吉尔伯特在科学方面的兴趣，远远超出了医学範围。在化学和天文学方面有渊博的知识，但他研究的主要领域还是在物理学中。他用观察、实验方法科学地研究了磁与电的现象，并把多年的研究成果，写成名着《论磁》，于1600年在伦敦出版。

《论磁》共有六卷，书中的所有结论都是建立在观察与实验基础上的。着作中记录了磁石的吸引与推斥；磁针指向南北等性质；烧热的磁铁磁性消失；用铁片遮住磁石，它的磁性将减弱。他研究了磁针与球形磁体间的相互作用，发现磁针在球形磁体上的指向和磁针在地面上不同位置的指向相仿，还发现了球形磁体的极，并断定地球本身是一个大磁体，提出了“磁轴”、“磁子午线”等概念。总之，在磁现象的研究方面，吉尔伯特的成就是光辉的，贡献是巨大的。

在吉尔伯特的名着中，也叙述了他对电现象的研究内容。他研究了十几种物质，发现它们中的大多数被摩擦后，同琥珀、玛瑙被摩擦后相似，可以吸引轻小的物体。他首先指出，这是与磁现象有本质区别的另一类现象；他第一个称电吸引的原因为电力。

吉尔伯特以验电器证明了离带电体越近，吸引力越大，还指出电引力沿直线；带电体被加热或放在潮湿的空气中，它的吸引能力就消失了。

对电子的本质，吉尔伯特也试图加以解释，他认为存在一种“电液体”，带电体吸引其他物体时，“电液”就从带电体流向被吸引的物体；他还认为，带电体被加热时电性消失的原因是“电波”蒸发了……在吉尔伯特时代，他提出的概念，说明电是地地道道的物质，这有特殊的意义。吉尔伯特的名字总是摆在静电学研究之首。

论磁

可叹的是，吉尔伯特的名着《论磁》，直到19世纪末还很少为人了解，他的其他作品、先进的科学思想在英国也很少有人知道。因为他的作品都是仅用拉丁文出版的。1889年成立的吉尔伯特俱乐部，到1900年根据汤姆生的倡议，才出版了吉尔伯特名着的英译本。

在磁力问题上，当时最杰出的人物是伊莉莎白女王的御医，科尔切斯特的威廉·吉尔伯特（William Gilbert of Colchester，公元1544－1605），他的着作《磁石论》发表于公元1600年。吉尔伯特接受了并发展了罗伯特·诺曼和十三世纪作者皮埃尔·德·马里古特的实验工作。他按照马里古特的办法，製成球状磁石，取名为“小地球”，在球面上用罗盘针和粉笔划出了磁子午线。他证明诺曼所发现的下倾现象也在这种球状磁石上表现出来，在球面上罗盘磁针也会下倾。他还证明表面不规则的磁石球，其磁子午线也是不规则的，由此构想罗盘针在地球上和正北方的偏离是由大块陆地所致。他的试验大部分都不是什幺新鲜玩意，同时有很大一部分都属于定性性质。但也有些例外，如他发现两极装上铁帽的磁石，磁力大大增加，他还研究了某一给定的铁块同磁石的大小和它的吸引力的关係，发现这是一种正比关係。

吉尔伯特根据他所知道的磁力现象，建立了一个相当重要的理论体系。根据他的磁石球实验，他构想整个地球是一块巨大的磁石，只是浮面上为一层水、岩石和泥土遮盖着。他认为磁石的磁力正如身体中的灵魂一样，产生运动和变化。所以对马里古特的磁石球会自转的理论，他也很嚮往，但他加上一句话，“至今我还没有看见过这种现象”。他相信地球在自己轴上作周日运转；他说，地球这个巨大的磁石“由于磁力亦即其主要的特性而有自身的运转”。他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体。引力，在吉尔伯特看来，无非就是磁力，吉尔伯特把他的书献给那些“不在书本中而在事物本身中寻找知识”的人，即属于新传统的人。他否定老的学术传统，他说属于这箇旧的传统的学者们“盲目信仰权威，是白痴、咬文嚼字者、诡辩家、小讼棍、坚持错误的庸人”。吉尔伯特自己站在工匠和对工匠传统有兴趣的学者们一边。他称哈尔茨山区的医生鲍尔是“科学上杰出的人物”。马里古特就他的时代来说是有学问的。他还称讚诺曼为“航海专家和天才的技师”。因为诺曼发明了“航海者和远途旅行者所需要的磁力仪器和方便的观察方法，并公诸于世”。

1、吉尔伯特在物理学中的贡献是开创了电学和磁学的近代研究。1600年他发表了一部巨着《论磁》，系统地总结和阐述了他对磁的研究成果。使他在物理学史上留下了不朽的位置。

2、吉尔伯特对电也作过详细研究。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、明矾等做样品，作了一系列实验，发现经过摩擦，它们都可以具有吸引轻小物体的性质。他认识到这是一种物质普遍具有的现象，因此根据希腊文琥珀（ηλεκτορν）引入“电的”(electric)一词，并且把象琥珀这样经过摩擦后能吸引轻小物体的物体称做“带电体”。

3、吉尔伯特对近代物理学的重大贡献还在于他提出了质量、力等新概念。在《论磁》中，吉尔伯特说，一个均匀磁石的磁力强度与其质量成正比，这大概是历史上第一次独立于重量而提到质量，通过“磁力”这一特殊的力，吉尔伯特揭示了自然界中某种普遍的相互作用。