第一节山上有磁
在那些没有被认知的日子里，磁，作为大自然的魔方尤物，以“犹抱琵琶半遮面”的神秘姿态，不知不觉中走进了人们的生活。在电石碰溅、火光四射的年代里，蒙昧之中的探索者举起了文明的火把，点燃了人们从黑暗走向光明，从落后步入发达的“时光隧道”——文明时代来临。在历经“凤凰涅盘”般的心灵蜕变之后，思想的火花汇聚脑海，人们渴望焦灼的目光，逐渐清晰了起来：磁，化“魔”成“俗”，跌落凡间，被广泛应用于我们的各个领域。
1.疯狂的石头——磁石
磁石能吸铁，因此，通常称为“吸铁石”。古代称之为“慈石”。因为它一碰到铁就吸住，就像一个慈祥的母亲吸引自己的孩子一样。之后，经过长期的发展，人们才称它为“磁石”。
磁石是大自然中土生土长的、以氧化物类矿物尖晶石族磁铁矿为主的矿石。它的主要成分是四氧化三铁。这种晶体呈八面体、十二面体；晶面有条纹，多数是粒块状集合体；颜色为铁黑色，或者具有暗蓝靛色；条痕为黑色，带有半金属光泽。石体不透明，没有解理；它的断口处不平坦，硬度在5.5HB～6.5HB，密度为每立方厘米5.16克～5.18克。这种晶体具有很强的磁性。
磁石常产于岩浆岩、变质岩中，海滨沙中也有存在。在我国，这种天然磁石主要分布在山东、河北、河南、辽宁、黑龙江、内蒙古、湖北、云南、广东、四川、山西、江苏、安徽等地。磁石自从进入人们的视野以来，就以“疯狂”的磁性吸引着人们的眼球。
两千多年以前，也就是我国古代春秋战国时期，那时的人们就已经懂得用铁来制造农具了。人们在寻找铁矿的时候，就发现了磁铁，并且知道它吸铁的这一特性。
古籍文献《管子·地数篇》中说：山上有“慈石”者，其下有金铜。
这里的“慈石”就是今天的磁石。这是迄今为止我国已发现的古文献中有关磁石的最早记载。魏晋南北朝时，着名诗人曹植在诗中也用了“磁石引铁，于金不连”的句子。可见他对磁石的性质也是有所了解的。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法。他指出：优良磁石出产在南方，磁性很强，能吸引三四根铁针，使几根针首尾相连连接在磁石上。磁性更强的磁石，还能吸引十多根铁针，甚至能吸住一两斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分，而且指出了测量的方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。
在我国，磁石不仅有着悠久的历史，而且在医学实践中也得到了广泛地应用。西汉司马迁撰写的《史记·仓公传》中有记：齐王侍医利用磁石、丹砂、雄黄、矾石和曾青五种矿物药(称为五石)治病。
在后来的历代史书典籍中，也都有关于利用磁石治病的文字记载。
东汉的药书《神农本草》中讲，利用味道辛寒的慈(磁)石治疗风湿、肢节痛、除热和耳聋等疾病；南北朝陶弘景着的《名医别录》中写：磁石可以养肾脏，强骨气，通关节，消痛肿等；唐代着名医药学家孙思邈着的《千金方》还讲到，用磁石等制成的蜜丸，如果经常服用的话可以对眼力有益；北宋何希影的医学着作《圣惠方》中说，磁石可以医治儿童误吞针的伤害，这就是把枣核大的磁石，磨光钻孔穿上丝线后投入喉内，便可以把误吞的铁针吸出来；南宋严用和着的《济生方》书中又讲到，可以利用磁石医治听力不好的耳病，这是将一块豆大的磁石用新棉塞入耳内，再在口中含一块生铁，便可改善病耳的听力。
其中，最着名的是明代药学家李时珍着的《本草纲目》关于医用磁石的记述，内容丰富并且总结性强。书中对磁石的形状、主治病名、药剂制法和多种应用的描述都很详细。例如，磁石治疗的疾病就有耳卒聋闭、肾虚耳聋、老人耳聋、老人虚损、眼昏内障、小儿惊痫、子宫不收、大肠脱肛、金疮肠出、金疮血出、误吞针铁、丁肿热毒、诸般肿毒等十多种疾病。而且书中罗列的利用磁石制成的药剂也有很多，如磁朱丸、紫雪散和耳聋左慈丸等。
2.咬定南方不放松——指南针
由于人们对于磁的发现和有效利用，我国古人走在了当时世界的前列。在指南针还没有发明之前，太阳、月亮甚至可以辨认的星星，常常成为人们赖以生存的方向辨别器。然而，气候变化的无常又总是导致人们辨知信息的失灵。因此，人们常常会迷失方向，造成不可想象的后果。
