播放列表加载中...
正在载入...
分享视频：
嵌入代码：
拍下二维码，随时随地看视频
★我的世界★Minecraft《Sparklez的娱乐实况 我是一...
上 传 者：
内容介绍：
★我的世界★Minecraft《Sparklez的娱乐实况 我是一只小磁铁鸡》
Channel Me 精选
我来说点啥
版权所有 CopyRight
| 京网文[0号 |
| 京公网安备：
互联网药品信息服务资格证：（京）-非经营性- | 广播电视节目制作经营许可证：（京）字第403号
<img src="" width="34" height="34"/>
<img src=""/>
<li data-vid="">
<img src=""/><i data-vid="" class="ckl_plays">
<li data-vid="">
<img src=""/><i data-vid="" class="ckl_plays">
<img src="///img/blank.png" data-src=""/>
<img src="///img/blank.png" data-src="http://"/>
<li data-vid="" class="cfix">
src="///img/blank.png" data-src=""/>
<i data-vid="" class="ckl_plays">
<li data-vid="" class="cfix">
src="///img/blank.png" data-src=""/><i data-vid="" class="ckl_plays">
没有数据！
{upload_level_name}
粉丝 {fans_count}
{video_count}
{description}神奇转折点无处不在
一座大楼倒了，导致了好几个国家政权的灭亡；一个司机偶然拐错了弯，导致了一场世界大战；一块岩石不经意间断裂，导致了一次强烈的地震；森林中的一次闪电，导致了一场来势汹汹的森林大火，蝴蝶翅膀轻轻扇动几下，导致了一场狂风暴雨……
“9·11”新思考
两年前的9月11日，这个日子并不特别，但这一天在美国发生的一连串恐怖袭击事件，对世界格局产生的影响直到今天仍没有结束。
日，美国东部时间上午8点45分，一架从波士顿飞往纽约的美国航空公司的波音767飞机遭挟持，撞到了纽约曼哈顿世界贸易中心南侧大楼，飞机“撕开”了大楼，在大约距地面20层造成滚滚浓烟，并发生爆炸。9点3分，又一架飞机以极快的速度冲向世贸中心北侧大楼，飞机从大楼的一侧撞入，由另一侧穿出，并引起巨大爆炸。两起爆炸造成了数千人伤亡。10时30分左右，纽约世贸中心姊妹楼相继发生大规模坍塌，变成一片废墟。几乎与此同时，位于首都华盛顿中心的美国国防部五角大楼和国会山也遭到了恐怖袭击。
这不是一场孤立的恐怖袭击，它引发了一连串的多米诺骨牌效应：10月7日，美国对阿富汗发动军事进攻；12月初，阿富汗的塔利班政权垮台；日，与9·11袭击并无关联的伊拉克遭受美国军事攻击，4月10日，萨达姆政权灭亡；现在，美国又对朝鲜施加了愈来愈大的压力。——这一切表明，国际政治格局正在发生深刻变化。
在“9·11”之前，美国遭受到的大大小小的恐怖袭击不计其数，其中影响比较大的就有：日，美国“科尔”号军舰在也门亚登港口加油时遭袭击；日，美国驻肯尼亚和坦桑尼亚大使馆遭袭击；日，美国俄克拉荷马市的政府办公大楼发生爆炸；日，纽约世界贸易中心楼下的停车场发生爆炸；日，美国泛美航空公司一架自伦敦飞往纽约的波音747客机，在苏格兰小镇洛克比上空被藏在机上的炸弹炸成碎片。
但所有这些恐怖袭击都没有激发起更广阔的波澜，而是作为一个个孤立事件很快归于沉寂。只有“9·11”，成为一个深刻影响世界进程的事件而被载入史册。
