ít nhất là về sự quay của trái đất; và với sự khôn ngoan thông thường của mình, ông đã suy luận, trước khi phát minh ra kính viễn vọng, rằng có vô số ngôi sao cố định nằm ngoài tầm nhìn của chúng ta.Walter William Bryant của Đài thiên văn Hoàng gia, Greenwich, đã viết trong cuốn sách Kepler (1920) của mình:Khi Gilbert ở Colchester, trong “Triết học mới” của mình, dựa trên những nghiên cứu của ông về từ tính, đề cập đến thủy triều, ông không cho rằng mặt trăng hút nước, mà cho rằng “các linh hồn và sự hài hước ngầm, trỗi dậy trong sự đồng cảm với mặt trăng, làm cho nước biển cũng dâng lên và chảy vào các bờ và các sông”. Có vẻ như một ý tưởng, được trình bày theo một cách nào đó như thế này, dễ dàng được đón nhận hơn là một tuyên bố đơn giản. Cái gọi là phương pháp triết học này, trên thực tế, được áp dụng rất phổ biến, và Kepler, người chia sẻ sự ngưỡng mộ của Galileo đối với công trình của Gilbert, đã áp dụng nó trong nỗ lực của riêng ông nhằm mở rộng ý tưởng về lực hút từ trường đối với các hành tinh.