而指南针就是在这种迷茫和无措中，在人们的劳动发明中应运而生。指南针是最早的导航系统，是我国劳动人民所发明的。在长期的实践中，由于生产劳动的需要，人们会经常接触到磁铁矿，并开始了对磁性质的了解。于是，人们首先发现了磁石吸铁的性质，后来又发现了磁石的指向性。经过多方面的实验和研究，人们终于发明了可以实用的指南针。指南针是由我国春秋战国时期的航向工具“司南”演化而来的。后来，经过人们的逐步改进和完善，指南针在北宋时期才基本定型，并成为了一种实用型的判别方位的简单仪器。
地球是一个大磁体。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，能保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向地理的南极。那么，指南针的工作原理是什么呢？其实，指南针就是充分利用了磁铁的特性，用一根装在轴上可以自由转动的磁针做成的。
我国北宋伟大科学家沈括在他的巨着《梦溪笔谈》中，概括地介绍了指南针的四种制作方法：水浮法，将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向；碗唇旋定法，将磁针搁在碗口边缘，这样磁针就可以旋转来指示方向了；指甲旋定法，把磁针搁在手指甲上面，由于指甲表面光滑，因此磁针可以旋转自如，指示方向；缕悬法，在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，也同样可以指示方向。
同时，沈括还对这四种方法作了比较。他指出，水浮法的最大缺点就是，水面容易晃动，从而影响测量结果；碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，虽然转动很灵活，但容易掉落。这四种方法中，他比较推崇的是缕悬法。他认为这是一种比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法，已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。
指南针一经发明，很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面。特别是在航海上，不论昼夜阴晴，都可以用指南针来导航。
因为指南针装有指示方位的罗盘，不会受到天气的影响，所以在航海上得到了重要应用。最早记载指南针在航海上应用的是北宋的《萍州可谈》，书中讲道：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”这是世界上关于指南针应用于航海的最早记载。
到南宋时的《诸蕃志》书中的记载，则是海船上昼夜都在使用指南针导航了。到元代时，已用指南针来确定航海路线，此时它被称为针路。
同时，也出现了在指南针下加有24个方位的指示盘，把指南针和指示盘合称罗盘，也称罗经盘。到明朝初年，航海家郑和率领庞大的船队远航多次。他们的远航船队所使用的航海图，包括指南针罗盘导航的针路图和天文导航的过洋牵星图。发展到明清两代时，海船尾部已设有专放罗盘指南针的针房。
指南针除了应用于航海以外，古代人们还把它应用于日常生活的各种便携式日晷、天文仪器和测量仪器中。现在，北京故宫博物院还收藏有这些带指南针的便携式日晷、天文仪器和测量仪器。另外，指南针罗盘也常被用来作古代营建房屋和阴阳风水先生墓地选址之用。后来，指南针普及以后，经阿拉伯人传入欧洲，对欧洲的航海业，乃至整个人类社会的文明进程，都产生了巨大影响，为世界经济的发展作出了重大贡献。
第二节磁之声色
1.塑料带上的舞者——磁带
磁带是一种用于记录声音、图像、数字或其他信号的载有磁层的带状材料，曾是产量最大和用途最广的一种磁记录材料。通常是在塑料薄膜带基（支持体）上，涂覆一层颗粒状磁性材料(如针状磁粉或金属磁粉)，或蒸发沉积上一层磁性氧化物或合金薄膜而成。最早曾使用纸和赛璐珞等作为带基，现在主要用强度高、稳定性好和不易变形的聚酯薄膜。
磁带应用非常广泛，它可大致分成录音带、录像带、计算机带和仪表磁带四种。
从20世纪30年代开始出现，录音带是用量最大的一种磁带。
1963年，荷兰菲利浦公司研制成盒式录音带。这种录音带由于具有轻便、耐用、互换性强等优点，得到迅速发展。1973年，日本成功研制了包钴磁粉带。
