挑戰現代物理學磁理論的幾個“民科”實驗
奧斯特實驗
實驗是物理學建立的基礎，一個物理學新理論的發現或開創也往往都是從解讀一些物理實驗現象開始的；如，電磁學的創立與發展就是基於二個重要實驗發現開始的，即奧斯特實驗（導線電流的磁效應）和法拉第電磁感應實驗（變化磁場的電效應），正是這二個實驗將原來互相獨立的電學與磁學統一到了一起，再加上麥克斯韋關於變化電場產生磁場的假設，奠定了現代電磁學的整個理論體系，並由此發展了對現代文明起重大影響的電工和電子技術。
電磁感應實驗
再如，量子力學理論的建立也是從黑體輻射與光電效應實驗而開始的，黑體輻射奠定了微觀能量不連續性及波動性，光電效應則證實了光的粒子性，由此，拉開了經典量子力學創立的序幕......
黑體輻射研究
光電效應
就目前物理學成就而言，電磁學理論可以說是被運用最廣泛、理論最嚴謹、最成熟的學科，但其中還是留下了許多迷團，特別是在磁學領域，磁現象看似簡單，但簡單的東西往往最深奧，也最能體現宇宙客觀規律的本質，如量子力學在發展電磁學的磁理論時，'迫不得已“又補充了自旋生磁理論（即自旋磁矩理論），但這好像還是留下讓人回味與迷惑的空間，如，這些帶有自旋磁矩的粒子磁性是如何產生的？這些自旋磁粒子在磁場空間中運動將遵守什麼物理原理？......
自旋磁電子
宇宙空間到處都有自旋星系、恆星、行星存在，它們也都表現出不同強弱與個性的“自我”磁場，也可以說，宇宙空間到處瀰漫著磁場，人類與萬物都生活在磁的海洋裡......因此說，對旋轉與磁問題的再深入研究很有必要！
自旋磁地球
對於宏觀星體或星系磁場及微觀自旋粒子磁場，我們遙不可及，只能靠間接方式去推理或“禪悟”，但對與我們生活相伴的實實在在的磁體磁場而言，我們還是可以用試驗去觸摸它的”內心世界“的。
電動機原理
磁，與你我生活時刻相伴，它簡單而又複雜的秉性給我們的生活增添了樂趣與思考空間，看看這些不拘常理的“民間人士”搞出的一些”磁怪現象“也是一種享受，但因他們屬於”民科“階層，故很難引起物理學界的關注；為此，我這裡就羅列出幾個有代表性並”違反現行磁物理學原理“的怪磁實驗案例，供大家欣賞的同時，也別忘了實踐一下”仰望天空“去思考的樂趣！
不是說物理學新思想、新理論往往是從解讀一些物理現象開始的嗎？——或許我們從中也可以參悟出一個開拓磁學新領域的新想法呢？
——我期待著大家的睿思與靈光閃現......
銀河系磁場
1、楊燕自旋磁陀螺實驗——二個磁體為什麼會表現出同極相吸、異極相斥？
梁發庫老師的實驗
中學時代的楊燕，當時作為一位業餘科學愛好者發現了一個關於《自旋磁陀螺的反向傾斜和公轉》的奇異現象,多方求教而不得其解，於1992年在《自然雜誌》上公諸於眾，供大家探討。
四年之後，齊齊哈爾大學教授梁發庫從磁力矩、重力矩、摩擦力等角度對這個問題進行了探討，依據他《對自旋磁陀螺反向傾斜和公轉運動的討論》一文論述，楊燕實驗現象貌似解決了，但其實這裡還蘊藏了更豐富的內容，就像楊燕老師在她文章中提出的那樣，如果支持面沒有摩擦力這種運動現象還會出現嗎？如果放到微重力的太空作此實驗將會怎樣？......
