Древние не исследовали ни электрических, ни магнитных явлений. Однако они попытались дать объяснение этим явлениям.
Самое первое объяснение свойств магнита притягивать железо заключалось в том, что магниту приписывалась «душа», которая заставляла магнит притягивать железо или притягиваться к железу.
При этом магнит представляли подобно живому существу. Живое существо, например собака, видит кусок мяса и стремится к нему приблизиться. Подобно этому магнит как бы видит железо и стремится к нему притянуться.
Но в древности начала развиваться и материалистическая философия. Философы-материалисты Древней Греции отвергали существование духов и пытались объяснить все явления природы естественными законами.
Они учили, что все тела состоят из мелких материальных неделимых частиц - атомов. По их мнению, кроме атомов и пустоты, в которой атомы движутся, ничего не существует. Все явления природы объясняются движением атомов. Само слово «атом» греческого происхождения. Оно означает «неделимый».
Философы, верившие в существование атомов, из которых состоит природа, получили название атомистов. Одним из родоначальников этой философии был древнегреческий философ Демокрит (460 - 370 до н.э.). Философы-атомисты пытались дать объяснение электрическим и магнитным явлениям без обращения к специальным «душам» и «духам».
Чтобы познакомится с тем как эти философы пытались объяснить действие магнита, лучше всего обратиться к поэме Тита Лукреция Кара "О природе вещей". В этой поэме в художественной форме излагается учение атомистов. Объяснение магнита естественным путем длинное и не такое простое, но его смысл в следующем –из магнита вытекают потоки мельчайших частиц, в результате чего вокруг магнита образуются пустоты, куда и устремляется железо. Это была первая попытка толкования явления исходя из самой природы.
Но настоящее развитие учения об электричестве началось в XVII веке. Хронология важнейших открытий в этой области приведена ниже.
| 1600 | У. Гилберт | Заложены основы электро- и магнитостатики |
| 1733 | Ш. Дюфе | Открытие двух видов электричества, установление притяжения разноименных зарядов и отталкивания одноименных |
| 1745 | П. Мушенбрук | Создание первого электрического конденсатора (лейденская банка) |
| 1747 | Ж. Нолле | Изобретение электроскопа |
| 1781 | А. Вольта | Изобретение чувствительного электроскопа с соломинками |
| 1783 | А. Вольта | Создание электрического конденсатора |
| 1785 | Ш. Кулон | Установлен основной закон электрического взаимодействия (закон Кулона) |
| 1799 | А. Вольта | Сконструирован первый источник постоянного электрического тока — «вольтов столб» — прототип гальванического элемента |
| 1820 | А. Ампер | Открытие взаимодействия электрических токов и установление закона этого взаимодействия (закон Ампера) |
| 1821 | М. Фарадей | Получение вращения проводника с током в магнитном поле, т.е. прообраза электромотора |
| 1822 | А. Ампер | Создание первого соленоида |
| 1826 | Г. Ом | Экспериментально установлен основной закон электрической цепи, связывающий силу тока, сопротивление и напряжение (закон Ома) |
| 1827 | Г. Ом | Введение понятия «электродвижущей силы», падения напряжения в цепи и «проводимости» |
| 1831 | М. Фарадей | Открытие явления электромагнитной индукции |
| 1832 | Дж. Генри | Открытие явления самоиндукции |
| 1834 | М. Фарадей | Введение понятия о силовых линиях (идея поля) |
| 1834 | Б. С. Якоби | Создание одного из первых практических электромоторов |
| 1845 | В. Вебер | Разработка теории электромагнитных явлений |
| 1845 | Г. Кирхгоф | Открытие закономерностей в распределении электрического тока в разветвленной цепи |
| 1860 | Дж. Максвелл | Создание теории электромагнитного поля |
| 1879 | Т. Эдисон | Изобретение лампы накаливания |
| 1888 | Г. Герц | Экспериментально доказано существование электромагнитных волн, предсказанных Дж. Максвеллом |
| 1892 | Х. Лоренц | Создание основ классической электронной теории |
В средние века изучение магнитных явлений приобретает практическое значение. Это происходит в связи с изобретением компаса.
Уже в XII в. в Европе стал известен компас как прибор, с помощью которого можно определить направление на части света. О компасе европейцы узнали от арабов, которым было уже к этому времени известно свойство магнитной стрелки. Еще раньше, вероятно, такое свойство знали в Китае. Начиная с XII в. компас все шире применялся в морских путешествиях для определения курса корабля в открытом море.
Практическое применение магнитных явлений приводило к необходимости их изучения. Постепенно выяснялся целый ряд свойств магнитов.
В 1600 г. вышла книга английского ученого Гильберта (1544-1603 гг.) «О магните, магнитных телах и большом магните - Земле». В ней автор описал уже известные свойства магнита, а также собственные открытия.
