主讲人:赵洪云(工程师,《爸爸与小孩》的作者)
孩子在路上捡到一对小耳机。耳机线已经断了,孩子却如获至宝。回到家后,他拆出了里面的磁铁和线圈。孩子已经收集了各种形状的磁铁,方形的、圆形的、长条形的……这一次,孩子又得到了一个圆片状的。
孩子突然想到一个问题,问:“爸爸,如果把磁铁磨成粉末,还有磁性吗?”
爸爸说:“我们打个比方。磁铁就像一袋大米,表面看是一个整体。但是,拆开袋子来看,其实是由一颗一颗的大米组成的。每粒大米都是一个小磁铁。如果我们把磁铁磨成粉末,就相当于把大米袋子拆散了。每粒小米粒都会有磁性。”
孩子说:“我见过的磁铁都是固体的。如果把磁铁融化成液体,还有磁性吗?”
爸爸说:“高温融化成液体后,每粒大米就可以自由流动了。这样的话,每粒米的方向是混乱的。这些大米互相挤靠在一起,磁力就互相抵消了。所以,液态的磁铁是没有磁性的。”
“那磁铁加热后,磁性是增强还是减弱呢?”孩子问。
“这个问题其实可以尝试用纯粹的思考方法来回答,”爸爸说,“磁铁被加热后,随着温度的升高,会逐渐从固态变成液态。也就是说,随着温度的升高,磁铁会从最强变化成零。所以,温度升高后,磁铁的磁性自然会减弱。温度越高,磁性越弱。”
人们在头脑中进行的这个思考过程,其实是个推断的过程。就像在头脑中进行了一次实验一样。这种纯粹在头脑中进行的实验,也叫思维实验。
孩子若有所思,过了一会儿,接着问:“如果把磁铁做成球状,还有磁性吗?”
爸爸愣住了,说:“我也没有见过球形的磁铁。不过,我知道磁铁是怎么制作的。磁铁的制造过程,也许可以回答这个问题。”
“磁铁是怎么制作的呢?”孩子迫不及待地问。
爸爸说:“其实,我们前面说高温融化,已经是制作磁铁的过程了。首先,我们把具有磁性的金属高温融化成液体;其次,把这些液体盛到一个模型中,并把这个模型放在一个强磁铁中。让模型中的金属液体慢慢冷却,凝结成固体。液体中的那些磁性小米粒被强磁场慢慢地理顺方向并固化;最后,这个固体就是永久磁铁了。也就是说,具体的形状不重要,关键是磁铁中的每粒‘米’要‘团结’起来,劲儿往一处使。每粒‘米’都是一个不起眼的小颗粒,如果凝聚成一个集体,力量就非常大,可以做很多事情。像磁铁这样的一个集体,称得上有凝聚力的‘集体’。或者是,有‘凝聚力’的集体就该像一块磁铁一样,不要产生内部矛盾,不要在内部互相损耗。”
爸爸接着说:“我见过最大的磁场,就是地球。我们人类乃至所有的生物,都生活在这个巨大的磁场中。指南针就是利用地磁铁制造而成的。事实上,磁还能产生艺术效果呢。地球磁场把宇宙射线中的带电粒子沿自己磁场的方向带到北极。这些粒子在地球大气中会发光,这种光叫极光。极光的颜色和形状千变万化,永不重复。所以,艺术不只有我们人类才会创造。极光,就是宇宙这位艺术家借用磁场这支画笔在我们地球母亲的披肩上彩绘出来的3D杰作。”
“可惜,我们不容易看到。”孩子很遗憾。
爸爸说:“这个‘3D影院’确实离我们有点儿远。不过,我们可以憧憬和向往。最美的东西,不一定要亲自看到,亲手触摸到。相信它一直存在并在心里永远期待,这也是一种幸福的心态。”
点睛
这位爸爸从简单的磁铁问题融会贯通地联想到了艺术,在解答孩子的问题时循循善诱地让孩子了解。