萬磁王會飛這個事兒，其實還挺科學的

1這次站在了號稱「5000年最強」的最初變種人「天啟」一邊，又一次試圖讓變種人統治世界。

萬磁王是漫威漫畫中的超級反派，也是X戰警的頭號死敵。作為X教授的好友，兩人因為在變種人與人類如何相處的問題上政見不和走上了截然不同的道路。在漫威漫畫無數個平行世界裡，萬磁王的命運不盡相同，但他強大到近乎變態的能力卻被粉絲們津津樂道。

在漫畫和電影的設定中，萬磁王的能力是控制磁場——作為一名能控制宇宙四大基本力之一電磁力的人，萬磁王當然不會弱。他可以移動山脈和足球場、改變河流的方向、控制集成電路甚至對人實現精神控制；他製造的電磁脈衝曾讓全球陷入停電，實在是「地球一小時」活動的最佳代言人。

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再見！圖片來源：Marvel

不過，或許我們都能理解萬磁王可以用超能力移動鐵塊。但在漫畫和電影里，萬磁王還能讓自己在天空中自由飛翔（嚴格意義上來講是「懸浮」）。這僅僅是因為他穿了鐵盔甲嗎？並不完全是，而且這裡面的道理其實還挺科學的。

萬磁王是怎麼懸浮起來的？

其實在漫畫里，萬磁王不只可以移動磁性金屬，他還曾經用自己的能力移動過巨石，這又是怎麼回事呢。實際上，讓物體懸浮並不需要複雜和高深的物理理論：萬有引力、靜電力和磁力分別是質量、電荷和磁體的基本屬性，它們的存在不需要能量維持。所以，要利用這些基本作用力能實現物體懸浮，是不需要外界提供能量的

在漫畫里，萬磁王可以把整個小島都舉起來。圖片來源：Marvel

在討論這個問題之前，我們需要簡單介紹一下物質的磁場特性：自然界中的物質根據對外部磁場的反應大致可分為：鐵磁物質、順磁物質和抗磁物質。物質的每一個質子、電子和中子中都具有微小的磁場，電子圍繞原子核運動，也會產生磁場。一般原子中電子的微型磁場有自行配對的習慣，當配對完成後，原子的合磁場為零，類似於磁鐵異性相吸的原理。

在日常生活中，紙和塑料及金、銀等絕大部分金屬的磁矩都是配對的，顯示出不具有磁性的特點。而類似鐵和鈷的金屬，它們的結構使得電子磁性不配對，於是展現出了極性。可惜在自然狀態下，鐵塊內部的原子會分為南北極兩個陣營，相互拉鋸又抵消了各自的磁場，使它們無法散發迷人的磁性。但在外部強烈磁場的影響下，原子磁場就會指向同一個方向，形成強大的合磁場。該效應在外部磁場消失後是可以保持的，表現出這種特性的物質被稱為鐵磁物質。所以，鐵磁物質磁化後會很容易被萬磁王產生的磁場吸引。

那麼，萬磁王能飛，也是因為他可以控制自己血液里的鐵嗎？答案當然沒有那麼簡單，特別是人體中的鐵主要存在於血紅蛋白中，在任何時刻，血液中只有很小一部分會被外部磁場吸引3，萬磁王要想通過鐵元素來控制人體懸浮，恐怕又要上演一出腦力衰竭的戲碼了。

另外，大部分物質相鄰原子間都有非常微弱的相互作用，如果置於外部強磁場中，它們會沿著磁場的方向排列，磁場消失後，它們又四散而逃，如同課間操結束的同學們一般，這樣的物質被稱為順磁物質。順磁物質同樣總是被磁場吸引，但對於萬磁王來說，這跟飛起來好像也沒什麼直接關係。

順磁物質在有磁性和無磁性時的狀態。圖片來源：Wikipedia

所以，要實現這一目標，還是得獲得抗磁物質的幫助。與鐵磁物質和順磁物質不同，抗磁物質的感應磁場總是與外部磁場相反，原子磁性排列總是試圖抵消外部磁場的影響。抗磁性本質上一種量子物理效應，任何物質在磁場的作用下，都會產生抗磁效應。但由於抗磁效應很微弱，當物質存在順磁或鐵磁效應時，抗磁效應就被掩蓋了。