从上述的事件过程中，我们可以看到，“9·11”是一个明显的分水岭、一个神奇的转折点。在一个复杂的动态系统中，如果很多变化已经累积，一个微小的扰动就能带来根本的改变，崭新的变化就会突然涌现，这种突然的变化就被成为“神奇转折点”。在转折点之前，事物在缓慢地变化着，只有引不起多大波澜的小效应，人们的感受并不是很明显。就像“9·11”之前的那么多恐怖袭击事件，并没有产生多米诺骨牌效应，也没有使美国的对外政策发生重大改变。但“9·11”之后，历史的既有轨迹被改变了，新的变化出现了。
这就像骆驼背上一堆稻草中的最后一根稻草，一个沙堆上的最后一粒沙。你可以把稻草不断地堆在骆驼背上，什么事也不会发生，直到你把一根跨过临界质量的稻草放上去，这个小改变可能使骆驼跨掉。你可以在海滩上堆出一个沙堆，沙堆越来越高、越来越陡，最终，仅仅加了一粒沙子，沙堆也会突然坍落。
转折点是我们所生存的宇宙中最为奇妙的现象之一，它遍及我们宇宙的几乎所有角落。我们的社会发展、生命演化、自然变迁、宇宙创生，无不与这神奇的转折点密切相关。
人类历史的转折点
在人类社会的历史中，像“9·11”这样的转折点不计其数。例如，20世纪80年代中期，没有人会相信苏联即将消失，但到了日，一场未遂的政变让一个强大的国家突然土崩瓦解，不到半年的时间，苏联解体了。
又例如，第一次世界大战是如何爆发的？是资本主义帝国之间根深蒂固的矛盾？还是别的什么原因？现在让我们从另一个角度来看看。美国著名科普作家马克·布查纳在《临界》一书中，对爆发第一次世界大战的转折点进行过极其精彩的描述：
“日上午11时，萨拉热窝一个晴好的夏日上午，一辆汽车载着两名乘客，司机拐错了弯。这辆车本没打算离开大街，但它的确拐出了大街，上了一个没有退路的窄道。这并不是一个严重的错误，在拥挤不堪、尘土飞扬的街道上这种失误是难免的。但是这位司机这天犯的这个错误却打乱了无数人的宁静生活，改变了世界历史的进程。
“这辆车恰好停在了一位19岁的塞尔维亚学生加夫利罗·普林西普的前面。普林西普是塞尔维亚恐怖组织黑手党的成员，他几乎不能相信自己的运气竟如此好。他大步走到汽车跟前，从口袋里拔出一只小手枪瞄准，开了两枪。车上的两位乘客——奥匈帝国的弗兰兹·费迪南大公和他的妻子索菲娅在30分钟内双双毙命。几小时之后，欧洲的政治格局就土崩瓦解了。
“事发之后，奥地利以这次暗杀为借口，开始图谋入侵塞尔维亚。俄国保证要保护塞族人，而德国则表明如果俄国介入，他们将站在奥地利一边。仅在30天内，这种国际间威胁和承诺的链式反应将奥地利、俄国、德国、法国、英国和土耳其等国缠入了一个死结。当五年后第一次世界大战结束时，1000万人为此付出了生命。之后的20年间，欧洲陷入了一种无奈的沉寂中，这时第二次世界大战又夺去了3000万人的生命。仅在30年内，世界就遭受了两次重创。这是为什么呢？难道只因为一个司机的过错吗？”
当然不是司机的过错，但如果司机那天没有拐错弯，暗杀也许就不会发生，没有了导火线，各个国家虽然已经严重对立，但未必会打一场大战。也许随着时间的推移，各方对立情绪会逐渐缓和下来。这里，那个拐错弯的司机就是“骆驼背上的最后一根稻草”。
在人类的历史中，不仅政治上，经济上的转折点也很多。在20世纪20年代，美国的经济正处于繁荣的黄金时期，股票市场高潮迭起，没有人想到危机就近在眼前。但在日那个“黑色的星期二”，纽约华尔街证券市场股价狂跌，股市狂泻。就在那一天，这场金融恐慌导致了史无前例的经济大萧条，美国20世纪20年代经济繁荣的神话破产了。人们谴责规章制度上的错误，并放弃了古典自由主义的自由放任政策。这一事件促成了福利国家的兴起，永远改变了政府与公民的关系。
神奇转折点无处不在