Еще раньше узнали, что магнит всегда имеет два полюса. Они были названы по имени частей света - северный полюс и южный полюс. В числе свойств магнита Гильберт указывал на то, что одинаковые полюсы отталкиваются, а разноименные притягиваются.
Гильберт предполагал, что Земля представляет собой большой магнит. Чтобы подтвердить это предположение, Гильберт проделал специальный опыт. Он выточил из естественного магнита большой шар. Приближая к поверхности шара магнитную стрелку, он показал, что она всегда устанавливается в определенном положении, так же как стрелка компаса на 3емле.
Гильберт описал явление магнитной индукции, способы намагничивания железа и стали и т. д. Книга Гильберта явилась первым научным исследованием магнитных явлений.
В своей книге Гильберт коснулся и электрических явлений. Нужно отметить, что хотя в то время магнетизм и электричество рассматривались как явления разной природы, тем не менее очень давно ученые заметили в них много общего. Поэтому не случайно во многих работах исследовались одновременно и магнитные и электрические явления. В частности, изучение магнетизма вызвало интерес к исследованию электрических явлений.
Так было и у Гильберта. Изучая магнитные явления, что имело практический интерес, он уделил внимание и электричеству, хотя оно в то время в практике не использовалось.
Гильберт открыл, что наэлектризовать можно не только янтарь, но и алмаз, горный хрусталь и ряд других минералов. В отличие от магнита, который способен притягивать только железо (других магнитных материалов в то время не знали), наэлектризованное тело притягивает многие тела.
Новый шаг к изучению электрических явлений был сделан немецким ученым Отто фон Герике (1602-1686 гг.), бургомистром Магдебурга, известным прежде всего своими опытами с магдебурскими полушариями.. В 1672 г. вышла его книга, в которой были описаны опыты по электричеству. Наиболее интересным достижением Герике было изобретение им «электрической машины». «Электрическая машина» представляла собой шар, сделанный из серы и посаженный на железный шест. Герике вращал этот шар и натирал его ладонью руки. Впоследствии ученый несколько раз усовершенствовал свою «машину».
Потираемый руками серный шар на оси (считается первой электризационной установкой - "машиной Герике") служил изобретателю для модельной демонстрации "мировых сил" (virtutes mundanae). В действительности же Герике наблюдал электрическое притяжение и отталкивание, т. е. электростатическую индукцию, эффект острия, электропроводность льняной нити, которой шар передавал свою способность притягивать легкие тела и др. В опыте с нитью притяжение наблюдалось в пределах более 2-3 см от нижнего конца нити длиной полметра.
Несмотря на простоту прибора, Герике смог с его помощью сделать некоторые открытия. Так, он обнаружил, что легкие тела могут не только притягиваться к наэлектризованному шару, но и отталкиваться от него.
Исаак Ньютон (1643-1727 гг.) в статье, доложенной Королевскому обществу в 1675 г., предложил заменить серный шар стеклянным (электризация стекла была известна еще Гильберту). В результате у Ньютона и Франсиса Хоксби (ум. 1713 г.) появились снабженные ручным приводом электризационные машины на основе вращающегося стеклянного шара, потираемого руками.
Впрочем, то, что Гилберт и Герике официально внесли в историю науки было известно и до них людям далеким от науки. Электризацию серы и стекла давно использовали в своей практике буквально заполонившие Европу бродячие фокусники, жанр которых совершенно не требовал традиционной ловкости рук. Вот чем покоряли публику эти шарлатаны: брали кусок янтаря и шепча какие-то заклинания, натирали янтарь об собственный парик, и - пожалуйста, мелкие бумажки мечутся между столом и камешком. Я, дескать, Великий Маг, Повелитель бумажек! Публика верила и, трепеща, охотно расставалась со своими сбережениями. Ну, а для развлечения коронованных особ изобретали механизмы, позволявшие увеличить силу магии – типа стеклянного шара, который при вращении натирался о кожаные подушечки. Первая придворная дама, временно наделенная магической силой с помощью такого механизма, осторожно протягивала свою руку к чаше с легковоспламеняющейся жидкостью, и магические искры, вылетавшие из руки, эту жидкость воспламеняли. При этом дама получала массу новых интересных ощущений и инстинктивно ахала от восторга. Затем стали применять стеклянные диски, трущиеся о мех, что дало возможность подстраивать мелкие сюрпризы. Какой-нибудь гость двора дотрагивался до безобидной с виду вещицы, и - трах!- получал легкий шок. Со временем магическую силу увеличили настолько, что стало возможным выстроить длинную цепочку из взявшихся за руки гвардейцев и с интересом наблюдать за их гримасами.