Terrella Gilberta - model       magnetycznej Ziemi

   Rozpoczął czytając i badając całokształt dostępnej mu literatury i nie znalazł niczego wartościowego na ten temat.. Następnie obmyślił i przeprowadził własne doświadczenia, nie tylko na siłach magnetycznych, ale i elektrycznych ("electrick"  jego własna nazwa), uważając, że obie te siły są wzajemnie zależne. Do swoich badań używał żelaziaka magnetycznego, rodzaju magnetytu, jak i sztucznie namagnesowanego żelaza. Rozumiał też w pełni magnetyzm indukcyjny, zjawisko, w którym kawałek niemagnetycznego żelaza umieszczony chwilowo w pobliżu magnesu stałego, nabiera jego wlaściwości.

   Następnie zaobserwował, że igła małego magnesu ("versorium") przesuwana koło magnesu kulistego, wiernie odtwarzała zachowanie się igły kompasu. Nie tylko igła kierowała się ku biegunowi powstrzymywana w płaszczyźnie "horyzontalnej" stykającej się z kulą, ale i kierowała się w dół pod kątem (patrz: ilustracja powyżej), przytwierdzona na horyzontalnej osi, odtwarzając w ten sposób "inklinację magnetyczną", odkrytą w 1581 przez Roberta Normana. Eksperymenty Gilberta z jego okrągłą "terrellą" ("little Earth") przekonały go o tym, co stało się jego głównym odkryciem. Zaproponował więc tezę, iż tajemnicze kierowanie się igły kompasu powodowane jest faktem, że Ziemia sama jest gigantycznym magnesem.

William Gilbert

   William Gilbert (1544-1603) był z zawodu lekarzem, mianowanym w 1601 nadwornym medykiem królowej Elżbiety I. Królowa zmarła dwa lata póżniej, a sam Gilbert niedługo po niej, podczas epidemii, która nawiedzała Londyn dość często. Jednak jego życiową pasją był magnetyzm, a "De Magnete" podzielona na sześć ksiąg była z pewnością jego największym osiągnięciem. Edward Wright, który napisał wstęp do "De Magnete", odnotował:

".. tak więc uwierz mi ... twoje księgi o magnesie przyniosą więcej pożytku uwiecznieniu twojego imienia niż pomnik jakiegoś wielkiego magnata umieszczonego na twoim grobie."

   "De Magnete" to książka napisana po łacinie, ale są dostępne dwa doskonałe tłumaczenia Paula Fleury Mottelay (1893), będące ciągle w druku (Dover Books, $13.95) i bardziej okazałe, Silvanusa Thompsona (1900), będące zródłem cytatów tu używanych. Nawet przetłumaczona książka jest dość trudna, utkana niejasnymi zwrotami i paragrafami ciągnącymi się przez kilka stron. Mimi to, widać, że autor dołożył wszelkich starań, by narzucić materiałowi sens. Zagadkowym i przeczącym sobie stwierdzeniom i obserwacjom nadał jakiś logiczny wzór. To jest właśnie nauka w najbardziej surowej formie. Gilbert newt może stał "na ramionach gigantów", ale musiał budować naukowe podejście od fundamentu.     Gilbert był często spostrzegawczym obserwatorem, ale to nie wystarczało. Zauważył, że wilgoć zakłócała elektryczność statyczną (np. z wilgotnego oddechu), ale powłoka oleju jej nie zakłócała, ponieważ krople wody były przyciągane. Zauważył, iż siła magnetyczna nie zanikała w płomieniu, jednakże rozgrzane do czerwoności żelazo ją traciło. Co to wszystko znaczyło, tego mógł się tylko domyślać...

   Kiedy już znane są odpowiedzi, już nigdy nie można uchwycić mgły ignorancji, frustracji niewiedzy, niemożności widzenia oczywistych związków. Poprzez lekturę "De Magnete" możemy być chyba najbliżej przeżycia takich doświadczeń. Gilbert słusznie zauważył, że żeliwo słabo się magnetyzowało i że długie pręty żelazne miały swoje bieguny magnetyczne na końcach. Dlaczego? W jaki sposób? Łatwo nam kiwać przemądrzale głową i mówić: tak, to żelazo podczas chłodzenia i przekraczania punktu stygnięcia, wychwytuje otaczające je pole magnetyczne Ziemi, a linie pola ukierunkowane wzdłuż jego podłużnego kształtu, tworzą spotęgowany efekt na jego końcach. Ale to wszystko wiemy teraz, a pytania były zadane wtedy.