事实上，神奇转折点——这一科学家最近发现的自然法则，其印迹无所不在：战争与政治危机、股票与经济周期、人口与环境污染、生态与物种灭绝、变异与生命进化、大脑与神经网络、地震与火山爆发、黑洞与星云坍陷……它触及到了我们这个复杂世界从社会到生命、从地球到宇宙、从粒子到星云的几乎所有领域。
公元日，北京时间3时42分53.8秒。夜幕笼罩下的唐山市，万籁俱寂。陡然，一道蓝光刺破夜空，紧接着，天穹旋转，大地抖动。街道、铁路、楼房，在强烈的摇撼之中错位、变形，倒塌……，这就是震惊中外的“7·28”唐山大地震。
23秒钟内，一座拥有百万人口的华北著名的工业城市，被夷为平地，变成一片废墟。强烈的震波还影响到我国东部的广大地区，北起黑龙江的满洲里，南至安徽蚌埠、江苏清江一线，东临渤海湾，西抵宁夏的石嘴山，14个省、市、自治区、200多万平方公里土地上居住的几亿人受到扰动。遭受地震破坏的区内民房大量倒塌，农田淤满泥沙，水渠、水井堵塞，公路，铁路、桥梁损毁。据京津唐地区累计，地震中死亡24.2万余人，重伤16.4万余人，轻伤者不计其数。
大地震是一种破坏性极强的突发性自然灾害，大地震的发生，往往在几秒至十几秒的瞬间即可释放出极具破坏力的巨大能量。在刚刚过去的20世纪里，数以千计的破坏性地震袭击了世界上众多的国家和地区，造成了大约150万人的死亡和难以计数的巨大经济损失。
地震预报至今仍然是一个尚未突破的世界性科学难题，目前能作出预报的地震还只是极少数，以至于有一种说法是：“只有傻瓜、骗子和说谎者才会预报地震”。地震为什么难以预测？地壳中的几小块岩石突然裂开了，这本身并没有什么稀奇——地壳的小规模变动每天都会发生，这是大陆板块相互摩擦而慢慢累积的压力引起的。但有时几小块岩石的断裂改变了附近其他岩石的受力，使它们也裂开了，这时，转折点就出现了——越来越多的岩石也随之断裂，很快，地震开始了。虽然今天我们对地震的物理机制有了完善的认识，但理解地震与预测地震是两码事，一次地震极有可能产生于一个我们永远也掌握不了的微小细节，因此我们对地震几乎无法做出准确的预报。我们的周围的确有着太多无法预测的突然事件：一场不期而至的地震；一场肆虐千里的森林大火；进化史上大量物种的突然灭绝；乃至人类社会中股市的波动、战争的爆发……一场惊天动地的灾变(或是革命)只是起于最初微小因素的不经意积累，当这种积累到达某个转折点时，结果不可收拾。至于以何种方式到达转折点，则难以预测：也许一个司机偶然拐错了弯就导致了一场世界大战；也许一块岩石不经意间断裂就导致了一次强烈的地震；也许森林中的一次闪电就导致了一场来势汹汹的森林大火，也许蝴蝶翅膀轻轻扇动几下就导致了一场狂风暴雨……诸如此类，不一而足。
转折点如何产生？
转折点是如何产生的呢？
首先，产生转折点的系统都包含有大量复杂的成分。天空中的云包含有由水分子组成的水蒸气、液滴、水晶和空气，是含有多成分的复杂系统，因此地球的气候系统可以产生著名的“蝴蝶效应”：纽约的一只蝴蝶振翅飞舞，有可能引发上海一场猛烈的风暴。而一个小的、简单的系统是不可能产生复杂变化的，你看到过一只气球里面的翻云覆雨吗？一只气球里的蝴蝶即使一直振翅，永不停歇，也不会得到任何回应。
第二，产生转折点的系统必须是开放系统，必定同外界进行着物质与能量的交换。天空中的云一定会和周围的大气和云进行物质交换并和外界进行能量交换。
第三，产生转折点的系统必须处于一种临界状态，临界状态是一种界于平衡与非平衡之间的状态。当一个事物的系统处于平衡状态时，事物内部即使有小的变动，也不会导致整个系统的彻底改变，只有当新的情况不断出现，使得系统逐渐远离平衡状态，最终，在某一点上，系统到达临界状态，这时，只要有任意微小的因素介入，转折点就出现了。
