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此前,人們總說(shuō)和某人的相遇是天注定的緣分,而當磁場(chǎng)出現之后,大家開(kāi)始給這種緣分冠以“科學(xué)之名”,認為磁場(chǎng)相似的兩個(gè)人會(huì )在冥冥之中相互吸引。
“人體磁場(chǎng)”的構想圖
當然,這種說(shuō)法并沒(méi)有什么科學(xué)依據。不過(guò),對于磁場(chǎng)的研究,確實(shí)是許多科學(xué)家十分關(guān)注的事情。
此前,就有科學(xué)家利用青蛙做實(shí)驗,將其放進(jìn)了強磁場(chǎng)當中,從而得到了一只反重力蛙。那么,如果把人放進(jìn)強磁場(chǎng)當中會(huì )怎樣呢?我們也會(huì )像青蛙一樣漂浮起來(lái)嗎?
“反重力”蛙本蛙
強磁場(chǎng)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(chǎng)能夠幫我們抵擋不少來(lái)自宇宙的輻射。
不過(guò)地磁場(chǎng)的強度在0.5到0.6高斯左右,這一數值并不算高,對人類(lèi)和地球生物來(lái)說(shuō)還是比較友好的。
地球磁場(chǎng)的示意圖
畢竟水是具有抗磁性的,而地球上絕大多數生物的體內都有著(zhù)大量的水分子,在這種情況下如果磁場(chǎng)足夠強,那么我們確實(shí)是可以飄起來(lái)的。當科學(xué)家安德烈·海姆發(fā)現水的抗磁性之后,他就試圖利用生物來(lái)做實(shí)驗。他想看看,在磁場(chǎng)強度足夠的情況下,生物體會(huì )有怎樣的表現。
于是他就將一只青蛙放進(jìn)了實(shí)驗裝置當中,一無(wú)所知的青蛙在進(jìn)入之后竟然懸浮了起來(lái),并且在空中不停地打轉。就這樣,安德烈·海姆成功用科學(xué)實(shí)驗,得到了一只“反重力蛙”。
“反重力”蛙的實(shí)驗裝置
而這個(gè)發(fā)現使他十分激動(dòng),因為既然可以讓青蛙在強磁場(chǎng)當中漂浮起來(lái),那就說(shuō)明同樣具有抗磁性的人,只要在足夠強的磁場(chǎng)當中,也是可以懸浮的。這樣的話(huà),也許我們不用離開(kāi)地球,就能體會(huì )“失重”的感覺(jué),不過(guò)在這種環(huán)境下也很難控制自己的行動(dòng)。
那么,我們可以制造出讓人實(shí)現“反重力”的強磁場(chǎng)嗎?如果將人放入其中,人的身體健康會(huì )受到強磁場(chǎng)的影響嗎?
漂在半空中的“反重力”蛙
將人放入其中會(huì )怎樣?
首先能夠讓青蛙等生物懸浮起來(lái)的磁場(chǎng)強度必然是大于5T的,而強磁場(chǎng)的概念也在這些年間不斷地更新。比如強磁場(chǎng)可以指用于同科學(xué)實(shí)驗的最高達到45T的穩態(tài)磁場(chǎng),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(chǎng)。
并且強磁場(chǎng)持續的時(shí)間不同,類(lèi)型也有著(zhù)明顯的差異。如果磁場(chǎng)持續時(shí)間較長(cháng)并且數值恒定,那么這就叫穩態(tài)強磁場(chǎng)。反之假如持續時(shí)間很短的話(huà),那就屬于脈沖強磁場(chǎng)。
脈沖強磁場(chǎng)的波形圖
不過(guò)不管是哪一種磁場(chǎng),目前人造磁場(chǎng)的強度都不足以讓人在其中實(shí)現“反重力”,并且這種漂浮看起來(lái)十分有意思,其實(shí)本身對實(shí)驗生物體的傷害還是比較大的。
那么,強磁場(chǎng)到底會(huì )對人體造成怎樣的傷害呢?
