为了研究前者,天文学有了翻来覆去的进展,同样,为了研究后者,也带来了电磁研究的新天地,正是航海的巨大利益,使人类的文明迈出了一大步.
　　就在葡萄牙与西班牙几乎是一夜之间暴富,海域辽阔的英国极为眼红,虽然他们晚了一步,但这并不能打击他们的信心,英国人想开辟与葡萄牙西班牙不同的新航路,想在大海中自由驰骋,这吸引了一部分有识之士去研究这门艰深的课题.
　　默顿在《十七世纪英国的科学、技术与社会》中说道，英国科学的动力之一虽然是来源于新教精神，科学探索是“赞颂上帝”的可贵努力。这些受人尊敬的科学家们大都投入到民族国家的奋斗之中。但他更认为， “当时天文学家无疑被发现一种确定海上定位的满意方法所能带来的实际利益完全吸引住了.”

　　而女王伊丽莎白对此更是不遗余力的大力支持,因此有研究星象的,有研究时间定位的......又有人想:”航海中主要靠罗盘指向,如果能发现罗盘指向的原理,那岂不是解决了航海中的大问题吗?
　　比哥白尼晚一些，十六世纪末，英国女王伊丽莎白一世的御医吉尔伯特也开始研究海中定位与导航，在中国，吉尔伯特不太著名，但这位可称为电磁学的鼻祖，正是他引起了电磁学史上的乌龙，在科学史上，他的地位是非常重要且不可替代的。
　　吉尔伯特在科学方面的兴趣，远远超出了医学范围。当中国的罗盘传入英国后，引起了他极大的兴趣，他用观察、实验方法科学地研究了磁并发现了与磁现象相类似的电的现象，并把多年的研究成果，写成名著《论磁》，于1600年出版。
　　在关于磁倾现象的第五篇里，吉尔伯特详细地研究了磁倾角这个量随纬度的变化而变化，他绘制出了根据磁倾角的观察来确定纬度的表格，地球表面任一点的地磁场总强度矢量与水平面之间的夹角，即通过测定磁倾角来确定纬度。他还介绍了经过改进的磁倾针。
　　日期：2011-09-23　20:37:26
　　3.2吉尔伯特与磁偏角
　　纬度的测定比较容易，人们只要根据太阳或北极星与地平线的夹角，即可得出所处位置的纬度。十五六世纪，使用十字标竿或圆形星盘来测量太阳中天的高度，可以粗略地算出观测地点的纬度，然而经度就没有这么幸运了，因为无论人们处于什么样的经度上，太阳也是从东方升起，到西边落下，不会给人们辨别经度的任何凭借。

　　它是那个时代最难决的难题。每一个航海家都曾在海中迷路，他们并不怕冒险，但他们害怕不知自己身在何处。哥伦布也许是聪明的，因为他沿着纬线航行，以免迷路。
　　随着大航海时代的来临，随着欧洲各国贸易量大增，欧洲各国的上至皇室科学家，下至普通人都在寻求经度的解决之道。
　　那时，由于不能准确的确定经度，海图都是大概估计的，有很大的误差，不论是最伟大的航海家，还是专业的舰长们，迷路是正常的，不迷路反倒是不正常的。
　　当船只消失在茫茫大海中，人们如何知道自己身在何处，向何处行？再怎样返回？
　　在十五世纪到十八世纪，经度成为当时各国最难解决的大难题。

　　吉尔伯特在他的名著《论磁》中不仅想以磁倾角来测定纬度，还曾经设想以磁偏角来测定经度。他对磁与电现象是如此的关注，连英国女王伊丽莎白一世和英国最著名海盗德雷克也为之吸引，观看他的实验。
　　磁偏角与磁倾角不同。磁倾角是指平放在地面上的指南针，其磁针指向与水平面有一个很小的倾斜角。最早发现这一倾角的是十一世纪我国宋代的曾公亮，后来，英国的罗伯特诺曼发现了这一点，并在1581年《新奇的吸引力》中发表。接着又引起了吉尔伯特的兴趣，开始研究磁倾角与纬度的关系。
　　磁偏角则是指南针的方向与地理子午线并不完全重合，其间存在一个很小的偏角，就是说，磁倾角是高低上角度差，磁偏角则是南北方向上的偏差。最早发现磁偏角的是我国宋代的沈括。他在《梦溪笔谈》卷二十四中指出“微偏东，不全南也”，这一重大发现在航海中无疑具有重要的指导意义，欧洲人对磁偏角的发现，则是在哥伦布海上探险途中的1492年，比沈括晚四百多年。

