导语

作为人类文明历史中一种重要的材料，金属除了可以从地壳中提取到以外还具有许多特殊的物理性质，而磁性就是人们常常会涉足的一个特性。

不过这丝毫不妨碍一个问题的出现:为什么磁铁只会对铁这一种金属产生吸引力，就连其他相同具有重要的金属元素，如金、银、铜等，都不会有半点磁性的表现。

磁铁。

磁铁的最基本物理特征就是产生磁场，这种磁场又会对一些特定物质产生一种“排斥”或者“吸引”的效果，也就是人们对磁性的最初的直观感受。

直到现代人们才逐渐认识到磁性不仅只表现在这种最直观的效果上，在人类创造的磁性体中，人们还可以观察到一种更加重要的效果。

人们会发现适当的磁性材料只有接触到了外界的磁场之后，才会反过来发生一种抵抗磁场的努力，从而产生一些副作用，比如产生磁场的方向和外界磁场的方向一致或相差180°，使得人们可以在外界磁场的影响下使得材料的整体上产生一种磁性体现，也就是磁化。

因此尽管磁性的效果看起来会只有“吸引”和“排斥”，实际上在物质内部的各个“微观区域”中，更多更加微观的效果会显现在我们的眼前，从而让人们能够更好地理解物质的内部构造和性质，而磁性恰恰是其中一个比较显著的效果。

但是研究者也并不是怎么样材料都能够产生磁性，相对来说，磁性在人们使用的材料中是比较“弱”而已。

也就是说在人们使用的构成大部分物品的金属中，产生磁性的效果并不明显，所以人们在日常生活中很少能够直接感受到磁性效果对他们的影响。

甚至在人们使用的金属中也只有极少数才能产生这种表现且成功显现出来，但是研究者逐渐发现，恰好这些金属中，铁就包括其中，所以人们才会逐渐认识到铁和磁性的关系。

为什么只有铁在人们的直接感受中才会在磁铁前表现出磁性?

这个问题的答案很可能就在于铁的内部构造。

铁这样的金属在成为实际的物体之前，要经历许多个气体或液体状态的金属元素作为“最小单元”不断进行“碰撞”和“定位”，”重新排列“，最后才慢慢逐渐形成固体原子单元的晶体。

熔融状态的金属元素之间的原子会在晶体形成后比较密集的排列，当然也会占据相当大一部分空间，但是在这些空间里，实际上还是会有很多原子之间“尚未决定”的空间，所以在其中的每个原子都会成为一个比较自由的状态。

所以在这种自由状态下，每个原子实际上还会保留着“原子内部的某些特性”，比如原子的一些特性，而这些特性在不同的原子之间互相对比之后，就会在之间产生一些“相互作用”或“交换”，比如相互之间的电子，就会在经过许多原子之间的比较后，最终形成一个整体，将每一个原子都对应上一些内部电负性的特性。

但是在原子中，电子不仅是非常重要的一个存在，同时同时也是为数不多的可以被观测的特性之一，所以当电子的作用对整体都产生影响时，实际上整体的金属晶格很大概率不会保持像金属是这么保持原子之间的电子非常完全且单独的状态。

因此，当金属的晶格构成时，很有可能会保留有很大一部分原子“自身电子”身上的电子“影响”，代表着这些金属晶体实际上也会保留一定的“电子”存在的状态。

而这种状态对于金属晶体内不同原子之间的影响是“分散”的，这很可能代表这些金属晶体内的每一个原子都保留着自己电子的某些特性。

这些特性不同原子之间相互作用的结果就类似于一个很复杂的电路，而这个电路中不同电子流动的方向和力量产生的结果是指代着这些原子磁场的方向和数值，所以最终这些电子的影响会让这些原子逐渐形成“自身的磁场”。

而在最终形成的金属晶体中，整体的磁场状态就是所有原子磁场的最终结果，所以这些金属晶体的磁场状态就是所有磁场之和的结果。

在普通的金属中，几乎所有原子的磁场之和都会是混乱的，所以整体的磁场也是很难指代出来的，但是在其他金属和铁元素之间还是会有一定的区别。

铁这样“独特的”金属元素在形成晶体时，有着和其他金属元素类似的物理特性，但是却有着非常大的不同:在晶体形成的同时，相邻的铁原子之间会有着比其他金属原子更加显著的电子交换效应。

也被研究者称之为“交换交互作用”，这种交换交互作用放大了相邻铁原子之间的电子的磁场方向基本一致，所以在晶体形成以后，由于这种效应的存在，铁晶体会形成许多很小的“磁畴”，而每一个磁畴内的磁场方向受外界磁场影响都会整齐划一，所以最终整体会表现出磁性:磁化。

然而在其他金属中，由于没有这种特殊的效应存在，所以磁场方向无论是在“局部”还是在“整体”的层面上都是杂乱并且互相叠加互相抵消的状态，甚至在目前的研究中，科学家也没有发现除了铁这样的金属外其他金属形成晶体时会出现交换交互作用的情况。

所以在以上所有因素的影响下，这种复杂的物理效应就会造成人们在实际使用的过程中感受不到其他金属的磁性效果，但是在铁元素这种特殊的金属元素中，磁性效果就会显现出来。

虽然除了铁在形成晶体时几乎没有别的金属像它一样会在内部形成交换交互作用，但是并不代表金属在其他方面就没有比铁更加重要的性质了，比如导电性、延展性和防腐性，这些性质同样也是人们极为关注的领域。

同时，磁性表现出来的物质内部的电子“相互作用”这种效应也是物质科学研究的一个重要领域，科研人员对于磁性物质的研究更能够开创出更多更加有用的成果，可以帮助人们在磁性材料方面进行更加深远的使用，比如电磁设备、磁存储和量子计算等领域。

所以，金属在实际中的使用远不仅仅在功能性上，而且在研究的领域中也有着重要的作用，是值得人们重视的一个领域，而金属磁性作为磁性领域的学科也值得人们重视。