磁鐵的本質
小時候使用磁鐵吸引鐵製品對於不少讀者來說還應該記憶猶新。磁鐵是小學科學課會用到的教具，冰箱門上也常常留下它的身影。可以說，磁鐵是生活中隨處可見的物件。
由於磁鐵過於常見，以至於人們會忽視它的特殊性。細想一下就會發現，像磁鐵這樣的特殊材料確實不一般。除了磁鐵，世界上沒有哪種材料能在不外加能量的情況下，突破距離與障礙物的限製吸引其他物體。假如磁鐵的蘊藏量和稀土一樣少的話，相信世界各國以及跨國公司都會為它一擲千金。磁鐵這種特殊材料確實具有令人無法忽視的用途。
被磁鐵吸引的鐵屑
幸運的是，磁鐵在地球上非常常見，也可以以比較低的成本大量生產，與磁鐵相關的創新也是一浪高過一浪。到了今天，人類社會已經無法離開磁鐵，相信一般人很難想象出磁鐵正在哪些領域發揮其神奇的作用。
自古以來，人類一直想弄清楚磁鐵吸引鐵製品的奧妙所在。不過，揭示其中的原理是個不小的難題。直到進入20世紀，磁鐵的秘密才逐漸露出真容，可惜人類依舊難以直觀地理解其中的機理。
簡而言之，磁場的吸引力源自電子“自旋”現象。讀到這裏肯定有人會感到疑惑：這就是說電子像個陀螺一樣轉個不停嗎？這要怪身為物理“學渣”的筆者為方便大家理解，隻能盡量以接近日常生活的方式進行說明，因此特意使用了“自旋”這種說法。
電子“自旋”的方式分為向上和向下兩種方式（事實上，電子的運動方式更為複雜，並非單純隻有兩種，為了便於理解才用此說法），在一般物質中兩種“自旋”方式的電子數量相同，所產生的影響力會互相抵消，因而大部分物質沒有磁性。然而，鐵原子擁有獨特的電子組合，使電子“自旋”所產生的磁性保留了下來。除了鐵以外，鈷和鎳也屬於能夠在室溫條件下保留磁性的金屬。在2018年，科學家發現處於特殊結晶狀態下的釕在室溫下也擁有極強的磁性。