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被磁铁吸引的铁屑
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幸运的是，磁铁在地球上非常常见，也可以以比较低的成本大量生产，与磁铁相关的创新也是一浪高过一浪。到了今天，人类社会已经无法离开磁铁，相信一般人很难想象出磁铁正在哪些领域发挥其神奇的作用。
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自古以来，人类一直想弄清楚磁铁吸引铁制品的奥妙所在。不过，揭示其中的原理是个不小的难题。直到进入20世纪，磁铁的秘密才逐渐露出真容，可惜人类依旧难以直观地理解其中的机理。
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简而言之，磁场的吸引力源自电子“自旋”现象。读到这里肯定有人会感到疑惑：这就是说电子像个陀螺一样转个不停吗？这要怪身为物理“学渣”的笔者为方便大家理解，只能尽量以接近日常生活的方式进行说明，因此特意使用了“自旋”这种说法。
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电子“自旋”的方式分为向上和向下两种方式（事实上，电子的运动方式更为复杂，并非单纯只有两种，为了便于理解才用此说法），在一般物质中两种“自旋”方式的电子数量相同，所产生的影响力会互相抵消，因而大部分物质没有磁性。然而，铁原子拥有独特的电子组合，使电子“自旋”所产生的磁性保留了下来。除了铁以外，钴和镍也属于能够在室温条件下保留磁性的金属。在2018年，科学家发现处于特殊结晶状态下的钌在室温下也拥有极强的磁性。
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但是普通的铁块并没有磁性，这是因为普通铁块中的原子排列杂乱无章，磁性相互抵消了。当磁铁靠近（施加磁场）时，铁原子排列的方向会趋于统一，也开始具有磁性。简而言之，铁、钴、镍等特殊金属的原子排列有序时就会具有磁性。
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542016]
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 发现“慈石”
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人类从什么时候开始拥有了与磁铁相关的知识，现在已经无从考证了。一些传说认为，游牧民族附带铁制物品的鞋子或手杖有时会吸附黑色的石头，这就是人类发现磁铁的起源。在自然界中，世界各地均发现过名为“磁铁矿”的铁矿石，由于磁铁矿本身具有磁性，所以世界各地的民族都应该意识到了磁铁的存在。
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磁铁的英文名称为“magnet”，关于它的词源有多种说法，古希腊的马格尼西亚地区出产磁铁的说法最受认可。哲学家泰勒斯（约前624—前546）也在著作中提及磁铁，从中可知早在古希腊时代人类就已经注意到了磁铁的存在。
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还有众多古希腊哲学家曾经思考过，当磁铁吸引铁块的时候，是否为铁块吸引磁铁，并对磁性的本质提出过多种假设。例如，提出原子论的著名哲学家德谟克利特（前460—前370）认为，物以类聚人以群分，铁与磁铁性质相同才会互相吸引。
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泰勒斯
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中国先秦时期有人将磁铁吸引铁块比喻为慈母恋子，因此称磁铁为“慈石”。现在河北省邯郸市下辖的磁县在古代曾被命名为慈州，因为该地出产磁铁。从中可知，在世界的任何地方，人们自古以来就对磁铁产生了浓厚的兴趣。
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一直以来，世界各地的人们为磁铁的神奇力量所倾倒。各文明都曾流传许多关于磁铁的奇特功效的说法。古代欧洲的人们相信在枕头下偷偷放置一块磁铁，背叛丈夫的妻子就会被直接弹下床，还有人认为白色的磁铁是激发爱慕之情的特效药等。
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542017]
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 指南车与罗盘仪
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中国人最早发现了磁铁的实用价值，用磁铁指明南北方位，指南针也应运而生。
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中国的《礼记》中有“天子南向而立”的记载。中国古代的指南车上装载了一个假人，凭借内部的机械结构一直指向最初设定的方向，并不具备磁铁自行指出南北的功能。
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大约成书于1世纪的中国古代文献《论衡》中出现“司南”。据推测，司南是将天然磁铁琢成勺状，勺柄可以指向南方。后来，古代中国发明了指南鱼，其制作方法是将指方位的磁针置入木制鱼中，当鱼浮在水面时就会指向南方。指南针与造纸术、印刷术、火药合称中国古代的四大发明。
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