磁偏角

十八世纪里，对磁偏角或者说罗盘变化进行了大量观察。人们发现，有必要定期对哈雷 1700 年的变化图进行修正。这就是威廉·蒙顿和詹姆斯·多德森所做的工作。1757 年，他们发表了以半个世纪里做的数千次观测为根据的几组图表，它们表明了 1710、1720、1730、1744 和 1756 这五年罗盘变化的分布（Phil.Trans.，Vol.L，p.329）。1768 年维尔克在瑞典发表了最早一张宣称表明地球表面相当一部分上磁倾角分布的图，为此图上画有一系列穿过几组地点的曲线，在这些地点罗盘针对地平线的倾角都相同

（Kongl.Vetenskaps Academiens Handlingar，Vol.XXⅨ）。实际上，威廉·惠斯顿更早地绘制过两种等磁倾线图，发表于他的书《磁倾针指示的经度和纬度》（The Longitude and Latitude found by the Inclinatory or Dipping Needle，etc.）（伦敦，1721 年）之中，它们的主要依据是他自己对磁倾角的测量。但是，惠斯顿的图仅仅分别覆盖英国东南部，以及中部和东南部； 图上的等磁倾线是一些平行的等距离直线，表明了一种常规分布。而维尔克的图覆盖了欧洲、大西洋、南美洲、非洲、印度洋以及太平洋的一部分，但未包括亚洲和北美洲。在图上适当位置记录了制图所依据的全部观测资料， 尽管维尔克对这些磁倾角估计值以及观测地的精确经度和纬度的不确定性并不抱幻想。（参见 Hellmann：Neudrucke，No.4，其中复制了惠斯顿和维

尔克的图，并附注释。）

乔治·格雷厄姆证实了罗盘变化的周日波动的存在，这是他在 1722 至

1723 年间做的一系列观察的结果（Phil.Trans.，1724，p.96）。后来，摄尔絮斯证实了这一效应，他也注意到磁针扰动和极光显现之间的密切关系。沃根廷和道尔顿后来研究了这一关系。1756 年，坎顿研究了罗盘变化的周日波动和不规则波动这两个问题，对这种量进行了多达约四千次的一系列观测。他把周日波动归因于太阳对地球表面的加热不均匀，把不规则扰动归因于地下加热，而他认为，有些像加热电气石时会产生电那样，地下加热也是伴随出现的极光显示的原因（Phil.Trans.，1759，p.398）。他注意到，夏季的周日波动幅度几乎两倍于冬季时的幅度。约在 1780 年，卡西尼伯爵也观察到了罗盘变化的周年波动。

将近十八世纪末时，人们开始尝试比较各个时间和地点的地磁场强度。所用的方法是比较一根给定磁针在各种条件下的振动频率。这领域的先驱者包括瑞典人F.马利特（1769 年，Novi com-mentarii Academiae Scientiarum Petropolitanae）、法国物理学家博尔达（1776 年）以及探险家洪堡（约在世纪末）。高斯在十九世纪首先达致磁场强度的绝对量度。

洪堡编制了一张图，表明了地球表面地磁场强度到处大致相等的地带。这图以他在美洲之行（1799—1803 年）中进行的测量为依据，发表于洪堡和毕奥的论文《论不同纬度上地磁的变化》（Sur les variations du magnétisme terrestre à différentes latitudes）之中，此文于 13 年霜月 26 日①在国家研究院宣读。获得数据的方法是让一根磁倾针在磁子午圈上振动，观察它在十分钟里的振动次数。洪堡认为，他的发现，即地磁场强度从地极到赤道渐减，或许是他的美洲之行的最重要成果。C.汉斯滕在 1825 年和 1826 年发表了最早的等磁力线详图。（Hellmann 的 Neudrucke，No.4 中复制了洪堡的图，并附注释。）

除了坎顿对罗盘针周日振动作的解释（这种解释在十九世纪一度又复活）这类思辨之外，这里讨论的这个时期里对地磁学理论几乎没有作出什么贡献。哈雷的四磁极假说被欧勒否弃，后者接受笛卡尔的观点，认为罗盘针变化的缓慢变动起因于地球内部铁的生成和衰变，因而是难于预测的。

（ 参 见 P.F.Mottelay ， BibliographicalHistoryofElectricityandMagnetism ， 1922 ； E.Hoppe ， GeschichtederElektriziät，Leipzig，1884；以及边码第 181—182 页所列关于物理学的一般书籍。）

① 此日期系按法国共和历，共和元年为 1793 年，霜月为共和历的三月，即公历十一月二十一日至十二月二十日。——译者