第4章 给女王演示实验——磁学奠基人吉尔伯特
威廉·吉尔伯特（William Gilbert，1544～1603，英国医学家、物理学家和自然哲学家，近代磁学和电学的先驱者。著有《论磁体》一书，被后人誉为“磁学之父”），1544年5月24日出生于英国科尔切斯特城。他父亲是首席法官和市议会的议员。家庭条件的优越，使他的学习生活比较顺利。
吉尔伯特在故乡城市读完了中学后，1558年5月进人剑桥圣约翰学院学习，1561、1564和1569年先后获得文学学士、硕士和医学博士学位，1573年定居伦敦行医。同年，他被选为英国皇家学会会员，并担任了许多要职。1598年，被接纳为剑桥科学协会的学员。不久，他动身去欧洲大陆旅行，在欧洲成为物理学博士。1600年当选为剑桥科学协会会长。由于他医学成就卓著，名传四海，1601年，他被任命为女王伊丽莎白一世的私人医生。
无论是在旅途中，还是在英国本土，吉尔伯特始终致力于医学实践，取得了巨大的成就，并赢得了较高的声望。吉尔伯特除医学实践之外，还积极地进行自然科学研究。在电学与磁学现象的研究上取得了巨大的成就。他发现并仔细地描述了用天然磁石（磁铁矿石）摩擦铁棒，使铁棒磁化的方法。他又发现被磁化的金属丝处在向地球磁极方向偏转的位置上，如果铁在磁化前经过锻造，这个效果就更强了。
他是一个出色的铁匠，而且还掌握了不少其他手工艺。这些条件使他得以在崭新的实验基础上来研究磁力现象。例如，他发现铁在被烧得通红的情况下，其磁性就消失了。
马里古特是13世纪的物理学家，他曾对磁石进行过大量的实验。后来诺曼在1581年出版的《新奇的吸引力》一书中也记叙了他的大量有关磁现象的实验。诺曼曾发明过罗盘，发现过磁倾角，实验测定过磁力不具有重量，还得出过磁力只是一种定向力而不是运动力的结论。
他研究过地球磁场。为了进行这项研究，他使用了特殊的、自制的指南针，并得出了结论，认为地球本身就是一个大磁体，其磁极就在地极附近。
吉尔伯特善于继承和发展前人的实践经验工作，经过自己实验得到大量磁力现象，建立了重要的理论体系。他按照马里古特的方法，制成球状磁石，并在其上划出子午线，同时证明了表面不规则的磁石其磁子午线也是不规则的。他还证明了诺曼发现的磁倾角的存在。
应该指出的是，吉尔伯特认为最强的磁体是罕见的、珍贵的天然磁铁，这一点是他在磁学研究中的宝贵贡献。他从事过各种电效应的研究，并发现不仅是琥珀，而且还有许多其他东西都可以摩擦生电。吉尔伯特在广泛的实验工作和理论研究的基础上，结出了丰硕的成果——《论磁性，磁体和巨大地磁体》。该著作共6卷，于1600年出版。分别讲述了磁的历史和5种磁运动，即天然磁石的吸引力与琥珀的吸引力的区别；磁针的指极性；地磁场的变化（地磁偏角）；地磁倾角；磁致转动及其与地球和天体运动的关系。它为电磁学的产生和发展奠定了重要基础，因而吉尔伯特被后人誉为“磁学之父”。
吉尔伯特的研究工作引起了女王伊丽莎白的注意。女王是英国新教的首脑，自然不容有人对上帝不敬。于是，女王决定亲临吉尔伯特家观看他的实验。吉尔伯特在实验室里一一向女王展示了他的实验。
“这就是磁体和琥珀，”吉尔伯特对女王说，“它们之所以享有盛名和光荣，是因为许多学者提到过它们的名字。借助于它们，有些哲学家解释了各种秘密。好学不倦的神学家们在解释人类感情里的宗教秘密时，同样也常常依赖于磁体和琥珀。”
伊丽莎白女王是个非常笃信上帝的人，不高兴吉尔伯特过于大胆地涉及这个题目。因此，当吉尔伯特提到神学家时，她的脸色顿时发生了变化。
可是吉尔伯特并没有看到这一情景，继续说道——
“而以伽林为首的医生们，就曾用磁体来解释过泻药的作用。但是，他们并不了解磁力现象的原因和所观察到的琥珀现象有根本的区别，而把这两种现象称之为引力。他们虽然将这些现象作了比较，但他们却始终迷惑不解。这就使他们进而犯错误。”
吉尔伯特拿起一块琥珀，接着说下去：“琥珀在希腊语里是‘埃列克特伦’，经过毛皮的擦拭，它就开始吸引细小的草枝和干果皮。我发现不仅琥珀有这种特性，许多宝石、硫磺、玻璃、甚至火漆也都具有这种特性。”
吉尔伯特拿起一根玻璃棒，将它擦了几下，于是干草枝和果皮都顺从地从桌子上蹦到了玻璃棒上。
当时，吉尔伯特通过实验驳斥了许多迷信的说法，动摇了神权的统治，女王很不满意。可是，由于他医学水平很高，鉴于他的威望，女王也只好对他的创举默然不语。
吉尔伯特终生独身，但是他与科学却结成终生伴侣。他除了研究医学、化学和磁学以外，还研究了天文学，并置身于第一批以新的、革命的观点宣传地球和天体运动的英国科学家之列。
他在宇宙结构的问题上，详尽阐述了其大胆的见解，他不接受伊丽莎白女王的观点，是英国教会认为第一个不接受伊丽莎白女王观点的“异端分子”。他认为，星球与地球之间的距离在不断的变化中。假如在吉尔伯特时代的2000年以前，毕达哥拉斯虚构的天球最终被证明是不存在的话，那么首先推测出什么力量使行星保持它们在轨道上的是吉尔伯特。他认为使行星保持在其轨道上的力量是一种磁性引力。
1603年3月，伊丽莎白王一世死后，吉尔伯特又成为詹姆士一世的私人医生，可是为时不久，9个月后，即1603年12月10日，这位学者在科尔切斯特城感染鼠疫，后暴卒于伦敦。
吉尔伯特在临终之时，将自己的私人图书馆、地球仪、仪器和矿石标本全部馈赠给皇家医学学会的一所医科大学。遗憾的是后来一场大火中，这些遗产全被烧毁。
1651年，吉尔伯特的兄弟将他的手稿编辑出版，成为吉尔伯特的另一部著作《我们地上世界的新哲学》。该书分为两部分，第一部分提出“土”是构成世界的唯一元素，否认“土”、“水”、“气”、“火”四元素说，并认为“土”有磁性，无磁性的固体是“土”的退化形式，流体是“土”的流出物；第二部分讨论了彗星、银河、云、风、虹等问题。