   Nie wszystkie jego twierdzenia wytrzymały próbę czasu. Gilbert wierzył bowiem, ze magnetyzm Ziemi i jej krążenie miałyby mieć wspólną przyczynę: fakt że magnetyczna i astronomiczna północ były tak blisko siebie wydawał się być zbyt przypadkowym. Jednakże zwykłe przypuszczenia, zupełnie dziś zdyskredytowane, były brane jeszcze niedawno na serio na początku dwudziestego wieku dzięki P.M. Blackettowi. Co do krążenia Ziemi Gilbert nie miał najmniejszych wątpliwości. Inni może widzieli Ziemię jako centrum stworzenia, wokół którego wirowały gwiazdy i inne ciała niebieskie, ale Gilbert, po przekalkulowaniu ich prędkości, stwierdził, iż są niewiarygodnie duże.

   Nie zapominajmy przy tej okazji, że rok 1600 był również rokiem, kidy Giordano Bruno spłonął na stosie. Twierdzenia, o krążeniu Ziemi musiały (mimo wszystko) zgadzac się z dogmatami religijnymi. Edward Wright, w swoim wstępie próbował to zrobić w następujących słowach:

"Ani rzeczy mające miejsce w pismach swiętych nie wydają się być zupełnie sprzecznymi z doktryną o ruchu Ziemi; ni też intencją Mojżesza jak i Proroków nie było szerzenie jakichkolwiek matematycznych, lub fizycznych dokładności, lecz tylko przypasowanie się rozumieniu pospólstwa w ich sposobie mowienia, tak jak mamki przywykłe są z niemowlętami i nie wdają się w zbyteczne szczegóły..."

   Jeżeli krążenie i magnetyzm by były zależne od siebie, to dlaczego igła kompasu rzadko wskazuje północ (właściwą) geograficzną, a wykazuje niewielkie "odchylenie" (dzis nazywane "deklinacją")? Gilbert zauważył, że na północnym Atlantyku to odchylenie było skierowane do najbliższego kontynentu: w kierunku Europy, gdy pomiary miały miejsce przy niej, a gdy dokonywano ich przy Ameryce, właśnie w jej kierunku. I tak doszedł do genialnego wniosku, że jeśli Ziemia by była idealną kulą, to te dwa kierunki powinny zawsze się zbiegać. Jednakże Ziemia nie jest zupełnie kulista: ocean Atlantycki tworzy rozcięcie na swojej powierzchni (woda widocznie nie wpływa na magnetyzm), podczas gdy Europa i Afryka na wschodzie, a Ameryka na zachodzie wznoszą się powyżej przeciętnej wysokości i mogą wzmacniać przyciąganie magnetyczne.

"Uszkodzona" kula zrobiona z żelaziaka     magnetycznego Gilberta

Swoje założenie Gilbert sprawdził przez doświadczenie:

"Użyjmy żelaziaka magnetycznego, nieco niedoskonałego w niektórych miejscach i uszkodzonego korozją (takiego, który by kształtem przypominał Atlantyk albo wielki ocean). "

   Przesuwając iglę kompasu po uszkodzonej terrelli, Gilbert potwierdził swe przypuszczenia. Dalej od wklęsłego miejsca, jak i w jego środku "versorium" kompas wskazywał biegun magnetyczny. Jednakże przy brzegach wgłębienia, kierunek igły (słabo widoczny na rysunku) odchyla się ku jego nieuszkodzonym miejscom, tak jak igła kompasu przy brzegach Europy, lub Ameryki odchylała się ku pobliskim kontynentom.

