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磁学的历程:变化中的磁偏角

        随着全民测定磁偏角运动的进行,终于开始有人公开意识到不对劲了。

帕多瓦大学

       1634年,这一年世界的学术中心还在意大利的帕多瓦大学,其著名的教授伽利略刚刚开始被教会软禁在他佛罗伦萨的家中。6月12日,英国的年轻数学家,格雷沙姆(Gresham)学院的天文学教授亨利.盖利布兰德(Henry Gellibrand)将两英尺长的磁化针和两个象限仪运送到德普特福德(伦敦西郊)的约翰.威尔斯先生的花园里。当天,他使用这些仪器在早上进行了五组测量 ,又在下午进行了六组测量,并针对磁偏角做了详细的计算,其结果大大出乎了亨利的意料。

        在德普特福德的约翰威尔斯花园的磁偏角角度在短短54年内已经移动了7度以上!

        它不但违背了当时航海家和学者们的共识,也违背了当时英国受过教育的民众们的常识。磁偏角竟然会随着时间变化!磁偏角在海上变化,这一点可以很容易地理解。那里有很多变量,包括波浪的运动,掩盖天体路标的云层,以及狡猾的地理坐标。但在伦敦附近的一个花园里,那里的唯一变量就是同一个水壶装着得的鱼又长胖了一圈。盖利布兰德意识到磁偏角正在发生变化,而且是非常快速的变化。虽然这有违常识,但被英国人称为“没有天才之火但踏实而勤奋的数学家”的盖利布兰德敏锐的意识到了其中的问题。他在随后通过大量的测量并比对了海量历史数据后发现,伦敦的磁偏角一直在进行一场慢跑。

埃蒙德.甘特

        如今我们已经很难想象,盖利布兰德是怀着怎样一种负责的心情进行这些测量的,对于这个当时难以置信的发现不产生任何怀疑是绝对不可能的。但正是他的严谨与理性,将这个很可能被再次作为实验误差的结果保留了下来,并对此进行了大量的测量和研究。

        其实这已经不是第一次有人在这里发现磁偏角会随着时间变化了,正是12年前,也就是1622年的同一个地方,盖利布兰德的前任格雷沙姆学院天文学教授,埃蒙德.甘特(Edmund Gunter)曾经也在这里测量过磁偏角。甘特在测量中惊讶的发现去测量结果与伊丽莎白一世的海军审计官威廉.博罗42年前在这里的测量结果存在着超过5度的偏差。这实在太匪夷所思了,甘特理所当然的把他的“实验误差”放在了一边,继续坚信着他所接受的最新科学成果。

        幸运的是,虽然他并不相信这一切,但他仔细记录了他的测量结果,试想如今,生物分子学实验的数据要是有这一半的严谨,很多学术圈的乱象也不至于像大西洋上的飓风。当甘特于1626年去世时,盖利布兰德担任了这个职位。最终,盖利布兰德注意到差异,并将甘特的设备再一次带到了约翰.威尔斯的花园,在1634年重新进行了测量。他在第二年发表了他的研究结果,称这种现象用拉丁文的“世纪”来命名这个现象。如果我们今天来命名,我们应该称之为“长期变化”。

        一方面,盖利布兰德的发现意味着吉尔伯特认为地球的磁场就像一个简单的永磁体是不正确的。 这个场正处在不断的变化当中。 另一方面,这意味着多年来不断测量积累的磁偏角都是无用的,除非记录日期。这意味着磁坐标不仅包含在其内部的倾斜和倾斜,还包括时间的维度。 这意味着你无法通过测量,并且对于它将在几年后使用时的情况感到满意。

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