Позже теория Гильберта получила свое подтверждение. Как оказалось, способность намагничиваться зависит от направления и силы тока в атомах вещества, то есть от движения электронов. Любой магнетик состоит из нескольких магнитных областей (доменов), которые различаются направлением электронов и, соответственно, собственного магнитного поля. Когда вещество попадает во внешнее магнитное поле, электроны начинают вести себя по-другому, и границы стенок между доменами сдвигаются. Например, у ферромагнетиков (веществ, способных сильно намагничиваться, в том числе железа) магнитные поля атомов стремятся выстроиться параллельно внешнему полю, и выходит, что те домены, где внутреннее поле совпадает с внешним, разрастаются и занимают собой все пространство. При повышении температуры молекулы вещества возбуждаются, электроны меняют свое направление, наступает хаос, и вещество размагничивается. Но стоит снизить температуру, и все возвращается на свои места. То есть можно сказать, что магнетизм действительно зависит от структуры материи.
Открытия Гильберта по достоинству оценили все ученые, а после его кончины поэт Джон Драйден посвятил ему такие слова: «Пока магнит не перестанет притягивать — не уйдет от нас и Гильберт».
На протяжении последующих двух столетий открытия в области магнетизма были довольно скудными. Через 40 лет после выхода книги Гильберта итальянец Бенедетто Кастелли — друг и ученик Г. Галилея — высказал догадку, что магнетит притягивает другие материалы благодаря крошечным частичкам в своем составе, каждая из которых является магнитом. В 1778 г. нидерландский ученый Себальд Бругманс обратил внимание на свойство сурьмы и висмута слегка «отскакивать» от магнитной стрелки — и таким образом нашел первые диамагнетики (хотя само явление диамагнетизма будет открыто М. Фарадеем более чем полвека спустя). А затем Шарль-Огюстен Кулон, экспериментируя с собственным изобретением — крутильными весами, выявил, что взаимодействие магнитных полюсов, подобно взаимодействию электрических зарядов, слабеет с увеличением расстояния между ними.
Большинство же ученых в те времена интересовались скорее изучением электричества, нежели магнетизма. Первое давало множество возможностей для экспериментов, ведь его можно было производить и конденсировать. А вот второй, будучи неотъемлемым свойством естественных минералов, казался статичным и не поддающимся никаким изменениям. Однако в XIX в. было открыто явление электромагнетизма — и исследование магнитных свойств вышло на новый уровень…
Тесную связь магнетизма и электричества — точнее, способность этих сил притягивать и отталкивать — заметили еще древние. В то же время люди обращали внимание на то, что янтарь нужно сперва потереть, прежде чем к нему начнут прилипать разные легкие предметы, зато магнетит притягивает тяжелое железо без всякого трения. Со времен Средневековья нередко случалось, что грозовой разряд намагничивал железные кресты на церквях и вращал стрелку компаса. В XVII в. английский физик У. Гильберт предположил, что появление молнии связано с электричеством, а еще через сто лет американский ученый-политик Бенджамин Франклин продемонстрировал, как лейденская банка — стеклянная емкость, оклеенная оловом и накапливающая заряд посредством металлического стержня, — разряжается, словно молния, намагничивая собственный стержень. Тем не менее не все ученые считали, что эти явления как-то связаны; многие утверждали: сходство магнетизма и электричества — простое совпадение.
В 1780 г. итальянский анатом Луиджи Гальвани (1737–1798), препарируя лягушку, заметил, что ее лапка дергается всякий раз, когда к животному прикасается скальпель, а электрическая машина, которую от нечего делать потирал его ассистент, искрит. Поскольку в то время уже было известно, что морские скаты способны обездвижить рыбу ударом тока, Гальвани решил: электричество содержится в самой лягушке и передает сигналы от мозга ко всем частям тела. (Кстати, именно это открытие вдохновило английскую писательницу Мэри Шелли сочинить историю о монстре Франкенштейне.)
Прошло несколько лет, и в один прекрасный день Гальвани заметил, что лягушки, развешенные на балконе на металлических крючках, «пускаются в пляс», стоит только крючьям коснуться железных перил. Ученый стал экспериментировать, прикладывая то к одному, то к другому крюку медные и латунные пластинки, — и движения земноводных стали еще энергичнее. Значит, через тела живых существ постоянно течет электрический ток, заключил Гальвани.
Впрочем, другой итальянский физик, Алессандро Вольта (1745–1827), придерживался иного мнения — что электричество находится именно в металле, а не в живом существе. В доказательство Вольта взял «удвоитель», сконструированный английским изобретателем У. Николсоном, и, вращая размещенные одна на другой, но изолированные пластины из латуни, получил достаточно заметное электричество. Так теория Гальвани рассыпалась в пух и прах.
