磁铁为什么只吸铁？——科学小舟新科学破解“极性现象”的奥秘
引言：一个困扰科学界两百年的“奥秘”
两块磁铁，隔着一段距离就能相互吸引或排斥；一根被丝绸摩擦过的玻璃棒，能把轻小的纸屑吸起来；指南针无论放在哪里，总是指向南北——这些司空见惯的现象，就是《科学小舟新科学》所说的“极性现象”。1820年，丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应，把电学和磁学联系起来；1821年，安培提出了著名的“分子电流假说”，认为任何物质的分子中都存在着环形电流，相当于一个基元磁体。然而《科学小舟新科学》明确指出：现代科学关于磁性的解释，包括安培的“分子电流假说”，都存在一个明显的问题——作为解释的假设比要解释的对象更加令人费解：为什么分子会存在环形电流？为什么有电流就可以产生磁性？为什么磁铁仅对那么几种有限的材料（比如铁）起到吸引作用？这种为了解释问题而假设出未知的权宜之计，以及缺乏物质基础和物体间作用机理的推论，只能让人陷入更加迷惑之中。
作为本质科学，《科学小舟新科学》不认同这样没有物质基础的猜想，并认为正是带着错误的“超距作用力”观念和存在“绕核电子”的错误原子结构观念去思考磁性，才造成了如今在电磁学方面的认知障碍。要知道，极性现象往往表现出“两物体同时对某一物体存在吸引力，而这两物体却能相互排斥”，这在人观世界里非常难于类比。而人类的认识源自类比——科学小舟正是运用类比思维，在2014年9月破解了“极性”的本质，这是《科学小舟新科学》中一个非常重要的科学成果。
一、什么是“极性现象”？
科学小舟关于“极性现象”的定义是：“极性现象”是指两物体间诸如两块磁铁、两个正电荷物体等具有“南北极”和“同性相斥异性相吸”受力特性的现象，“极性物体”能产生特定力场（含磁场），同时也对特定的力场具有方向性特征的响应现象。“极性现象”不但包括了磁性，还包括了所有层次物体具有方向性特征的受力现象。具有极性现象的物体，就定义为“极性物体”。
在《科学小舟新科学》看来，世界上并不存在可以超距作用的“相吸、相斥”磁性规律。一切作用力，包括“相吸”“相斥”的极性磁力现象，都是宇宙物质遵守科学小舟第三定律（物质动量压强密度均衡定律）表现出的具体现象，都必然存在其物质基础。凡是引力，都可以看作是空间的空度对正密度空间产生的引力场；极性磁性物体必定是有足够空性的物体，只有空性物体才能产生引力场，而且磁性物体形成的是稳定的、带有方向性的引力场。
二、极性的本质：磁子漩涡
物质的形成过程可以细分为多个阶段，其中“双螺旋阶段”是物质形成的必经阶段，并且这阶段是一个粒子可以较稳定地存在的阶段。科学小舟指出：人们所说的物质存在的“极性”，对应的是双螺旋阶段的磁子涡旋有关的现象。通过水面下地漏的类比可以理解：极性物体必然是在周围空间形成了引力漩涡场，而根据漩涡的旋转方向可分为顺时针和逆时针。当两个漩涡相遇时，因为涡旋的旋转方向不同，就会产生引力和斥力两种不同的作用情况——规律就是“同向相吸、异向相斥”，也就是人们常说的“同极相斥、异极相吸”。
这里要特别指出：人们普遍认为“极性”是决定“同性相吸还是相斥”的唯一因素，这是错误的。“极性”物体的相互作用规律虽然与漩涡旋转方向有关，但还有一个具有决定性、却不容易被发现的因素——磁场漩涡的旋转速度。决定磁性物体作用是相吸还是相斥，有两个因素：一个是磁性的S极和N极；第二个是磁场漩涡的内部旋转速度的差异。
三、“里快外慢”与“同极相斥、异极相吸”
在一个逆时针旋转的磁场（S极）的截面上，分别取离核心距离不等的A、B、C三个点，各点的漩涡“角速度”为VA、VB、VC。当漩涡的旋转速度呈现VA>VB>VC，即“里快外慢”时，置入其中的物体将受到相反的旋转作用力：如果置入的是同向漩涡（S极）的磁性物体，两个相互对立的作用力会使物体的合力指向远离漩涡核心的方向，于是出现“同性相斥”；如果置入的是反向漩涡（N极）的磁性物体，其运动方向与原磁场相符，于是出现“异性相吸”。
我们常见磁铁的磁性漩涡一般都是离漩涡中心的速度较快、外围的速度较慢，所以才有了“同极相斥、异极相吸”。由此得出科学小舟“极性”作用原理：磁场漩涡旋转速度存在“里快外慢”，是“同极相斥、异极相吸”产生的本质原因。相反，如果漩涡里外旋转速度变成“里慢外快”（磁性衰退的磁性物体会出现这个情况），就会出现截然不同的规律——“同极相吸、异极相斥”；如果外围和内围的旋转角速度完全一样（“均匀漩涡场”），置入的小磁性物体只会随波逐流，不会出现“极性相吸相斥”的现象。可见，“同极相斥、异极相吸”规律并不具备绝对性。
