天蟲/文
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失靈的指南車
——磁石
天蟲/文
嘿,瞧,這就是那只“偷”走了倫敦一個(gè)居民區(qū)鑰匙的貓!
小區(qū)的居民頻頻發(fā)生鑰匙離奇失蹤案,半個(gè)多月過(guò)去了,也沒(méi)有破案,調(diào)查再調(diào)查,讓每個(gè)居民都心神不定。在他們的申訴中都提到過(guò)一只曾在自家門前爬過(guò)的懶洋洋的小貓。
它的名字叫米羅,是一只喜歡四處拜訪的貓。它的主人克里斯汀為了與別人的寵物貓區(qū)分開來(lái),就在它的脖子上套了個(gè)項(xiàng)圈。
那么,貓咪是怎么偷走鄰家的鑰匙的呢?原來(lái),主人給它套的項(xiàng)圈是用磁石做成的,愛(ài)串門的米羅常常不小心地吸到鄰居家的鑰匙和其他鐵質(zhì)制品,它的脖子上因此掛滿了許多大小不同的鑰匙,還有指甲剪、針、螺絲釘?shù)?。?dāng)克里斯汀終于發(fā)現(xiàn),并將被“盜”物品一一從項(xiàng)圈上取下,帶著“怪盜”米羅和失物到鄰居家拜訪道歉時(shí),鄰居們?nèi)炭〔唤?,這也太搞笑了。
磁鐵礦
其實(shí),磁石(也就是磁鐵礦)的特性是大家耳熟能詳?shù)模热缒芪F,再比如同極相斥,說(shuō)不知道的人肯定都不好意思出門。
磁石的主要成分是四氧化三鐵,晶體常呈八面體和菱形十二面體,集合體呈粒狀或塊狀,顏色為鐵黑色。磁鐵礦具有強(qiáng)磁性,中國(guó)古代的指南針——司南就是利用這一特性制成的。
相傳,秦始皇統(tǒng)一中國(guó)后,把阿房宮的大門特意做成了磁石門,以此來(lái)防備刺客。刺客若是佩帶鐵制的利器劍或穿著鐵甲進(jìn)宮,就會(huì)被磁石門吸住。當(dāng)然,這只是個(gè)傳說(shuō),不過(guò)恰恰說(shuō)明了我們的祖先很早就認(rèn)識(shí)到了磁石的作用,并進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。
辨別方向用的指南針是中國(guó)古代勞動(dòng)人民在長(zhǎng)期的實(shí)踐中對(duì)物體磁性的認(rèn)識(shí)與發(fā)明,最早的指南針——司南出現(xiàn)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期
羅盤也是對(duì)磁石磁性的利用,多用于行軍或航海定位
讓我們把時(shí)間退到2200年前的西漢吧。這種毫不起眼、毫無(wú)生氣的小石子竟然和將軍畫了等號(hào),是不是很離奇?
可做出這種看似腦殘、行為不可理喻的既不是孩童,也不是頭腦不清醒的人,而是開創(chuàng)了我國(guó)西漢王朝最鼎盛最繁榮時(shí)代的一代大帝——漢武帝劉徹。
據(jù)史料記載,早在先秦時(shí)代,我們的祖先就對(duì)磁石吸鐵的特性有了足夠的認(rèn)識(shí)。比如《呂氏春秋》中就有“慈招鐵,或引之也”的記載。那時(shí)的人稱“磁”為“慈”,他們把磁石吸引鐵看作慈母對(duì)子女的吸引。漢以前,人們把磁石寫做“慈石”。
那時(shí)的人們興奮地做了許多實(shí)驗(yàn),結(jié)果令人泄氣。因?yàn)榇攀四芪F,并不能吸金、銀、銅等金屬,也不能吸磚瓦等物品。
只有一個(gè)人很聰明,發(fā)現(xiàn)了磁石同極相互排斥、異極相互吸引的規(guī)律。他就是漢武帝時(shí)的一個(gè)方士——欒大。無(wú)意發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象,他就動(dòng)起了心思,利用磁石同極相斥、異極相吸的原理做了一副棋子,通過(guò)調(diào)整兩個(gè)棋子極性的相互位置,使兩個(gè)棋子有時(shí)相互吸引,有時(shí)相互排斥,欒大稱其為“斗棋”。他把這副新奇的棋子獻(xiàn)給了漢武帝,并當(dāng)場(chǎng)演示。漢武帝驚奇不已,龍心大悅,當(dāng)場(chǎng)冊(cè)封欒大為“五利將軍”。