磁體的周?chē)即嬖谥?zhù)磁場(chǎng)
根據此前蘇聯(lián)科學(xué)研究所的調查報告來(lái)看,在磁場(chǎng)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(chǎng)之中暴露可能會(huì )引起中樞神經(jīng)系統機能的衰退和荷爾蒙失調。
當然,由于人體的抗磁性本身是源于“細胞”,所以不少科學(xué)家都會(huì )將首要的探索目標放在細胞身上,觀(guān)察強磁場(chǎng)當中細胞的表現。
細胞是人體最基本的構成單位
根據研究來(lái)看,強磁場(chǎng)會(huì )影響細胞的形態(tài)、去向、增殖和凋亡等各個(gè)狀態(tài),從而最終對人體造成影響。
以細胞增殖來(lái)說(shuō),多項研究結果顯示,強磁場(chǎng)會(huì )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(lèi)來(lái)說(shuō)是不利的。但是同時(shí),它對多種腫瘤細胞的增殖也有著(zhù)明顯的抑制作用,這使得科學(xué)家認為或許在未來(lái)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7T強磁場(chǎng)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(guò)綜合來(lái)看,強磁場(chǎng)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(chǎng),也不可能將人放入其中進(jìn)行試驗。畢竟生命安全還是排在首位的,即使要進(jìn)行試驗,也要穿著(zhù)特制的防護裝備。
值得一提的是,科學(xué)家一直在研究強磁場(chǎng)可不是只為了實(shí)現將人放在其中懸浮這種無(wú)聊的事情。而是因為強磁場(chǎng)在發(fā)現新現象和認識新現象方面具有重要的作用,并且它在諸多領(lǐng)域都有著(zhù)一定的利用價(jià)值。
利用磁場(chǎng)原理運行的磁懸浮列車(chē)
強磁場(chǎng)的科學(xué)運用
首先是凝聚態(tài)物理學(xué)方面,比如半導體物理研究和超導體物理研究當中,強磁場(chǎng)就能提供好的研究環(huán)境。比如上世紀八十年代時(shí),人們就利用強磁場(chǎng)技術(shù),在半導體二維電子氣當中發(fā)現了整數和分數量子霍爾效應。
而在超導的探究當中,磁場(chǎng)可以有效地調控超導態(tài),幫助人們了解不同超導態(tài)的特性,進(jìn)一步理解超導機理。根據目前的研究成果來(lái)看,強磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)在化學(xué)、材料科學(xué)、微重力、生命科學(xué)、地球科學(xué)等多個(gè)方面都有積極的意義,比如許多人在醫院當中做過(guò)的核磁共振,這之中就有強磁場(chǎng)研究的貢獻。
熟悉的核磁共振儀器
總之,從目前強磁場(chǎng)應用的科學(xué)領(lǐng)域來(lái)看,它的發(fā)展潛力還是非常大的。并且不少?lài)叶荚谶M(jìn)行強磁場(chǎng)研究,我國也研發(fā)出了穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置。
值得一提的是,除了實(shí)驗所用的強磁場(chǎng),部分強度較低的磁場(chǎng)可以運用于磁療,對人體還是有一定好處的。
利用人造磁場(chǎng)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(chǎng)對人體的影響時(shí),提到了磁場(chǎng)會(huì )影響到人體內細胞在各個(gè)方面的反應。不過(guò)從另一方面來(lái)說(shuō),磁場(chǎng)也能產(chǎn)生正向的生物效應。在這種情況下,磁場(chǎng)就可以用來(lái)治療疾病,一般稱(chēng)之為磁療。
雖然磁場(chǎng)被人類(lèi)發(fā)現的時(shí)間不算長(cháng),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(zhuān)門(mén)制成的“磁石”。
奇妙的大自然產(chǎn)物——天然磁石
《史記》中所寫(xiě)的是“齊王侍醫遂病,自煉五石服之”,至于《忘懷錄》當中則描寫(xiě)了放入磁石的“藥井”。
不過(guò)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。所以現階段使用磁療治療疾病的還是比較少的,如果未來(lái)醫學(xué)真的可以將其運用起來(lái),那么確實(shí)能為人類(lèi)的健康帶來(lái)福音。
磁場(chǎng)的構想圖
除此之外,人類(lèi)也應當未雨綢繆,考慮“人造磁場(chǎng)”的問(wèn)題。因為不論是未來(lái)的星際移民,還是傳說(shuō)中的磁極翻轉,都需要“人造磁場(chǎng)”盡早成熟。
畢竟我們的肉體與惡劣的宇宙輻射比起來(lái)確實(shí)是太脆弱了,一旦失去了磁場(chǎng)的保護,那么身體就會(huì )在無(wú)形之中被輻射轟擊。
如果我們能研究出一種裝置,在各個(gè)地方都維持所需的磁場(chǎng),哪怕不是強磁場(chǎng),這樣的話(huà)也算是一種適應宇宙環(huán)境的改造。
地球磁場(chǎng)能避免我們遭受太陽(yáng)輻射的影響
當然,在這之前,人類(lèi)恐怕需要先解開(kāi)地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的謎題,雖然現在科學(xué)界普遍認可自激發(fā)電機說(shuō),但是很難說(shuō)當我們真正抵達地核的時(shí)候,會(huì )有什么樣的全新發(fā)現。
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