Гильберт

В этой главе автор касается очень разобщенных тем. Что случится с магнитом, если положить рядом с ним бриллианты. Что такое терра и терреллы. Почему магнит - магнит. Дело в душе - отвечает Гильберт.

Гильберт

Гильберт будет жить, пока 
магнит будет притягивать.

Д. Драйден

Стратфорд на Эйвоне, 1965 год... Выставка "Шекспир и его время". Мне было вдвойне интересно посетить ее, поскольку я только-только начал собирать материал о Гильберте. А Гильберт и Шекспир почти сверстники. Поэтому "...и его время" было для меня очень кстати.

...Пестрые россыпи туристов, прилавки с сувенирами остаются позади. Вы машинально протягиваете контролеру свой билетик, делаете шаг по пластиковому полу сквозь алюминиевый короб ультрасовременной двери и оказываетесь в... 16-м веке. С темных, старательно закопченных сводов свисают масляные светильники. На стенах - заржавленные двуручные мечи и прорубленные от плеча до пояса кольчуги. Только что смолкли шумные схватки закованных в броню трусливых приверженцев Алой и Белой Роз. "Старая добрая Англия" еще не подозревает о том, что где-то далеко, за студеными морями есть такая страна - Россия. В это смутное время в небольшом английском городке Стратфорде в семье Джона Шекспира рождается сын Вильям... Другому Вильяму, Гильберту, который прославится впоследствии как первый человек, посмотревший на магнит с научных позиций, исполняется в это время двадцать четыре года.

Детство его не отличалось, наверное,, от детства Шекспира. В зале "Детство" человечки из папье-маше, замерев, перепрыгивают через палки, пляшут под свирель и играют в бабки.

Потом дороги их расходятся. Шекспир оканчивает обычную школу с латынью и греческим, преподносимыми учителем-педантом, одетым в ослепительно белые носки и шляпу, и восемнадцати лет женится на двадцатишестилетней Анне Гесуе.

Гильберт после школы поступает в колледж святого Джона в Кембридже, через два года становится бакалавром, через четыре - магистром, через пять - доктором медицины. Гильберт всю жизнь был убежденным холостяком.

Вскоре после женитьбы Шекспир от "счастливой семейной жизни" уезжает в Лондон. В это время миллионы англичан пали жертвой страшной эпидемии чумы. Зал чумы - один из самых страшных на выставке. Громадная, натуралистически выполненная зараженная туша быка висит на площади. В грубо сколоченных клетках заперты навечно зачумленные. Через скрытые в стенах репродукторы непрерывно передаются ропот средневековой толпы, ржанье перепуганных лошадей, плач женщин и детей, нагнетающие подавленное настроение.

А Лондон все равно веселится. Королева Елизавета, слывшая непорочной, хотела взять от быстротечной жизни все, что можно. Поводом для веселья был разгром испанской "непобедимой армады". Фаворит королевы граф Эссекс делает все, чтобы королеве было весело. Театры создаются десятками. В одном из них присматривает за лошадьми посетителей Вильям Шекспир.

Человек, находящийся между полюсами сильного магнита, накик не ощущает этого

Вильям Гильберт к тому времени достиг гораздо большего. Он присматривает за... самой королевой Елизаветой. Вильям Гильберт стал лейб-медиком королевы.

Трудно сказать, почему именно медик написал первую научную работу по магнетизму. Может быть, это было связано с тем, что толченый магнит у средневековых лекарей считался... сильным слабительным. Сам Гильберт считал, что магнитное железо "...возвращает красоту и здоровье девушкам, страдающим бледностью и дурным цветом лица, так как оно сильно сушит и стягивает, не причиняя вреда".

Однако горький опыт показал Гильберту, что магниты при приеме внутрь иногда "...вызывают мучительные боли во внутренностях, чесотку рта и языка, ослабление и сухотку членов".

Может быть, экскурсы Гильберта в природу магнетизма и были порождены желанием узнать, где истина - является магнит лекарством или нет. Гильберт приходит к выводу, что "природа магнита двойственная, и больше - зловредная и пагубная". По пути к этому выводу Гильберт делает ряд других, значительно более ценных. Что было известно в Европе о магните до Гильберта?