   Ponieważ wzniesienia i doliny globu nie zmieniały się (przynajmniej w skali historii ludzkości), Gilbert śmiało przewidział, że "odchylenie" się nie zmieni: Because dips and rises in the globe did not change (at least, on the scale of human history), he boldly predicted that the "variation" will stay unchanged:

"Jeżeli tylko nie nastąpi jakiś rozpad kontynentu i obniżenie lądu, takie, jak w okolicy Atlantydy, o której wspomina Platon i starożytni, to odchylenia pozostaną nieskończenie niezmienne..."

    Niestety nawet przewidywania poparte eksperymentem mogą chybić. Przekonał się o tym Gellibrand około 1634, gdy stwierdził, że pole magnetyczne ciągle się zmienia, i dlatego właśnie nowe IGRF (International Geomagnetic Reference Field, tlum. 'międzynarodowe względne pole magnetyczne') musi być wyliczane - według najnowszych obserwacji - mniej więcej co dziesięć lat.

   Język "De Magnete" jest o wiele bardziej upiększony niż jakikolwiek współczesny wydawca by zaakceptował. O ileż bardziej sztywna jest współczesna proza naukowa w porownaniu do sółw Gilberta! A oto w jaki sposób zaproponował użycie inklinacji magnetycznej (jego termin: "deklinacja"), by wyliczyć szerokość geograficzną na morzu , przy zachmurzonym niebie:

"Możemy ujrzeć jak daleka od nikczemnej jest filozofija magnetyczna, jak zgodna, jak pożyteczna, jak boska! Źeglarze, kiedy pośród burzy trącani w odmętach, a przy zachmurzonym niebie nie mogący przy użyciu ciał niebieskich dowiedzieć się czegokolwiek o miejscu, czy stronie świata, w której się znajdują, z niewielkim trudem przy użyciu małego instrumentu mogą znaleźć spokój i wydedukować szerokość geograficzną tegoż miejsca."

   Gilbert obmyślił nawet przyrząd do mierzenia inklinacji magnetycznej (rysunek przyrządu). W praktyce ta metoda nie wskazuje jednak dokładnej szerokości, ale to były przecież początki. W dzisiejszych czasach używa się systemu satelitarnego (GPS), służącego o wiele lepiej, ale czy ktokolwiek sławił go takim poetyckim językiem jak Gilbert?

  A wierzący dziś w holistyczną moc magnetycznych branzolet mogliby rownież zwrócić uwagę na urządzenie Gilberta:

"Aplikowanie żelaziaka magnetycznego na różnego rodzaju bóle głowy już ich nie leczy (jak niektórym się wydaje) tak jak i żelazny chełm albo stalowa czapka. "

   Nasza wiedza na temat magnetyzmu Ziemi i magnetyzmu w szerokim tego słowa znaczeniu zaszła daleko w ciągu minionych 400 lat od ujrzenia po raz pierwszy przez "De Magnete" swiatła dziennego. Nalezałoby przeczytać książkę, lub przynajmniej jej część, by zrozumieć o ile nasze rozumienie tych zjawisk jest lepsze.
    To nie dlatego, że jesteśmy teraz mądrzejsi, lub genialni, ale dlatego, że stoimy na ramionach olbrzymow, a Gilbert był niewątpliwie jednym z nich.

Podłoże historyczne:   Londyn na przełomie XVI i XVII wieku

Następny rozdział:   Więcej o "De Magnete",;

lub rozdział:   Magnetyzm od Gilberta do roku 1820

          William Gilbert and the Science of his Time ('W.G. a nauka tamtych czasów') profesora Sydneya Chapmana. str. 132-136.
          William Gilbert: His Place in the Medical World (W.G.: jego miejsce w świecie medycznym') Sira Waltera Langdon-Browna, str. 136-139.

Autor i kurator:  Dr. David P. Stern
     Kontakt: Dr.Stern:   audavstern(malpa)erols.com .

Jan Motyka, były student slawistyki Uniwersytetu Sląskiego, a obecnie zamieszkały w Stanach Zjednoczonych przetłumaczył (w wielkim pośpiechu) tę stronę na język polski. Ewentualne uwagi co do przekładu, a nawet braku znaków diakrytycznych, lub właściwego użycia terminologii proszę kierować na: e-mail: jmotyka_(malpa)excite.com , (jmotyka_(malpa)excite.com), by mogły być skorygowane.

Last updated 20 November 2003