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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542019]
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 困扰哥伦布的“磁偏角”
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罗盘仪对欧洲大航海时代产生了多大的贡献，本书在此不做详述。英国哲学家弗朗西斯·培根（1561—1626）在其著作《新工具》中，将罗盘仪列为文艺复兴的三大发明之一，并留下以下观点：
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弗朗西斯·培根
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这些发明，即印刷术、火药及磁罗盘，如此重要，因为这三大发明在世界范围内引发了事物的全部面貌与情况的变革。第一种发明是在学术方面产生影响，第二种发明是在战事方面产生影响，第三种发明是在航海方面产生影响，并由此引起不可胜数的变化，竟至任何教派、任何帝国、任何星辰对人类事物的影响均无法企及这三大发明。
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虽然磁罗盘让远途航海成为可能，但其隐藏的问题也开始露出端倪。这在现代社会是个自然常识——因为存在磁偏角，磁针无法指向正北方。世界各地的磁偏角不尽相同，例如今天日本东京地区的磁偏角为西偏7度左右。而中国早在北宋时期，政治家兼学者沈括（1031—1095）就已经在其著作《梦溪笔谈》中从理论上阐述了磁偏角现象，并提出人类可以在磁罗盘的指引下乘风破浪到达大洋的彼岸。
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著名的克里斯托弗·哥伦布曾饱受磁偏角的困扰。在向美洲大陆进发的第10天，哥伦布就发现磁罗盘指针的指向开始由北偏向西。随着航船不断前行，经过漫长的航海之后磁偏角越来越大，再加上周围的铁制品以及航船的震动，最终导致磁偏角难以校正。
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现在的科学家发现，在不同的历史时期，磁偏角的数值也不一样。例如日本京都的二条城南北轴为东偏3度左右，这正是当初筑城时（1603）的磁偏角。
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日本的伊能敬忠（1745—1818）因为前后耗费17年时间对日本全境进行测绘而闻名。他所绘制的日本地图极为精准。但事实上，这是因为那个时代日本地区的磁偏角接近0，是测绘的黄金时期，因而误差极小。除了伊能敬忠一丝不苟的行事风格之外，在测绘的黄金时代开展工作也是他成功的基础。
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542020]
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 不朽的名著——《磁石论》
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为什么会存在磁偏角现象，而且在不同时代会发生变化呢？为什么磁铁会指向南北呢？终于一名勇士开始挑战这些关于磁铁的谜团，他就是16世纪末的英国皇室御医威廉·吉尔伯特（1544—1603）。
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作为侍奉英国国王的著名医生，吉尔伯特一边陪侍英国国王，一边花费近20年研究磁铁，取得了不菲的成果并完成了著作《磁石论》（1600年出版）。他在书中揭示了磁力弱的磁铁接触磁力强的磁铁后会被强化；虽然磁力能穿透障碍物，但是磁力的影响范围有限；证明了围绕磁铁的诸多传言均为迷信之说。
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威廉·吉尔伯特
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虽然这些理论放在今天只是一般性的常识，但是吉尔伯特在没有明确理论的情况下，仅凭既有经验推导出结论，然后根据实验摸索出了切实可信的证据。吉尔伯特的这种先提出假说再进行实验验证的方法，开现代科学的研究工作之先河，这也是他对自然科学最大的贡献。
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《磁石论》的最大成就是证明了地球本身就是块巨大的磁铁，吉尔伯特彻底否定了当时世人所迷信的“磁铁指向南北是北极星赋予的吸引力”这一说法。
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科学理论认为：地球自带磁场的原因在于，原本以铁为主要成分的地核处于熔融状态，在地球自转的影响下形成了热对流而产生了电流。在电流的影响下，地球获得了磁场。而在不同时代地球磁场的两极出现移位的原因在于，地核内部的液态铁处于不稳定状态，经常发生偏移、振动现象。也就是说，我们脚下的地球并非坚硬的岩石，而是一直处于运动状态的。吉尔伯特对磁铁的研究成为人类构筑新型地球观的基础。
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542021]
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 生命的保卫者——地球磁场
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地球磁场的活跃程度远超人类的想象，在地球的历史上甚至发生过数百次南北磁极对调的现象。研究认为，最近一次磁极对调发生在77万年前，并在日本千叶县市原市的地层中留下了明确的证据，因此有科学家提出将77万年前到12.6万年前的地球史年代命名为“千叶期”。
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科学证明，地球磁场是生命的守护神。地球被太阳风与宇宙射线这些等离子风暴不断吹袭，而在地球磁场的作用下，这些致命射线发生路径偏移或者直接被反射。在等离子射线与地球磁场相互接触的时候，就会在南北磁极与大气分子激烈碰撞而放射出绚丽的光芒，这就是著名的极光。