抗磁體，也就是顯示出抗磁效應的材料，通常人認為的非磁性材料，如水、木材和有機化合物（石油、塑料）及包含很多核電子的重金屬汞、黃金和鉍等都是抗磁體。伯格曼就是通過發現鉍和銻對磁場有微弱的排斥現象，成為了發現抗磁性的第一人組成人體的水、蛋白質和有機物等主要成分均為抗磁體，利用它們對外部磁場的排斥力，理論上就可以把人體懸浮在空中，正如兩個磁鐵的S極相互排斥。然而，由於抗磁體的磁化率極低（如水的磁化率χv= ?9.05×10?6，負號代表抗磁性），想要獲得能夠抵消重力所需的磁場恐怕只有中子星才有。無奈中子星上的引力也會相應增大，想在中子星上自由飛翔的願望恐怕難以實現。

可是，萬磁王並不在乎這些，他可以隨心所欲地控制磁場，把自己抬起實在是分分鐘的小事。根據官方資料，他可以發出大於地球磁場20萬倍的磁場，被磁化人體中的反磁性原子即會被誘導成同一個方向，對磁場產生斥力。最終，磁場相互排斥產生的上升力大於人體受到的重力，兩者合成力仍是上升力，凡人就會被輕鬆舉起。如上所說，要做到這一點需要非常強的磁場，而且如果人越重，需要的磁場就越強。所以，萬磁王耍帥也是需要成本的，比起控制鐵磁材料來說，磁化一件抗磁性物體要難得多——也許這就是他總穿著鐵制盔甲的原因。畢竟相對於其他更實用的殺傷性技能，懸浮這種浮誇技能還是少浪費點MP比較好。所以，各位想要和萬磁王愉快的做朋友，還請從喝水健身做起。

物體懸浮？並不只在電影里有。

實際上，物體懸浮不只存在於電影中。強抗磁體熱解石墨薄片就可以穩定地懸浮在永磁體之上。根據理論推導3，磁介質在磁場中的受力與磁感應強度B的平方成正比，平衡重力所需要的磁場強度並沒有達到無解的級別（這對萬磁王來說，真是個好消息）。

因抗磁性產生磁浮的熱解碳。圖片來源：Wikipedia

2000年搞笑諾貝爾獎的獲得者蓋姆（Andre Geim）就曾經用中等強磁場（16T）將一隻青蛙成功地懸浮了起來，其中就是利用了青蛙的抗磁性原理5。2009年9月，美國宇航局噴氣推進實驗室（NASA s Jet Propulsion Laboratory）採用超導磁體成功地將一隻小白鼠懸浮在空中67。此後，實驗室計劃對骨骼和肌肉組織進行試驗，驗證人體懸浮的可能性。

蓋姆的懸浮青蛙實驗。圖片來源：thetimes

雖然抗磁懸浮從原理上是不需要能量的，但在現實中維持強大的磁場也需要電能或其他能量。如果在自然界中能找到產生強磁場的鐵磁物質，就可以實現科幻小說中無能量輸入的反重力機器，在地球上創造微重力環境，進行科學實驗或魔術表演。

綜上所述，萬磁王能夠讓自己和他人懸浮和飛行的原理是他能夠產生非常強大的磁場，足以從本質上極化抗磁體內部原子的磁場。他通過控制磁力，將我們和其他物質都變成了磁性物質，並通過磁場間的斥力抬升了物體。無論是鐵磁體、順磁體還是抗磁體，自然界的物質都逃脫不了萬磁王的手心。萬磁王乃是名副其實的萬物磁性之王，是的，這還挺科學的。（編輯：Mo）

參考文獻：

X-Men Wiki -Wolverine,MarvelComics, Origins

《青蛙懸浮——一個令人驚奇和充滿遐思卻只需經典物理知識的實驗》楊曉峰，許麗萍，魏天傑，《大學物理》2011年10月

《超級英雄物理學》詹姆斯·卡卡里奧斯著，江苑微譯，山西人民出版社

Wikipedia "Diamagnetism"

Geim A. Everyone s megnetism [J] . Physcis Today,1998, 9: 36~39.

Liu, Yuanming; Zhu, Da-Ming; Strayer, Donald M.; Israelsson, Ulf E. (2010).

"Magnetic levitation of large water droplets and mice". Advances in Space Research 45 (1): 208–213.Bibcode:2010AdSpR..45..208L. doi:10.1016/j.asr.2009.08.033.

Jump up^ Choi, Charles Q. (2009-09-09).

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