当大气的冷流、暖流处于均衡状态时，蝴蝶无论怎么扇动翅膀都改变不了什么。只有当复杂的气候系统处于非常敏感的临界状态时，蝴蝶轻轻振翅，才有可能引起一场天气巨变。地震的情况也同样如此，地球上大陆板块的交汇处就是处于一种临界状态，大陆板块总是在缓慢而又不可逆转地漂移，使得地壳处于不可预测的变动中，任何一次微小的变动都有可能导致一次强烈的地震。
让我们看一看海滩上的孩子让沙粒缓缓流下而形成一堆沙的场景。开始的时候，沙堆是平的，沙粒很稳定，这是一种平衡状态，这时一粒沙的偶然移动不会对沙堆产生任何影响。堆沙的过程在继续，沙堆变得越来越陡，开始有沙粒沿着沙堆滑动，沙堆在逐渐偏离平衡状态。随着时间的推移，沙粒的滑动越来越大，最终，一些滑动的沙粒甚至跨越了整个沙堆。这时，整个沙堆系统到达了临界状态，沙堆形成了崩溃的力量——转折点产生了，只要有一粒沙加上去，整个沙堆就发生了大规模的坍落。
自然界的复杂系统在远离平衡的临界状态上运作，微小的扰动可能导致以阵发的、混沌的、类似雪崩的形式演化。大多数的转折点都是通过灾难性的事件而不是通过遵循一种平和渐变的路线来实现的，地震、大灭绝，还有人类的工业革命和社会革命，都是这样的雪崩式演化。
临界状态对于我们这个世界意义重大。如果我们的世界永远处于稳定的平衡状态，那就不会产生任何新奇的事物，世界将守着僵死固定的法则和无休止的宁静，漫长、单调而乏味；反过来，如果我们的世界一直处于疯狂的非平衡状态中，任何事物随时随地都在改变，没有任何秩序和连续性可言，这也是个令人绝望的世界——我们会很快被折磨得发疯。只有在临界状态，我们的世界才充满趣味和希望，它既不是静止不动的，也不是任意变化，一切都有章可循，但又在不断产生出十分新奇的事物。
突现的性质
转折点最重要的特点就在于它具有突现性，也就是说，当事物从一个状态到另一个状态的跃变时，事物起了质的变化。新的信息会自发涌现出来，新的结构和秩序会自发创造出来。
在牛顿力学的机械观看来，物质的运动只是数量的增减和场所的变更，这是一种线性的变化。但是，在自然界发展、进化中，那些有重大意义的新事物的出现却是在量的变化越过一定关节点之后突然出现的。当我们把纯净的水加热到80℃、90℃，还看不到它有什么明显的变化，但在95℃以上，水中开始有小的气泡冒出，热水滋滋发响。再进一步加热到100℃，水的状态出现了突变。整个容器中水翻腾起来，气化的步伐大大加快。这时，一种新的气态结构出现了。
当一块磁铁处于常温状态下，磁铁里的原子会像一支训练有素军队一样排列得井然有序，所有的磁性箭头都指向同一个方向，它们的共同作用使整个磁铁显示出了磁性。但是如果给磁铁加热，热量会不断搅乱磁铁里的原子，使它们的磁性箭头排序变乱。当温度上升一个关键值时，原子的磁性箭头彻底变乱，整块磁铁的磁性消失了，磁铁呈现出新的性质。
时间本身也是突现的产物。单一的粒子可以在时间中向前或向后移动，你根本分不清它的方向，失去了方向，时间也就可以说不存在了。可是把一批原子放到一起后，时间本身就突现出来，显示出了它的方向：泼出去的水再也收不回来，打碎的镜子再也不能复原，白发苍苍的老者再也回不到青春时代……可是在任何原子中，都找不到任何时间的痕迹。
我们的宇宙是一个永远充满活力的开放系统，一切简化的模型都是现实的一种近似，实在的宇宙是一个向着无限复杂性演化的超巨系统。在这个宇宙里，每时每刻都有新的星体创生和旧的星体死亡，遥远的爆炸声时时响起，而地球上也在随时随地发生着十分复杂的变化：人和动物在出生、成长、衰老、死亡；植物在出苗、开花、结果、枯萎；沧海在变成桑田……随着时间的流逝，自然界在发生着丰富多彩却一去不复返的变化。如此众多的变化正是来源于突现的性质——这宇宙中令人惊讶的深层秩序。
无中可以生有
转折点在我们的宇宙中具有极为重要的意义。我们今天复杂广阔的宇宙就是由无数大大小小的转折点带来的，复杂的生命现象也是因了转折点才产生的。