В 1269 году Пьер Перегрин из Марикурта во время вынужденного безделья при осаде небольшого итальянского городка Люцера написал книжку "Письма о магните", в которой собрана масса сведений о магните, накопившихся до. него и открытых им лично. Перегрин впервые говорит о полюсах магнитов, о притяжении ("совокуплении") разноименных полюсов и отталкивании одноименных, об изготовлении искусственных магнитов путем натирания железа естественным природным магнитом, о проникновении магнитных сил через стекло и воду, о компасе. Причину притяжения южного и северного полюсов Перегрин и его последователи объясняли довольно туманно: "Южная часть притягивается той, которая имеет свойства и природу севера, хотя они обе имеют одну и ту же специфическую форму. Однако это не исключает некоторых свойств, существующих более полно в южной части. Но эти свойства северная часть имеет лишь в возможности, и поэтому они при этой возможности и проявляются".

Ценность этой точки зрения заключалась в том, что она, наводя на размышления, привела средневекового мыслителя Аверроэса к гениальной догадке. По его мнению, естественный магнит искажал ближайшее к нему пространство в соответствии с его формой. Ближайшие к магниту области среды в свою очередь искажали ближайшие к ним, и так до тех пор, пока эти "специи" не достигали железа. В этих рассуждениях впервые дан намек на магнитное поле - особую форму материи.

До Гильберта было известно и явление "старения магнитов". Так, алхимик Гебер (XII в.) пишет: "У меня был магнит, поднимавший 100 драхм железа. Я дал ему полежать некоторое время и поднес к нему другой кусок железа. Магнит его не поднял. В куске оказалось 80 драхм. Значит, сила магнита ослабла".

К другим важнейшим догильбертовским событиям можно отнести открытие в XIV веке магнитного склонения и открытое Колумбом (1492 г.) изменение склонения магнитной стрелки на одной и той же параллели, а также открытие магнитного наклонения Георгом Гартманом (Нюрнберг, 1544 г.).

Кроме этого, о магнитах было известно следующее:

• под хвостом Большой Медведицы имеется магнитный камень;
• прием магнита внутрь "в малых дозах" продлевает молодость;
• если положить магнит под голову спящей женщины, он сбросит с постели прелюбодейку;
• магнит открывает запоры и замки;
• днем магнит притягивает сильнее, чем ночью;
• если потереть магнит чесноком или положить рядом с ним бриллианты, его сила исчезает;
• если же помазать магнит кровью козла, его сила восстанавливается;
• магнит, хранимый в рассоле из рыбы прилипалы, обладает силой извлекать золото, упавшее в самые глубокие колодцы;
• есть магниты, притягивающие серебро, алмазы, яшму, стекло и даже "мясные" и "деревянные" магниты, и т. д. и т. п. в частности, в заволжских степях существует растение, имеющее ноги и называющееся "баранец", притягивающее к себе овец, а затем безжалостно пожирающее их.

Разобраться во всех этих утверждениях и отделить зерна от плевел предстояло Вильяму Гильберту, придворному медику.

В течение 18 лет он на собственные деньги ставит бесчисленное количество опытов, которые в конце концов описываются в книге "О магните, магнитных телах и о большом магните - земле. Новая физиология, доказанная множеством аргументов и опытов", вышедшей в 1600 году. И сам Гильберт и его современники чрезвычайно высоко оценивали этот труд. Так, Гильберт впервые в практике книгопечатания ставит свое имя впереди названия книги, подчеркивая тем самым свои заслуги.

Заслуги его действительно велики. Самой значительной из них явилось то, что он впервые в истории, задолго до Бэкона, провозгласил опыт критерием истины и все положения проверял в процессе специально поставленных экспериментов.

Старинные естественные магниты в 'шлемах'

Изготовив из магнетита шар - терреллу (землицу), Гильберт заметил, что этот шар по магнитным свойствам сильно напоминает землю. У терреллы так же, как у терры (земли) оказались северный и южный полюсы, экватор, изолинии, магнитное наклонение. Эти обстоятельства позволили Гильберту провозгласить Землю "большим магнитом". До Гильберта о магнетизме Земли никто не подозревал, и притяжение южного черного конца магнитной стрелки^* к северному полюсу Земли объяснялось в средние века тем, что "железо направляется к северным звездам, так как ему сообщна сила полярных звезд, подобно тому как за солнцем следуют растения, например подсолнечник".

