此前,人們總說和某人的相遇是天注定的緣分,而當磁場出現(xiàn)之后,大家開始給這種緣分冠以“科學之名”,認為磁場相似的兩個人會在冥冥之中相互吸引。
“人體磁場”的構(gòu)想圖
當然,這種說法并沒有什么科學依據(jù)。不過,對于磁場的研究,確實是許多科學家十分關注的事情。
此前,就有科學家利用青蛙做實驗,將其放進了強磁場當中,從而得到了一只反重力蛙。那么,如果把人放進強磁場當中會怎樣呢?我們也會像青蛙一樣漂浮起來嗎?
“反重力”蛙本蛙
強磁場當中的青蛙
大家都知道,地球與其他的行星相比十分特殊,比如我們有液態(tài)水、合適的氣溫等等,當然最重要的是地球有“防輻射外套”,強大的磁場能夠幫我們抵擋不少來自宇宙的輻射。
不過地磁場的強度在0.5到0.6高斯左右,這一數(shù)值并不算高,對人類和地球生物來說還是比較友好的。
地球磁場的示意圖
畢竟水是具有抗磁性的,而地球上絕大多數(shù)生物的體內(nèi)都有著大量的水分子,在這種情況下如果磁場足夠強,那么我們確實是可以飄起來的。當科學家安德烈·海姆發(fā)現(xiàn)水的抗磁性之后,他就試圖利用生物來做實驗。他想看看,在磁場強度足夠的情況下,生物體會有怎樣的表現(xiàn)。
于是他就將一只青蛙放進了實驗裝置當中,一無所知的青蛙在進入之后竟然懸浮了起來,并且在空中不停地打轉(zhuǎn)。就這樣,安德烈·海姆成功用科學實驗,得到了一只“反重力蛙”。
“反重力”蛙的實驗裝置
而這個發(fā)現(xiàn)使他十分激動,因為既然可以讓青蛙在強磁場當中漂浮起來,那就說明同樣具有抗磁性的人,只要在足夠強的磁場當中,也是可以懸浮的。這樣的話,也許我們不用離開地球,就能體會“失重”的感覺,不過在這種環(huán)境下也很難控制自己的行動。
那么,我們可以制造出讓人實現(xiàn)“反重力”的強磁場嗎?如果將人放入其中,人的身體健康會受到強磁場的影響嗎?
漂在半空中的“反重力”蛙
將人放入其中會怎樣?
首先能夠讓青蛙等生物懸浮起來的磁場強度必然是大于5T的,而強磁場的概念也在這些年間不斷地更新。比如強磁場可以指用于同科學實驗的最高達到45T的穩(wěn)態(tài)磁場,也可以指孔徑僅容納一人用于磁共振成像的超導磁體產(chǎn)生的8T磁場。
并且強磁場持續(xù)的時間不同,類型也有著明顯的差異。如果磁場持續(xù)時間較長并且數(shù)值恒定,那么這就叫穩(wěn)態(tài)強磁場。反之假如持續(xù)時間很短的話,那就屬于脈沖強磁場。
脈沖強磁場的波形圖
不過不管是哪一種磁場,目前人造磁場的強度都不足以讓人在其中實現(xiàn)“反重力”,并且這種漂浮看起來十分有意思,其實本身對實驗生物體的傷害還是比較大的。
那么,強磁場到底會對人體造成怎樣的傷害呢?