　　吉尔伯特在发现磁倾角在世界各地不同的同时，他也听一些水手和著名船长讲起世界各地随经度变化磁偏角也各有不同，因此他设想，以一根罗盘针给出磁子午线，仪器采取直立样式以投下一道阴影，使得能够根据阴影的长度和方向来确定太阳对于磁子午线的高度和方位角。在太阳于中午前后处于两个同样高度，因而和大地子午线距离相等时，测得两个这样的方位角。于是，这样就可以得出罗盘的变化。另外一种方法是，测量太阳或者一个已知恒星对磁北的角距离，再将它与根据正北计算出来的距离相比较，这样马上就可以推算出罗盘变化。

　　上面说得好象很复杂，简单的说就是：
　　一般而言，在地球上定位是根据经度和纬度来确定；不过，假如有任何两个相交的曲线即使不相互垂直仍也都可以用于定位。吉尔伯特认为，磁偏角既然在地球表面因各地的差异而变化，因此，通过偏偏线就会与纬圈相交成无数条曲线，而曲线与纬度的交点就是一个坐标位置。这样在航海中，先确定纬度，再找到磁偏线，然后根据两者的交点就可以得到观测者所处的确切位置。

　　起先人们曾希望：等磁偏线将形成一个规则的图形，而少数几次零星的测量是描绘不出它的，吉尔伯特通过女王伊丽莎白一世让水手们将他们在各地航行时的磁偏角上报，希望航海者再根据磁偏角而确定经度。
　　但是，十六世纪的地磁勘测表明这种分布是不规则的，而且还随时间变化，并受各地地磁的影响，比如某地有铁矿，则磁偏角就会有显著的变化，因此，吉尔伯特与后辈科学家们虽然努力钻研，但是，磁偏法确定经度是不可行的。
　　不过也正是这一方法，引起了人们极大的兴趣，开始研究电磁学，因为各种阴差阳错，在欧洲掀起了一次又一次电磁学研究的高丨潮丨，并最终形成了电磁这门新的科学。
　　关于磁偏角测定经度后文还会专门论及,因为许多大科学家都进行了研究,而且后来欧洲各国也进行了大规模的测量活动.
　　日期：2011-09-24　14:07:22

　　3.3 地球是一个大磁体
　　电磁学与天文学似乎是交织在一起的,因为最初两者都是为了航海导航与定位.
　　哥白尼本想以天文方法解决海上定位的问题,却不料发表了《天体运行论》.
　　他在早期曾经研究过罗盘,但是没有什么进展,后来转移到天文学方面.巧合的是,哥白尼由此作出比喻,天体之间也如磁吸引一样,象地球、太阳和月球也有磁性。但是这个说法哥白尼也是不相信的,对他而言,这只是一个无法解释的比喻而已.
　　吉尔伯特中年时读过哥白尼的著作,但是对他的太阳中心说持怀疑态度,直到后来的一个发现,他转变了思想,不但开始支持哥白尼的太阳中心说,还认为地球就是一个磁体,其它天体也可能是磁体。
　　这个发现起端于哥白尼一个不认真的比喻,而吉尔伯特也只是在研究罗盘定位的问题,可是在阴差阳错之后,却产生了牛顿的万有引力.

　　在吉尔伯特与牛顿之间的是天文学家开普勒.
　　比吉尔伯特稍晚几年,后来的天文学家开普勒接受了吉尔伯特的磁吸引观念，并按照对行星运动的解释加以发展, 他设想每颗行星都是一块巨大的磁体，在行星转动过程中，这巨大天体的转动轴在空间始终保持不变的方向。两个磁极交替地对着太阳，而太阳吸引其中一个同时排斥另一个。因此，太阳交替地吸引和排斥太空中的行星，这就使得矢径的长度发生变动，由此证明了行星是以椭圆轨道运行。

　　最后,他同哥白尼一样,开普勒不仅发现了他的天文发现,也发表了对海上导航具有重要作用的星表。