为什么我们所处的世界如此复杂，而物理规律却如此简单？为什么大爆炸导致复杂性不断增加，地球上有了生命，产生了具有智慧的人类，最终形成了复杂的社会，而不是像通常的爆炸那样产生一些简单的气体粒子？宇宙怎样以大爆炸中产生的几种基本粒子开始而进化成复杂的星球、生命和社会结构？转折点所包含的突现性给了我们解答这些问题的可能性。
我们的宇宙是从“无”中突然产生的，“宇宙大爆炸”是在一片空无中突然开始的，大量粒子也是在宇宙大爆炸后突然产生的。量子理论表明，时空和粒子都可以自发地、没有原因地创生和毁灭，一个粒子可以突然产生，一小块空间也会从原先没有任何空间的地方出现。这是宇宙的第一个转折点——“无”中突然生出“有”。
随着宇宙的膨胀，空间的扩大，宇宙中的粒子越来越丰富，粒子之间的相互作用越来越多。量变引发质变，粒子本身的复杂性也随之增加，宇宙中会不断出现大大小小的转折点。最终，新的性质出现了，新的物质诞生了，而新的物质又进一步促进了更多的复杂性和丰富性。我们可以举一个简单的例子：单一的原子没有粗糙、易碎或甜味这些特性，然而当它们以某种方式排列组合成物质时，它们突然有了如颜色、味道、导电性、强度等等性质。这就是量变引发质变，在这个转变过程中，转折点表现出了突现的性质。
生命的诞生也与突现的性质有关，如果没有突现的性质，生命是不可能出现的。科学家计算过，由原子随意排列成DNA分子的可能性微乎其微，大约只有1040000分之一的概率，按照这个概率，即使有几十亿倍目前宇宙年龄的时间，生命都不会成形。这就好比一阵旋风吹过一家飞机制造厂，将所有的散乱零件刮起来然后组装成一架性能良好的大客机！或者一只猴子乱弹钢琴，居然弹出了一首世界名曲！这样不可思议的事情能够发生吗？可它偏偏发生了！
生命，从根本上讲，是多种分子集合起来时不断催化的结果：一个孤立的分子在任何情况下都不能形成什么转折点，也不会产生新的令人惊讶的变化；但一个合起来的集体分子系统就是活的，它能够创造新的物质，产生新的秩序。一个由10个分子和百万分之一催化几率组成的简单系统只不过是一组死气沉沉的分子，这10个分子中，没有任何一个能够催化其它分子的任何反应，在这盘死气沉沉的分子汤里将不会发生任何事件。如果增加了分子的种类，并增加它们的原子复杂性，它们之间就会催化出越来越多的化学反应，最终会出现质的变化。
这就是突现的性质所起的作用。在地球早期，当一道原始化学汤里的分子种类超过特定的数目时，转折点便发生了——分子多样性本身引起了自己的大爆炸！细胞彼此间相互作用，创生了新型的分子，这些分子同样富有创造性，马上产生出更加多样的分子。这时，一个自我支持的反应网络，一个自我催化的代谢机制，就会倏然出现，最初的生命诞生了！也就是说，生命是在复杂的分子系统中自发产生出来的！
不仅生命的出现来自于突现的性质，生命的进化也同样有赖于突现的性质。我们知道，生命在诞生后的差不多30亿年中，其形态一直停顿不前，就是一些简单的单细胞生物。然而，到了5.5亿年前的寒武纪，生命形式突然来了一次大爆炸，进化的创意突然迸发，天上飞的、水中游的、地上走的、地底爬的，挤满了地球的每一个角落、每一道缝隙，似乎所有的生命都一下子创生出来。这个问题用达尔文进化论是无法解释的，只能用转折点——突现的性质来解释，大自然突然间往前一跃，生命系统一下子进入了新的境界。
可以说，如果没有神奇转折点，如果没有转折点所表现出来的突现的性质，我们的宇宙就不会有今天这样的浩淼无边和丰富多彩，我们这样高级的智慧生命也永远不可能出现。今天，神奇的转折点又在人类文明的系统中现出身影，在战争、经济、城市交通等诸多领域显示着自身的意义，人类文明的发展与转折点息息相关。桂之隆/文
已投稿到：
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。我的世界手机版磁铁JS下载