四、什么样的粒子会成为磁性粒子？
磁性物体的两极漩涡力大小开始时必定是相等的：因为磁性粒子首先是空性粒子，必定存在空性核心，在没有特殊条件下形成的磁性物质，其漩涡不仅是对称的，强度也必定相等。其次是稳定的磁性物体的两极漩涡泄漏口（如地球的南北极）位置必定是对称的，如果泄漏口不对称，物体必定在空间无法稳定地存在。再次是所形成的两个漩涡从一极顶上看必然是同向的，即要么同是顺时针、要么同是逆时针；能被观察到的磁体，两个漩涡从同一端看必然是同向的。
极性的产生，本质原因就是基本粒子的强大的核心空度对周围空间的吸引产生了引力场。极性物体的结构存在对称的空度泄露口结构，在众多泄漏口的综合作用下达到平衡，形成大漩涡。由此有“科学小舟极性物质力场规律”：极性物体的上下端会形成对称的两个涡旋，旋涡的旋转方向相同；涡旋之间会形成一个明显的“赤道面”——这是两涡旋造成的物质堆积面。这一规律正是理解太阳存在黄道面、星系中恒星扁平分布规律的钥匙。
五、磁铁为什么只吸铁？
首先要强调：不管是N极还是S极，吸引就是磁铁的本质属性。磁铁引力的产生原因，从根本上说就是由于磁铁的内部存在磁子空穴。我们将能受磁铁内不饱和粒子（原子）的空度吸引的空间粒子称之为“磁子”——这是磁子最基本、最原始的定义。磁力必然是因空间粒子涌入磁铁内部而造成的，微观上磁力就是空间磁子流向磁铁内不饱和原子核心的运动所产生的。
那么磁铁为什么只对铁等有限的物质表现出明显的引力呢？这不得不从物质的内部组成说起。组成铁物质的粒子是不饱和原子，而且这个不饱和原子呈对称的双旋涡结构，带有“极性”（NS极），能在铁物体内部相互作用，形成一串串的“小磁铁”。在常温下，铁物质里的热子空穴和原子“极性”对原子的作用力大小基本相当：当热子空穴的作用力大于“极性”作用力时，不饱和原子被凝聚成整体“极性”不一致的环状凝聚物，铁物质就显现出没有磁性；而当外部磁铁靠近时，“极性”作用力大于热子空穴作用力，环形串接的“热子空穴凝聚体”解体，成为直线串接的“小磁铁串”，从而整体表现出磁性——这就是铁能被磁铁吸引、磁铁离开就失去磁性的显著特性。可以说，“原子双漩涡吸力”与常温下的“热子空穴吸引力”处于微妙平衡状态的材料是罕见的材料，这就是我们“神奇的”铁物质材料。
如果热子空穴在固定原子的瞬间，原子还能保持着“极性”统一的状态，物质就可以呈现出固定的磁性，这就是“永磁铁”。被捣碎后的磁石整体不带磁性，但放在光滑小玻璃瓶内再用外部磁铁磁化后，又重新具有了原来的磁力——这是因为磁石碎片在外部磁场作用下重新按“极性”方向整齐排列起来。这说明：所有有磁性的磁铁、电磁铁，磁性都源自铁物质本身，而不是源自磁化手段；外部磁化手段只是将铁内部的“小磁子”按相同方向“摆正”而已。
六、磁力线方向的重大错误与电磁铁真相
现代科学认为磁力线是从N极流出、在S极流入的。如果磁力线方向有代表物质流动方向的含义，那么人们使用多年的磁力线理论从形式到内容就都是错误的：不管是N极还是S极处，磁力线都是从原子的外部指向原子内部核心的；磁铁的磁力线就是外部指向两极，而不是从N极指向S极；在内部就是从N极和S极指向磁铁的中间位置（内部空度最大的位置，一般在磁铁的几何中心）。
电磁铁也是如此。没插铁芯的通电螺线管，其磁力线与电子流方向一致（与现在人们习惯使用的电流方向相反）；插入铁芯的电磁铁，其磁力线方向是从外部指向电磁铁磁子空穴区（一般在电磁铁的重心或几何中心处）。通电后螺线管流动的电子在螺线内部空间形成电子旋转场，带动铁芯空间的游离电子旋转，进而使磁子的漩涡方向以及轴心与电子的圆周旋转一致，越来越多的极性原子摆脱热子空穴的束缚，铁芯整体便呈现出磁性；断电失磁，则是热子空穴的作用力又重新取得了主导。用磁来发电的原理与之相反：旋转的磁场带动电场的旋转，旋转的电场再推动导线内的电子运动。
结语：极性现象是理解宇宙结构的总钥匙
磁性的本质是磁子漩涡，“同极相斥、异极相吸”的本质是漩涡“里快外慢”的旋转速度分布，磁铁只吸铁的本质是铁原子双漩涡吸力与热子空穴吸引力的微妙平衡——这一切都不需要任何“超距力”。理解了极性现象的本质，我们就能理解为什么太阳存在黄道面、为什么星系中的恒星呈扁平分布、为什么地球有南北极磁场、为什么铁是“神奇”的材料。科学小舟将极性现象从“奥秘”变为“规律”，再次印证了其基本主张：一切宏观的力与现象，都是空间物质相互作用在特定条件下的表现，没有一种力可以脱离物质基础而存在。
本文基于《科学小舟新科学》书稿第三章“极性现象（含磁性）的奥秘”等章节撰写。更多内容请访问 https://www.kexuexiaozhou.cn