1978年，美国生产出了金属磁粉带。而由日本日立玛克赛尔公司创造的特殊定向技术、超微粒子及其分散技术制成的微型及数码盒式录音带，又使录音带达到了一个新的水平，并使音频记录进入了一个数字化的时代。我国在20世纪60年代初开始生产录音带；1975年试制成盒式录音带，并已达较高水平。
自从1956年美国安佩克斯公司制成录像机以来，录像带已从电视广播逐渐进入到科学技术、文化教育、电影和家庭娱乐等领域。
除了用二氧化铬包钴磁粉以及金属磁粉制成录像带外，日本还制成了微型镀膜录像带，并开发了钡铁氧体型垂直磁化录像带。后来研发的一种计算机带，作为数字信息的存贮，具有容量大、价格低的优点，主要用于计算机的外存贮器。
近代科学技术常需要把人们无法接近的测量数据，自动而连续地记录下来，也就是所谓的遥控遥测技术。如原子弹爆炸和卫星空间探测都要求准确无误地同时记录上百上千个数据。仪表磁带就是在上述需要下发展起来的。仪表磁带也称仪器磁带或精密磁带，它是自动化和磁记录技术相结合的产物。这种磁带在其制造和性能方面都有着严格的要求。飞机上的黑匣子就是仪表磁带的典型代表。
此外，磁带还包括其他磁带和打字机用磁性染色带等。
2.声音拷贝——磁录音
磁录音是将声音通过声音、电流、磁场和物质磁性之间的转换，而把声音记录到由磁性材料制成的磁记录带(简称磁带)上，这也就是录音过程。如果需要把磁带上录制的声音再放出来，则只要通过与磁录音相反的过程。也就是说，通过磁带的磁性→磁场→电流→声音之间的转换，而把磁性再转换为声音。这叫做磁放音过程，或称磁放音。
那么，磁为什么既能录音又能放音呢？原来，在录音的时候，声音通过话筒，将声波振动转换为电流信号的相应变化，再通过电流放大器将电流信号放大，然后传送到录音磁头的电流线圈中；线圈中带有很小空气隙的磁芯便会受电流线圈中的电流磁化，在磁芯的空气隙中产生与电流、声音相对应的磁场。这一磁场，使磁带上磁记录介质受到磁化而产生相对应的磁化强度。当这部分磁记录介质，离开录音磁头的空气隙磁场后，便保留一定的剩余磁化强度，称为剩磁。这种剩磁的大小同所要记录的声音强弱相对应。在放音时，其过程是磁带移动通过放音磁头的空气隙时，磁带上的剩磁变化在空气隙中产生同剩磁相对应的磁场变化，在放音磁头中产生相对应的磁化强度变化，因而在放音磁头的电流线圈中产生相对应的电流变化。该电流变化经放大器放大后再送入声喇叭，即将电流变化转变为声音了。其实，这一放音过程只是录音过程的逆过程。
磁录像机是同磁录音机相似的一种家用电器。磁录音机和磁录像机之间的主要差异是：磁录音机为声-电-磁之间的转换，而磁录像机为光-电-磁之间的转换。
3.超凡记忆——电脑存储器
随着科学的发展，磁学水平精益求精，电脑也已成为人们工作、学习中不可分割的一部分。于是，磁性存储器更加成为电脑中不可或缺的“脑中之脑”。
存储器是计算机系统中的记忆设备，主要用来存放程序和数据。计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果，都保存在存储器中。它是根据控制器指定的位置存入和取出信息。
存储器是用来存储程序和数据的部件。有了存储器，计算机才算有了记忆功能，才能保证正常的工作。那么，构成存储器的存储介质是什么呢？目前主要采用的存储器存储介质为半导体器件和磁性材料。
按用途，存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）。内存指主板上的存储部件，主要用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，如果关闭电源或断电，那么数据就会丢失。这种主存储器最突出的特点是存取速度快；但是容量小，且价格贵。
辅助存储器（外存）通常是指磁性介质或光盘等。外存能长期保存信息。
它的主要特点是容量大、价格低，但是存取速度慢。外存储器主要有磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器等。其中，磁盘存储器是最常用的一种，它通常分为硬磁盘和软磁盘。
软盘是电脑中最早使用的可移介质，它的读写是通过软盘驱动器来完成的。软盘驱动器设计能接收可移动式软盘，常用的就是容量为1.44兆（容量单位）的3.5英寸软盘。软盘存取速度慢，容量也小，但可装可卸、携带方便。
作为一种可移贮存方法，它是那些需要被物理移动的小文件的理想选择。根据大小，软盘有8英寸、5.41英寸、3.5英寸之分。
