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图5.4 逆磁性的来源
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一切看起来都能自圆其说，但是，且慢！我们在讨论逆磁性的时候做了一个简化，忽略了电子的自旋。如果把自旋加进来，它的贡献是顺磁性的，那结局会是怎样？而我们在讨论铝的顺磁性的时候，也根本没有把产生逆磁性的电子圆周运动考虑进来，如果考虑的话，结局又会是怎样？
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电子自旋和圆周运动两个因素之间的决斗，结局我们是知道的：铝以及其他顺磁物质的自旋效应胜出，铜以及其他逆磁物质的圆周运动效应胜出。然而这两个因素之间的刀光剑影，在不同材料里的明争暗斗，却是“荡气回肠，一言难尽”。有多少痴情物理学家倾其一生来求解这胜负之谜，正所谓，“为伊消得人憔悴”。我等业余科学家暂时只能“不求甚解”，待以后再细细钻研了。
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了解了这么多关于物质的奇闻轶事，下面到了动手验证的时候了。
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动手实践
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首先我们就来回答本章刚开始的时候提到的一个问题，把磁铁摔碎以后，剩下的这两半块磁铁究竟是吸引还是排斥。图5.5左图展示了一块破碎的马蹄形磁铁；图5.5右图则展示了破碎的部分又紧密地吸引在一起。我想大家更熟悉的情况可能是一块长方形的磁铁，破碎以后就再也无法拼成原来的样子了。这个现象想必在很多读者心中留下过一个长久的问号。究竟什么样的磁铁破碎以后相互吸引，什么样的磁铁破碎以后相互排斥呢？
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图5.5 马蹄形磁铁断而复连
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这个问题的答案大家一看图5.6就会明白。一般的方块形磁铁，它的磁极是垂直于它最大的那个表面的，所以当它断裂时，就形成了如图5.6上所画的那样的两块小磁铁。这样摆放的两块磁铁之间是相互排斥的，因为它们俩的同名磁极之间靠得很近。虽然说没有直接北极对北极的时候斥力大，但是是排斥而不是吸引这一点是肯定的。如果我们把其中的一块磁铁翻过身，则两块磁铁的异名磁极靠得比较近，这样它们就能吸附在一起了。通常由于断裂面不平整，这两块磁铁再也无法完美地拼成一个整体了。如果你对这种粗略的描述不满意，我们也可以用高中的物理知识来证明这样摆放时，磁铁之间是斥力。我们可以假设其中一块磁铁的磁场是由一个环形电流产生的，如图5.7所示。这个环形电流会受到来自左边磁铁的力的作用，而且它左右两条边受到的力是指向相反方向的（如图5.7中红色箭头所示）。但是，由于靠近磁铁的那条边感受到更强的磁场，所以它受到的磁场力更大，总而言之，环形线圈受到了一个向右的排斥力。至于环形线圈前后两条边所受到的磁场力，由于它们方向相反，并且大小相等，所以抵消了。
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图5.6下则展示了另外一种磁铁，比如条形磁铁，以及图5.5中的马蹄形磁铁，这种磁铁的磁极是沿着磁铁的长边方向的。当它断裂之后，形成的两块磁铁正好是南北极相对，所以它们之间是吸引力。这样才出现了图5.5中的情况，即马蹄形磁铁断裂以后还能拼在一起形成一个完美的整体。
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图5.6 断裂磁铁之谜
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图5.7 证明两块断裂磁铁之间是排斥力
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接下来我们来看前面提到的铝和铜与磁铁的相互作用。由于这个作用非常微弱，我们需要一个灵敏的高科技装置才能测量到，见图5.8，这便是一个扭称（用扭称来做这些实验的原始想法来自于《无线电》杂志2012年第592期的一篇文章《抗磁悬浮》，主要作者是王超）。扭称可不简单，历史上库伦曾用它测量过电荷之间的相互作用力，牛顿曾用它测量过质量之间的万有引力，可谓彪炳史册的一个实验装置。图5.8中白色的圆杆是一根吸管，左边是配重（我用的是一小块胡萝卜），右边是缠绕的铜丝。通过调节胡萝卜的位置可以使得扭称平衡。
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图5.8 磁力扭称
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由于所测量的作用力非常微弱，我们需要用尽量强的磁铁来做这个实验。目前最强的磁铁是一种人工合成的被称作“钕铁硼磁铁”或者“稀土磁铁”的东西（因为钕，英文名Neodymium，是一种稀土金属元素），它比一般的黑色磁铁的磁性要强数百倍，大家可以从网上买到。要注意不要把它靠近磁卡、电脑等带有磁性的物件，否则可能会造成磁卡无效，硬盘损毁等后果。另外要谨防被两块强磁铁夹伤。
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图5.9展示了两块钕铁硼强磁铁（银白色物，黑色方块是普通磁铁）慢慢靠近铜导线的情景（照片是从上向下拍摄的，磁铁与扭称处于同一个水平面），可以很明显地看到铜导线被推开了。要注意，磁铁要慢慢地靠近，因为如果太快了，会在铜导线中产生感生电流，根据楞次定律，这个感生电流产生的磁场也是抵抗外加磁场的。所以这个效应就会与我们想要观测的逆磁性相混淆了。
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图5.9 铜被强磁铁推动
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把铜丝换成家里用来包裹食物的铝箔（如果读者不容易找到铝箔的话，从五金店买一点点铝丝缠绕起来也是可以的），调整平衡以后，我们就可以测量铝与外加磁铁的作用了，见图5.10，铝箔被磁铁明显地吸引过去。当然还是要注意磁铁移动要缓慢，避免楞次定律的干扰。