关注搞趣网微信公众账号（gao7-_com）领取游戏豪华礼包！
我要评论：
手游礼包公众号：libaofabu
无需注册、轻松领号、手游玩家必备神器
Copyright (C)
tandyinfo All Right Reserved. 闽ICP备号-1&&&&&
福建天棣互联信息科技有限公司&&&&&版权所有理查德·韦伯：磁铁不够用？中国拯救世界
美国南卡罗来纳大学物理与天文系教授
关键字:&能源磁铁新型磁性物质永磁铁稀土元素
&我们总是瞧不起磁铁，&在美国波士顿的西北大学开发出一种新型磁性物质的劳拉&刘易斯（Laura Lewis）感叹道，&人们总以为，&对，没错，连电冰箱里都要用到磁铁，多大点事儿呀！&&
在刘易斯眼中，磁铁的故事就完全不同了。永磁体远远不止是电冰箱里的关键部件，或是中学实验里那一堆堆难以摆弄的金属，这些能自身产生出磁场的金属块，实际上是支撑起我们现代生活的很多技术的核心。
这些技术中包含了从智能手机到耳机这样的个人物品，它们纤巧的外形都多亏了内部使用的最新一代高效磁铁。但磁铁的影响力远超于此，&我们的世界运行在能量之上：汽车、涡轮机、电脑、卫星，以及各种交通运输，&美国纽约州罗彻斯特阿诺德磁性技术公司的斯蒂芬&康斯坦丁尼德斯（Steve Constantinides）解释道，&这些都需要磁铁。&
而现在，一个危机正在显现。受到全球对能量饕餮贪求的刺激，对最优质磁铁的需求正汇聚成一股暗涌的洪流。麻烦在于，我们不知道从哪才能弄来这么多磁铁。突然之间，康斯坦丁尼德斯、刘易斯和他们的同行们发现，自己的工作正受到前所未有的重视。
磁铁是日常通讯、交通，甚至能源体系中的重要原料。然而，这种资源快要不够用了。
要制造出一块好的磁铁可不容易。19世纪，经典电磁学理论告诉我们，运动的电荷会产生磁场，天然磁铁的磁场反过来则可以驱动电荷。这个发现足以让大量的铁，自然界最常见的磁性物质，成为马达、发电机和变压器这类关键电力技术的核心，磁芯在这些设备中存储能量，将机械功和电流相互转化，直到今天依然如此。
但要解释磁铁这样的永磁体如何获得产生磁场并与磁场相互作用的能力，就得要借助不少20世纪的物理学才行。所有这一切都来自于固体内原子中电子的行为。将量子原理和爱因斯坦的相对论准则运用于这些电子，你就会发现它们表现得像一个个小磁棒，其指向要么向上，要么向下，取决于电子的自旋数值。
在大多数物质中，每个指向的电子数目各占一半，所以整体不表现出磁效应。但是对某些元素，比如铁，以及它在元素周期表上的邻居&&钴和镍来说，如果所有原子的最外层，也就是参与化学键形成的那些电子，自旋指向相互平行的话，整体能量就会降低。只要牢牢地将这些电子固定在一个它们能自由翻转的固体晶格中，然后加上一点磁场，这些元素构成的固体就能产生自己的磁场，并一致保持下去。这样，你就得到了一块永磁体。
优质永磁体
没错，这是一块永磁体，但这是一块好磁铁么？&我有一张优质磁铁需要满足的要求列表，&康斯坦丁尼德斯说，&要展开可很长。&现代的铁基或者铁氧体磁铁，在价廉和原材料丰富上各有一个勾，它们的磁性相对也足够强，而且抗腐蚀性也独占鳌头，但它们有一个致命缺点：能量密度太低。这意味着，如果想要强磁场的话，你就要用大得可怕的一堆铁氧体做成一块巨型磁铁。&铁氧体磁铁就是又大又沉的大铁块，&刘易斯补充道。
这样的马蹄形磁铁，大都是铁氧体磁铁。它们的特点是廉价和原料丰富，缺点在于做不到足够小巧而又有足够强的磁性。
对于工业界或是大型动力机组中使用的粗重机械而言，这也还过得去。但在如今这个精雕细琢的电子时代，我们需要身形更为玲珑的磁铁。但如何才能造出这样的磁铁来呢？固体材料中大量的电子和它们之间的自旋相互作用过于复杂了，理论物理学家想要精确判断它们的行为，简直毫无胜算。因此，制造更优良磁铁很大程度上都依赖于冶金学家的黑暗魔法：混合各种可能的元素，然后放入磁场，看命运之轮会如何变化。
