文／胡妙芬
上個月我們提到，支持「日心說」的布魯諾(Filippo Bruno)、伽利略(Galileo Galilei)為真理挺身，結果不是著作被禁，就是終身被關，甚至被活活燒死。這是近代科學從宗教的牢寵破繭而出前的痛苦掙扎。
但事實上，當時並不是每一個科學家的下場都如此悲慘，也不是每一種科學領域都受到教會如此嚴厲打壓。像是純粹的「數學」、「幾何學」，不影響到一般民眾的信仰和價值觀念，比較少受到宗教的干預；而相反的，關係到道德觀、宇宙秩序的哲學或科學問題就比較敏感，萬一科學家自以為「理性」的做著觀察、實驗，做著做著得出與教義不合的結果，很容易就挑起教會的敏感神經，立刻被壓制打為異端邪說。
幸運的是，還有一些實用型的科學領域，在民眾的日常生活中扮演重要角色，所以受到很大的包容，例如醫學或地磁學。15世紀進入16世紀的當下，正是歐洲各國爭相在海上擴張、追逐財富與利益的時代，迫切需要跟導航有關的磁性研究和地磁研究；被譽為「電磁學之父」的英國醫生威廉．吉爾伯特（William Gilbert）就是搭上這股風潮，研究了十幾年的磁石，不但沒有受到教會干涉，還功成名就、名利雙收。
不過，吉爾伯特如此幸運，還有另外一個重要原因。在開始他的故事以前，讓我們先從人類發現磁與電的歷史說起……其實，世界各地的人們發現「天然磁石」或「摩擦生電」的現象，可以追溯到很久以前。
電磁不分 中西皆然

在中國大陸，人們無意間撿到一些黑色的石頭，發現它們竟然可以牢牢的吸引鐵塊；就像「慈母」緊緊抱著自己的孩子一樣，所以就稱這種石頭為「慈石」，後來在「慈」邊加上部首變為「石慈」，慢慢的又簡化成為今日通用的「磁」字。
偶然間，人們也在生活中發現「頓牟掇芥」或「瑇瑁吸楉」的現象。「頓牟」、「瑇」從文獻推測，應是指海龜的龜殼，「芥」、「楉」是細小的種籽、草屑。簡單講，就是摩擦海龜殼可以吸引草屑，一種「摩擦生電」的簡單現象；但是，古代人並不知道電與磁的分別，只是因為它們都有神奇吸力，就把它們相提並論、混為一談。而在西方，情況也一樣。
而至於用布或獸皮摩擦後，能吸起碎紙、草屑的「琥珀」呢？古代西方人跟中國人的想法類似，認為既然這跟磁石都同樣能隔空吸引，大概屬於同類物質，也算具有「磁力」吧！
所以，在很長的一段西方歷史裡，有「磁」這個字，卻沒有「電」這個字；靜電一直被誤以為就是磁力；直到吉爾伯特出現，才終於把磁與電明確分開，從此打開了一道通往「電磁學」的大門。吉爾伯特在科學史上立下大功，而且幸運的是──沒有受到迫害。
地球是個大磁石

倫敦，16世紀末。吉爾伯特已經是個醫術高明的有名醫生。但在工作之餘，他最感興趣的卻是科學研究。剛開始他的最愛是化學，但是最近突然迷上「天然磁石」這種神奇玩意兒。據說，只要在磁石上抹大蒜，磁石的磁性就會消失；古希臘的醫生還會拿磁石製成藥粉或油膏，治療燙傷或眼疾。「這種藥真的有效果嗎？」身為醫生的吉爾伯特對這種藥方自然有點興趣；但是，用更多實驗驗證想法，才是真正的科學。
吉爾伯特認為：「地球本身就是一個大磁石，上面覆蓋岩石、泥土和一層水。形狀不規則的磁球，磁力方向也會不規則，就跟地球的實際情況一樣。」這個「地球本身就是大磁石」的大膽假設，轟動了當時的科學界；教會對這個十分前衛的科學結論，也沒有太大的意見。一來，當時的吉爾伯特已經成為伊莉莎白女王的御醫，身分地位非常崇高；另外一個更主要的原因是：吉爾伯特雖然有了新發現，但他做出的解釋沒有違反亞里斯多德的權威。亞里斯多德認為「地球是有靈魂的」，吉爾伯特也說：「磁石具有靈魂，所以會互相吸引」、「地球的靈魂就是磁力，而磁力一直延伸到天上，使宇宙完美的合而為一。」這個想法雖然有誤，但在當時，卻是受到教會許可和歡迎的。
除此之外，既然當時的大家認為摩擦後的琥珀吸力也是「磁力」的一種，研究磁性的吉爾伯特當然也對琥珀仔細的研究一番。他發現除了琥珀，寶石、水晶、玻璃和硫磺，摩擦後也都有吸力。只是，他一點都不認為琥珀的吸力就是「磁力」。因為：
1.琥珀需要經過摩擦，磁石不用。
2.琥珀能吸住所有輕的東西，但磁石只能吸引金屬。
3.紙、布或者水能阻擋琥珀的吸力，但不能阻擋磁力。
本文摘自《科學史上最有梗的20堂物理課》 親子天下出版
福報小學堂
同學問：
天然的磁石長什麼樣子？在野外要到哪裡才能撿到天然磁石？
老師答：
天然磁石就是磁鐵礦，含四氧化三鐵，外形通常呈現黑或灰黑色，而且帶點金屬光澤。由於天然磁石的重量較重，所以被沖刷出土時容易堆積在河床或海邊沙灘上。在台灣北部、西部海岸的海砂，和花東的河砂裡，都不難找到磁鐵礦；只要簡單帶個磁鐵就可去採集，因為磁鐵會吸住磁鐵礦，幫你輕鬆找到它們。