這樣一副便攜的磁石象棋,發(fā)明于西漢
磁鐵能夠產(chǎn)生磁場(chǎng),具有吸引鐵磁性物質(zhì)如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。
將條形磁鐵的中點(diǎn)用細(xì)線懸掛起來(lái),靜止的時(shí)候,它的兩端會(huì)各指向地球南方和北方,指向北方的一端稱為指北極或N極,指向南方的一端為指南極或S極。
如果將地球想象成一塊大磁鐵,則地球的地磁北極是指南極,地磁南極則是指北極。磁鐵與磁鐵之間,同名磁極相排斥、異名磁極相吸引。
再把時(shí)間拉到唐朝武則天時(shí)代。由于契丹犯境,烽煙迭起??催^(guò)電視劇《神探狄仁杰》的人,可能都記得這個(gè)情節(jié):將軍王孝杰、趙文翙奉命出征,不料趙文翙帶領(lǐng)的兩萬(wàn)人在繞道敵后的軍事行動(dòng)中神秘失蹤,導(dǎo)致王孝杰的十萬(wàn)主力全軍覆沒(méi)。武則天命狄仁杰為河北道行軍大總管,主持邊事,調(diào)查失敗原因。狄仁杰終于查清奸細(xì)是利用磁石在指南車上做了手腳,導(dǎo)致指南車失靈,趙文翙才會(huì)中敵埋伏的事實(shí)。
其實(shí),我國(guó)利用磁石制造指南車的傳說(shuō)始于炎黃時(shí)期。
相傳,黃帝的臣子風(fēng)后就利用磁石制造出了指南車
人類對(duì)磁的認(rèn)識(shí),歷史悠久,卻只有遠(yuǎn)在法國(guó)的法拉第把它同電聯(lián)系在了一起。19世紀(jì)早期,他就在筆記本中豪邁地寫下了“用磁生電”的誓言。經(jīng)過(guò)10年的不懈探索,法拉第終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)原理,發(fā)現(xiàn)了人眼看不見(jiàn)的磁力線。他接著又做了一項(xiàng)非常著名的實(shí)驗(yàn),用一個(gè)永磁體相對(duì)于線圈做一出一進(jìn)的連續(xù)運(yùn)動(dòng),這時(shí)雖然沒(méi)有任何電源,但只要有永磁體相對(duì)于線圈的運(yùn)動(dòng),也就是說(shuō)只要有磁力線切割過(guò)線圈,電流計(jì)上就標(biāo)示出了線圈中電流的發(fā)生。這一實(shí)驗(yàn)促成了1831年第一臺(tái)發(fā)電機(jī)問(wèn)世。從此,人類歷史進(jìn)入光明的電力時(shí)代。
磁共振成像
除了用于工業(yè),磁在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上有著重要的應(yīng)用,比如心磁圖和腦磁圖等。在中國(guó)歷史上,磁也早已被中醫(yī)學(xué)所利用,歷代都有應(yīng)用磁石治病的記載。西漢《史記》中就講到齊王侍醫(yī)利用五石(五種礦物藥)治病。這五石就包括有磁石。
在北宋,有用棗核大的磁石,磨光鉆孔穿上絲線后投入喉內(nèi),可以把兒童誤吞的針吸出來(lái)的故事。
現(xiàn)代的沙療,更是將磁石功效拓展。新疆吐魯番,每年夏天都會(huì)有許多游客來(lái)到亞爾鄉(xiāng)上湖村進(jìn)行沙療。埋沙療法是當(dāng)?shù)厝展庠?、磁療、按摩療相結(jié)合的民間傳統(tǒng)療法,這里的沙子中含有大量的磁鐵礦屑末,對(duì)關(guān)節(jié)炎、腰腿痛、寒性胃腸炎等疾病治療效果明顯。
對(duì)于磁石和磁的原理,人們?nèi)匀辉诓粩嗟剡M(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探索,爭(zhēng)取讓它最大限度地為人類服務(wù)。在關(guān)注磁石利用的同時(shí),我們更應(yīng)當(dāng)驕傲地牢記,這種并非人類發(fā)明,卻被最廣泛使用的天然礦物,最早發(fā)現(xiàn)并使用它的是我們中國(guó)人。“指南針”是我們中國(guó)古代偉大的四大發(fā)明之一。