这种神农尝百草的方法一直屡试不爽。20世纪30年代合成的铝－钴－镍磁铁，能量密度就是最好的铁氧体磁铁的两倍。但真正的突破还是以上世纪70年代发现镧系元素或者叫稀土元素的磁性潜力为开端的。这些元素在元素周期表上总是独立成区，无一例外都能贡献大量自旋相互平行织连成片的电子。用钴和稀土元素钐的混合物做出的磁铁，储能甚至比铝－钴－镍磁铁还要高一倍。
当然，选秀中的最大明星还要属由稀土元素钕加上铁和硼制成的磁铁。在上世纪90年代之前，这些钕系磁铁得到了突飞猛进的发展，以至于指甲盖那么大一块磁铁产生的磁场，比整个地球铁质核心的磁场还要强数千倍。&室温下，钕磁铁是我们目前所知的最强磁铁，&康斯坦丁尼德斯如此评论道。
问题就出在这个&室温下&。早期的钕磁有个令人讨厌的缺陷&&热扰动总是会破坏那些小心翼翼排列好的自旋，令磁铁退磁，并在超过100℃时完全丧失磁性。但是，只需要稍加打造，一个现成的修补方案就在眼前：要想得到一个热力学更加稳定的结构，只需将很少一部分钕原子，百分之几即可，替换成它更重的同伴&&镝。
最终，这带来了一场磁场革命。从汽车中的动力输送，到让硬盘、CD和DVD盘片高速旋转的马达；从扬声器和耳机中将电流脉冲转换成声响的振膜，到医学磁共振成像（MRI）中所需的超高密度磁场&&但凡需要用最小体积产生最大磁场的地方，都会闪现出钕磁的身影。截至2010年，尽管好用实惠的铁氧体磁铁在重量上仍占据销售比例的大头，但从销售总价上看，钕基磁铁比其它所有磁铁都多1到2倍。
但祸随福至。&钕磁被发明出来时，人们就觉得它好得是不是有点太过头了，&美国爱荷华州立大学的磁学研究者威廉姆&麦卡勒姆（William McCallum）解释道，&它对稀土元素的需求，甚至超过了后者的储量。&
稀土元素实际上并不稀有，总共约占地球表层的百万分之几，但它们很难探寻。过去的几十年来，全球几乎所有的供应都来自中国的稀土矿藏。但中国需要这些元素来满足自己的经济和消费需求，近来已经开始对稀土课以很高的出口关税&&正值全球对稀土求之若渴的当口。
贪婪的绿色
这次紧缺的源头，并非个人消费电子。&你看到的每一台电脑，里面都有大约50克磁铁，&麦卡勒姆说道。而对于数百万台这样的设备而言，所需磁铁的总量就非常可观了。但这与眼下绿色能源技术所吞噬的磁铁相比，只是小巫见大巫。风力发电机、电动汽车和电动自行车中的马达必须强大而且轻巧，只有钕磁才能二者得兼。每辆电动汽车中的马达都需要大约2千克钕磁；而一座能输出百万千瓦电能的风力发电机，则需要大约2/3吨。仅风力发电机一项，就会让磁铁需求在年之间攀升7倍。
预计到2015年，全球产业界对磁铁的需求可能就会造成供不应求的局面。（图片来源：《新科学家》）
通过重新开启美国加州关隘山的矿井，以及在澳大利亚新开矿井，稀土的这种短缺可以得到部分缓解，但这也只是杯水车薪而已。电动汽车、风力发电机或是任何马达轰鸣的地方，运行温度都很高，这意味着需要往钕磁中掺入大量镝才能确保磁性稳定。而镝恰恰是美国和澳大利亚矿井中缺乏的稀土元素，这东西只在中国矿井中富足。
因此，业界对新型超级磁铁的需求已经越来越迫切了。在美国，能源部作为先锋已经开始倡导研发新型磁铁。被缩称为&反击&（React）的&关键技术中稀土替代品&（Rare Earth Alternatives in Critical Technologies）项目由14个不同的小组构成，总投入为2200万美元，目标是研发出所需稀土元素更少的磁铁，完全不用最好。
