原子的图像，电子拥挤在充满质子和中子的中心核周围，对于我们的科学概念来说，就像 DNA 螺旋或土星环一样具有标志性。 但无论我们对这些科学基础知识的表面了解多少，我们都可以通过进一步聚焦显微镜并发现更多统治我们世界的力量来深入了解。
在他的新书中Charge：为什么重力占主导地位？”，理论物理学家弗兰克·克洛斯探索了支配我们宇宙的基本力，一路提出问题，试图解释正负电荷的微妙平衡如何为引力塑造我们的宇宙铺平了道路。
在这个例外中，他解释了磁力这一基本的、有形的力量是如何被发现的、它来自哪里以及它的名字是如何得名的。
力量就在里面
磁是电的一种表现形式，反之亦然。 电和磁从一开始就在我们的周围环境中留下了印记。 五十亿年前，当新生的地球还是涡流电流的热等离子体时，这些流动产生了磁场。 当岩浆冷却形成当今世界的固体外壳时， 磁性 它被困在含铁矿物中，例如磁铁矿。
今天是 地球的液体核心 仍然存在着一股疯狂的电流，它会产生磁场。 它延伸到大气层甚至更远的地方，我们的自然感官是看不见的。 但当它从熔融核心的源头扩散到上方的天空时，它首先穿透地壳。 它在这里留下了有形的印记，证明地球内部存在着一种比重力更强的力量，其影响范围延伸到很远的距离。
回到四十亿年前的前寒武纪早期，当地表冷却时，原子元素在层中积累。 这些元素中最稳定的是铁，它是当今地壳中最丰富的元素之一。 火成岩由熔岩形成。 这些岩石具有这样的特性：在磁场存在的情况下，它们的铁原子就像游行中的士兵一样，自身变得具有磁性。 这在流行的演示中得到了利用，可以使条形磁铁的磁场变得可见。
首先将小铁片撒在桌子表面，然后小心地将磁铁放在它们之间。 它的磁场激发铁屑中的磁性，将它们变成数千个微型磁铁。 这些元素中的每一个都在磁场中定向，揭示了磁力方向如何从一个地方改变到另一个地方。
有关的： 磁铁为什么有北极和南极？
条形磁铁是一个简单的模型，可以显示磁力地球本身发生的情况。 地球的南北磁极 它们类似于条形磁铁，我们星球的磁场延伸到太空深处。 太空中没有铁屑，但地球上的丘陵、山坡和山脉中却发现了大量的铁矿石。 在某些地方，这些磁性组合偶然非常广泛，例如在小亚细亚的厄尔巴岛和艾达山，那里的大型露头保留了岩石中的磁性印记，历史上称为磁石，现在称为磁铁矿。
有传说称，数千年前的古希腊，一位穿着用铁钉固定的皮靴的牧羊人，当强磁性捕获了他鞋中的钉子时，他偶然发现了磁铁矿。 无论一位名叫马格尼斯的牧羊人是否发现了同名的岩石，如果发现了，无论是在雅典北部的马格尼西亚，还是在小亚细亚的艾达山，甚至是克里特岛上的另一座艾达山，都很有可能这样的经历，如果不像故事中那么戏剧化，可能会发生在不同的场合。
当然，磁力的力量自铁器时代以来就已显而易见。 闪电是一种电流闪光，会产生强烈的磁场并使铁岩石磁化。 从这些来源中熔炼回收纯铁将揭示它们的磁吸引力。 因此，这种现象可能在大约 3000 年前就已为人所知。 就像火的发现一样，磁性可能在几个地方独立出现，所有这些都受到岩石中铁的自然磁化的启发。
因为磁性岩石无处不在。 到了 16 世纪，来自印度东部和中国沿海的旅行者记录了最好的例子：“又大又重； [the stone] “他会为自己拉或举起相当重的铁或钢。” [Robert Norman, The Newe Attractive, 1581]。 随着这种现象的知识从希腊神话传播到拉丁语，然后传播到英语，名称变成了“magnes rock”或“magnet”。
© [Oxford University Press]
摘自《充电：为什么重力占统治地位？》 由弗兰克·克洛斯撰写，牛津大学出版社出版， 提供精装书和电子书格式
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