 磁铁是一种可以吸引金属（铁钴镍等）的磁石，在生活中非常常见，几乎所有的电子设备都要用到它们。 人体中是含有铁的，其中大部分以铁原子的形式存在于血红蛋白中，担负着运输氧气的职责。 既然磁铁可以吸引铁，那么你有没有想过，是否存在一块强有力的磁铁可以将血液中的铁吸走呢？ 还有，我们是否可以制造出一种足够强有力的磁铁，以至于可以将身体中的每一个原子撕碎呢？  首先，磁铁为什么会吸引铁？ 磁铁之所以会吸引铁，与铁具有铁磁性有关，铁磁性又称作强磁性，它是指一种材料具有自发性磁化的现象。 铁具有铁磁性，这是因为每个铁原子核外的四个未配对的电子具有量子构型，从而产生了磁场，并使得每个铁原子就像是一个微型的磁体。  这些具有磁性的铁原子，磁极将会与外部磁体（比如是一块磁铁）保持一致，当二者靠近时，由于磁极是相反的，所以会彼此吸引。 铁原子核中的质子和中子也有自己的磁场，但它们的磁场要比电子的弱的多，并且对原子的整体磁场没有明显影响。 铁还具有大约1毫米宽的由磁排列的原子组成的磁畴，如果施加足够强的磁场，所有磁畴中铁原子的磁场也将对齐。 如果磁场施加的时间足够长的话，即使外部磁场消失了，铁中的磁畴也会保持方向的一致性，这意味着铁被磁化，成了永久磁铁。  磁畴 血液中的铁原子能否被磁铁吸走 如果血液中的铁可以被磁铁吸走，那我们以前玩磁铁以及现在一直接触电子设备的话就是相当危险的。 但我们的身体并没有什么问题，这是不是说明磁铁无法吸引血液中的铁？ 不是这样的，也有可能是磁力（场）太弱。 磁场强度的单位是高斯（Gs），1000高斯又等于1特斯拉（T），地球的磁场强度在0.25至0.24高斯之间。  稀土类磁铁 自然界中性能最高的磁铁是稀土类磁铁，它们一般可以产生超过1.4特斯拉（1400高斯）的磁场。 但地球上最强的磁场并不是自然界中的哪种磁铁产生的，而是“人造磁体”——电磁铁产生的。 我们知道，运动的电荷可以产生磁场，电荷的数量和带电量越多（即电流越强），产生的磁场也越强。  图为：电磁铁 基于此原理，我们可以设计出简单的通电螺线管，而给它加根铁芯的话就是一个简易的电磁铁了。 对于电磁铁而言，一般的导线是有电阻的，这会使得通过导线的一部分能量会以热能的形式损失。 这相当于间接减小了磁场的强度，如果导线没有电阻，那样就能使磁场的强度最大化了，于是有了超导磁体。 超导磁体是一种由超导导线制成的电磁铁，由于超导导线没有电阻，因此维持磁场并不会消耗能量。  我们可能对超导磁体不是很熟悉，但它的应用你一定听说过，比如医院里的核磁共振检查，还有物理上的粒子加速器。 与我们要探讨的问题有关的是核磁共振（MRI）,超导磁体可在MRI机器中产生15000至94000高斯的磁场。 将人体安置在这个巨大的磁场后，利用电磁波刺激人体，再用侦测器收集人体释放出的回波。 再经过多次复杂化刺激——回波后，便可以依据这些资料重组出具有高解析度的影像，这就是核磁共振的简单原理。 所以，当你在做核磁共振检查的时候，其实可以说是处于地球上最强大的磁场当中，但是即便是如此强的磁场，你的血液中的铁原子仍然没有被吸引。  为什么如此强的磁场也不会对人体中的铁产生影响呢？ 其实，磁场的确对铁原子产生了吸引力的，但是这种吸引力被磁场对其他原子的排斥力抵消掉了。 首先，铁是人体中的微量元素，整个人体内的铁只有3.5克左右，而血液中的铁仅有2克，而且是极为分散的，这就使得引力相对而言是十分弱的。 其次，也是更主要的原因是，铁原子具有顺磁性，而水分子，氧原子等具有抗磁性，血液中水远多于铁，血红蛋白中的氧原子也多于铁原子，所以最终结果是铁不会被吸走。 贫氧的血红蛋白可能会被磁体轻微吸引，但要达到把铁原子直接从血红蛋白中吸走是不可能的。 血液中的铁不怕被磁场影响，随身带的金属物品却会在磁强中以极高速度冲撞，这是十分危险的，所以做核磁共振前一定要检查身上是否有金属物品。  宇宙最强磁体——磁星 地球上的磁场无法对人体造成影响，那么宇宙中是否存在更具威力的强大磁场呢？这个还真有，那就是中子星。 中子星是恒星演化到末期，经由引力坍缩发生超新星爆炸之后，可能成为的最终形态之一。 一颗典型的中子星质量大约是太阳的1.35倍到2.1倍，半径却只有太阳的30000到70000分之一。 由于中子星保留了母恒星大部分的角动量，而它的半径却极其的小，所以它将会以极高的速度旋转。  在高速旋转的中子星表面会形成电流，从而会产生一个磁场强度高达1亿特斯拉的超强磁场！ 在某些情况下，磁场强度甚至可以达到1000亿特斯拉，这些磁场极强的中子星又被称作“磁星”。 在距磁星1000公里的范围内，其强大的磁场足以置人于死地，水分的抗磁性可把细胞组织撕碎。 对于一颗质量是太阳的1.4倍的磁星，在1000公里范围内，它的潮汐力也足以把一个人撕成两半。 如果再近一点，在几百公里的范围内，那它会把你身上的化学键一个个撕断，从而瓦解你掉的身体。 在这种时候，是氧原子还是铁原子还是水分子都已经不重要了。  最后 人类是否能制造出磁场与磁星相当的磁铁呢？ 不是没有可能，但难度是相当大的，而且如何保障安全性也是需要谨慎考虑的。 一旦真的出现这种危险可控的超级磁铁，那我们的生活一定会发生重大改变。 |
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