^* (Кстати, а почему южный конец магнитной стрелки - красный, а северный - черный? Не исключено, что здесь мы используем древнекитайские традиции. Китайцы всегда окрашивали южный конец стрелки в красный цвет. В древнем ассирийском календаре времен Александра Македонского север называется черной страной, юг - красной, восток - зеленой и запад - белой. Городские ворота в Китае окрашивались всегда в соответствии с этим правилом. Вполне вероятно, что такое обозначение стран света было в то время общепринятым, и отголоском этого являются названия Черного и Красного морей, лежащих на юг и север от центрального - Средиземного.)

Гильберт опроверг широко распространенное мнение о влиянии алмазов на магнитные свойства. Он собрал 17 крупных алмазов и в присутствии свидетелей показал, что алмазы никоим образом не влияют на магниты.

Крупный старинный естественный магнит в оправе

Он открыл, что при нагревании магнита выше некоторой температуры его магнитные свойства исчезают; впоследствии эта температура (588°С) была названа точкой Кюри, в честь Пьера Кюри.

Гильберт открыл, что при приближении к одному полюсу магнита куска железа другой полюс начинает притягивать сильнее. Эта идея была запатентована лишь через 250 лет после смерти Гильберта Сименсом.

Гильберт открыл, что предметы из мягкого железа, в течение долгого времени лежащие неподвижно, приобретают намагниченность в направлении север - юг. Процесс намагничивания ускоряется, если по железу постукивать молотком^*.

^* (С этим явлением мне пришлось недавно встретиться в одной из служебных командировок на электростанцию небольшого южного городка. Вызов был странным: "Срочно вылетайте выяснения причин магнитности турбин". Оказалось, что при работе громадных паровых турбин (тогда самых больших в мире) они превращаются в гигантские магниты, собирающие со всего машинного зала болты, шпильки, гвозди, гаечные ключи. При исследовании выяснилось, что турбины поступали уже сильно намагниченными. При транспортировке турбины были расположены с севера на юг, а перестук колес ускорил намагничивание. При работе турбина, вращаясь в собственном магнитном поле, стала генератором постоянного тока и еще больше намагнитила себя этим током. В конце концов турбина превратилась в очень сильный магнит, о чем можно было судить хотя бы по тому обстоятельству, что для снятия с турбины стальной крышки пришлось использовать пятидесятитонный кран.)

Гильберт открыл экранирующее действие железа.

Гильберт открыл, что магнит со "шлемом" или "носом", то есть магнит, вправленный в арматуру из мягкого железа, сильно увеличивает подъемную силу.

Гильберт сделал гениальную догадку о том, что действие магнита распространяется подобно свету.

Гильберт многое сделал и открыл. Но... Гильберт почти ничего не смог объяснить. Все его объяснения носят схоластический и наивный характер. Вот, например, как Гильберт объясняет тот факт, что при разрезании одного длинного магнита образуется много коротких, которые имеют первоначальное направление намагничивания и стремятся сохранить прежнее положение в пространстве. Он сравнивает магнит с веткой дерева: "Пусть АВ будет покрытый листвой сучок ивы... А - верхняя часть, В - нижняя, по направлению к корню. Раздели его в СО. Я утверждаю, что конец А, снова вставленный в С с соблюдением правил прививки, прирастает к нему, точно так же, если В вставить в А, то они скрепляются друг с другом и дают ростки. Но если Д вставить в А или С в Р, то они вступают между собой в борьбу и никогда не срастаются, но один конец отмирает вследствие неподходящего и несоответствующего соединения, так как растительная сила, идущая одним путем, теперь оказывается стремящейся в противоположные стороны..."

Еще туманней разъяснения Гильберта относительно природы магнетизма. Его ответ сводится к тому, что всему причиной душа магнита. Это, в известной мере, шаг назад по сравнению с Лукрецием. Извинением великому первооткрывателю может, видимо, служить лишь то, что и с позиций современной квантовой физики притяжение магнита - не такая уж очевидная вещь...

Другим, значительно более серьезным извинением может служить то, что за словом "душа" у Гильберта иногда ясно слышится слово "поле"...

Имя Гильберта носит единица напряженности магнитного поля в системе СИ - это дань потомков, физиков и инженеров, лондонскому врачу, сделавшему благодаря своей любознательности крупнейшие открытия в, казалось бы, очень далекой от него области - физике.