刘易斯的小组就是其中之一，他们正试图用铁和镍的混合物来进一步压榨高端磁铁的性能。通常，当你将两种有磁性潜力的元素混合在一起，他们反倒会退化成一些随机晶格结构，从而让自旋平行更难实现。不过有个例外，就是名为四方镍纹石（tetrataenite）的矿物结构，其中的铁和镍原子形成规整的层状结构，具有很强的磁化倾向。
在通常的时间尺度上，固体结构中的原子不太可能自然融合成如此规整的构形。实际上，四方镍纹石并不是地球上的地质产物，目前所知的天然样本都来自十几块陨石。&他们从很大、很大、很大的小行星中分离出来，花了十数亿年才冷却成目前的结构，&刘易斯解释道。
我们可等不了十亿年。刘易斯的工作就是努力使熔合的铁和镍原子快速形成这种结构，通过加入不同的杂质来引导它们进入合适的排列。&其实就是绞尽脑汁骗过这两种原子，让它们认为不需经过时间的考验也能形成稳固的婚姻，&刘易斯打趣道。
这是个大胆的设想。不过用麦卡勒姆的话来说，&&反击&项目中每个小组都堪称是独幕、两幕或三幕的奇迹剧，&他接着说，&刘易斯必须想办法将永恒浓缩成一分钟或一小时，这就是她要达成的奇迹。&
而麦卡勒姆自己的奇迹则是，让铈带上磁场。尽管铈是稀土金属，但在关隘山的矿藏中它却丰盛有余，约占该矿稀土元素总重量的一半。&如果成功了，整个稀土产业经济将因此改观，&麦卡勒姆憧憬着未来。但有个问题横亘眼前，每个铈原子都有一个能改变自旋指向形成磁性的单电子，但是一旦将它和结构中的其它成分绑定在一起，铈原子就会贡献出这个电子，因此它的磁性高度不稳定，特别是在某些关键的高温范围之内。
麦卡勒姆的工作主要是，通过向结构中加入一些足够铁面的元素原子，让铈原子有礼送不出。不过即便可行，铈也不可能像钕那样大放异彩，好在它也并未肩负这个重任。他解释说，&看一下稀土金属磁铁和非稀土金属磁铁的区别，真可谓天悬地隔。&因此，任何由非罕见材料制成的磁铁，只要能在这个空档区中占据一席之地，都会先让镝退烧，然后让钕降温。
康斯坦丁尼德斯也有个类似的目标。&我们没必要替代钕，&他也这么认为，&我们要做的是找到一些材料，价格、性能与之互补。&他的公司正在开展两项广泛的尝试。一是用高性能计算来剔除铝－镍－钴这样的现有非稀土元素磁铁的短板。另一个被他描述为开荒策略，就是用复杂的算法在自然界有限的磁性物质库中进行海选，通过分析来寻找下个巨星。康斯坦丁尼德斯说：&镍、铁和钴已是战功卓著，问题在于我们能不能找到更睿智的组合，让这些元素更加锋芒毕露。&不过，他并未奢望速战速决，&它需要的每秒浮点运算数（Flops）需以太（Tera，万亿次）记。&
与此同时，美国里士满弗吉尼亚州立邦联大学的埃弗里特&卡彭特（Everett Carpenter）和他的小组，正在考察一个更不可能的候选者：碳。石墨和钻石可都不以磁性见长，而且往铁中加入碳做成的钢，磁性会被削弱。但是，将微小的含碳纳米颗粒和其它元素绑定起来，得到的结果就大为不同。&我们实际上能增强材料的磁性，&卡彭特说道，&而且是大大增强。&他认为，这类磁铁也许最终能百炼成钢，击败钕磁，而且价格要便宜得多。目前最重要的问题就是，如何让这些微小的磁铁生长成合适的尺寸。
眼下，无论是卡彭特还是&反击&项目的其它任何一个团队，都不敢声称自己取得了突破。那么刘易斯觉得她有几成胜算呢？&哦，我们组啊，很小，&她笑道。不过，考虑到磁铁对我们现代电气化生活的支撑作用，我们所有人都应该祈祷奇迹发生。&哪怕是发现一线希望，都可能惊天动地。&
（原文载于《新科学家》杂志日刊[总第2888期]，原标题：Loss of attraction: We're running out of magnets；kingmagic/译）
原标题：业界告急：磁铁快要不够用了！本文仅代表作者个人观点。
来源：果壳网
责任编辑:张苗凤
&&看完这篇文章有何感觉？已经有人表态
o&最热新闻&o
o&最热评论&o