磁體的周圍都存在著磁場
根據(jù)此前蘇聯(lián)科學研究所的調(diào)查報告來看,在磁場強度稍高的環(huán)境中工作的人群,他們的血管擴張程度很明顯,手指溫度也明顯提高。并且在強磁場之中暴露可能會引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)機能的衰退和荷爾蒙失調(diào)。
當然,由于人體的抗磁性本身是源于“細胞”,所以不少科學家都會將首要的探索目標放在細胞身上,觀察強磁場當中細胞的表現(xiàn)。
細胞是人體最基本的構(gòu)成單位
根據(jù)研究來看,強磁場會影響細胞的形態(tài)、去向、增殖和凋亡等各個狀態(tài),從而最終對人體造成影響。
以細胞增殖來說,多項研究結(jié)果顯示,強磁場會影響軟骨細胞、神經(jīng)細胞以及胚胎細胞的增殖,這對于人類來說是不利的。但是同時,它對多種腫瘤細胞的增殖也有著明顯的抑制作用,這使得科學家認為或許在未來可以將其合理利用在抗癌治療當中。
資料顯示,1996年,Raylman等發(fā)現(xiàn)7T強磁場作用64h能減緩黑素瘤細胞(HTB63),卵巢癌細胞(HTB77IP3)以及淋巴瘤細胞系(CCL86)的增殖。
顯微鏡下的卵巢癌細胞
不過綜合來看,強磁場目前對人體的傷害還是比較大的,所以即使能夠制造出支撐人體懸浮的磁場,也不可能將人放入其中進行試驗。畢竟生命安全還是排在首位的,即使要進行試驗,也要穿著特制的防護裝備。
值得一提的是,科學家一直在研究強磁場可不是只為了實現(xiàn)將人放在其中懸浮這種無聊的事情。而是因為強磁場在發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象和認識新現(xiàn)象方面具有重要的作用,并且它在諸多領域都有著一定的利用價值。
利用磁場原理運行的磁懸浮列車
強磁場的科學運用
首先是凝聚態(tài)物理學方面,比如半導體物理研究和超導體物理研究當中,強磁場就能提供好的研究環(huán)境。比如上世紀八十年代時,人們就利用強磁場技術,在半導體二維電子氣當中發(fā)現(xiàn)了整數(shù)和分數(shù)量子霍爾效應。
而在超導的探究當中,磁場可以有效地調(diào)控超導態(tài),幫助人們了解不同超導態(tài)的特性,進一步理解超導機理。根據(jù)目前的研究成果來看,強磁場的輔助作用還是很大的。
霍爾效應示意圖
其次是磁性材料方面,強磁場的研究豐富了磁性材料的相圖、變磁性、阻挫磁材料的研究等等。
最后強磁場在化學、材料科學、微重力、生命科學、地球科學等多個方面都有積極的意義,比如許多人在醫(yī)院當中做過的核磁共振,這之中就有強磁場研究的貢獻。
熟悉的核磁共振儀器
總之,從目前強磁場應用的科學領域來看,它的發(fā)展?jié)摿€是非常大的。并且不少國家都在進行強磁場研究,我國也研發(fā)出了穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置。
值得一提的是,除了實驗所用的強磁場,部分強度較低的磁場可以運用于磁療,對人體還是有一定好處的。
利用人造磁場治療疾病的磁療儀器
神奇的“磁療”
咱們在前文中介紹強磁場對人體的影響時,提到了磁場會影響到人體內(nèi)細胞在各個方面的反應。不過從另一方面來說,磁場也能產(chǎn)生正向的生物效應。在這種情況下,磁場就可以用來治療疾病,一般稱之為磁療。
雖然磁場被人類發(fā)現(xiàn)的時間不算長,但是我國的磁療卻已經(jīng)有了兩千多年的歷史,在《史記》當中和沈括的《忘懷錄》當中都有記載,專門制成的“磁石”。
奇妙的大自然產(chǎn)物——天然磁石
《史記》中所寫的是“齊王侍醫(yī)遂病,自煉五石服之”,至于《忘懷錄》當中則描寫了放入磁石的“藥井”。
不過需要注意的是,磁療的強度是有嚴格要求的,并且治療的效果也因人而異。所以現(xiàn)階段使用磁療治療疾病的還是比較少的,如果未來醫(yī)學真的可以將其運用起來,那么確實能為人類的健康帶來福音。
磁場的構(gòu)想圖
除此之外,人類也應當未雨綢繆,考慮“人造磁場”的問題。因為不論是未來的星際移民,還是傳說中的磁極翻轉(zhuǎn),都需要“人造磁場”盡早成熟。
畢竟我們的肉體與惡劣的宇宙輻射比起來確實是太脆弱了,一旦失去了磁場的保護,那么身體就會在無形之中被輻射轟擊。
如果我們能研究出一種裝置,在各個地方都維持所需的磁場,哪怕不是強磁場,這樣的話也算是一種適應宇宙環(huán)境的改造。
地球磁場能避免我們遭受太陽輻射的影響
當然,在這之前,人類恐怕需要先解開地球磁場產(chǎn)生的謎題,雖然現(xiàn)在科學界普遍認可自激發(fā)電機說,但是很難說當我們真正抵達地核的時候,會有什么樣的全新發(fā)現(xiàn)。
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