太陽系運動
我們知道，在太空中一個水滴可以繞一個帶電塑料棒作跳躍式的饒璇運動，那麼對於一個自旋小磁陀螺在太空中會繞一塊柱型磁鐵作什麼運動呢？
太空靜電-水珠實驗
同時，我們還應該在聯想一下地球繞太陽運動，地球自旋並有磁軸，太陽也是一個帶有偶磁極的自旋恆星體，它們的繞動與自旋磁陀螺繞自旋磁體的運動及其相似——太陽自旋磁軸與地球自旋磁軸也呈現異極相斥現象！
地球-太陽自旋磁軸呈現異極相斥現象
同時，微觀世界中，原子核有自己的自旋磁矩，帶有自旋磁矩的電子繞核運動與地太系、自旋磁陀螺的繞動不也很類似嗎？
自旋磁電子繞磁核運動
【附錄】《自旋磁陀螺的反向傾斜和公轉》
自旋磁陀螺的反向傾斜和公轉
楊 燕
在中學時代我對電磁學很感興趣，發現凸圓底的小磁鐵被另一磁鐵排斥時竟會高速自旋，就想進一步做實驗。如果在磁鐵中央穿一根軸，先使它自旋，然後把另一磁鐵靠近它，會發生什麼現象？
我在圖磁盤中央鑽了一個洞，穿上非鐵磁性的鋁軸，並將鋁軸兩端銼尖。這樣就制 成了一個磁陀螺，其一端為N極，另一端為S極，再在支撐板面中央鑽孔，使之可放入條形磁鐵，並可使條形磁鐵上下移動(見圖-1， 圖(a)中N極剛露出支撐板面上方，圖(b)中S極剛露出支撐板面下方)。
圖-1
使磁陀螺在支撐板面上穩定自旋，沒有發 現磁陀螺移動。再在支撐板面中央的孔內放入條形磁鐵，奇怪的現象發生了:磁陀螺馬上就繞著條形磁鐵公轉.更奇怪的是：磁陀螺公轉時，發生傾斜，傾斜方向竟然與條形磁鐵的磁力作用方向相反--同性相吸，異性相斥！此外，磁陀螺自轉方向改變時其公轉方向也隨著改變，但反向傾斜的特性不變。
自旋磁陀螺在外磁場中反向傾斜的現象很奇異，我請教了許多電磁學和力學的老師(包括大學教授)，他們都表示難以解釋。
公轉現象目前也解釋不清楚。用量子力學和經典電動力學計算,都不符合。
圖1 (a) 中磁陀螺受的對陀螺質心的重力矩與磁力矩作用相反，據其公轉方向得磁力矩大於重力矩。圖1（b）中兩個磁陀螺的公轉方向與圖1(a) 中的相同，可是傾斜方向的改變使重力矩與磁力矩都和圖1(a) 中的分別相反，據其公轉方向得重力矩大於磁力矩，與前一結論矛盾。
圖1(a)、（b）中左邊的兩個磁陀螺的自旋方向和公轉方向均與右邊的分別相反，但傾斜方向都相同。
當外磁場較強且磁陀螺離條形磁鐵較近時，公轉時無進動，軌跡是標準的圓周。當外磁場較弱或磁陀螺離條形磁鐵較遠時，重力矩使磁陀螺進動，公轉時出現進動花紋。所以，公轉可能只由磁場間的相互作用引起，重力矩只能使陀螺進動，不參與對公轉的作用。
要解釋自旋磁陀螺的反向傾斜和公轉這兩個現象，還必須做進一步的實驗。下面筆者提出3個實驗方案，以求與讀者共同探討。
(1)、把迴轉羅盤儀的轉盤改為強磁的，軸與支架改為非鐵磁性材料的(如銅)，由於它的磁轉盤能在任何方向上自由轉動，所以相應於磁陀螺的反向傾斜，磁轉盤可能在外磁場中反向轉動180º。
(2)、將磁性超導體懸浮於平面磁體上方，在磁斥力與重力平衡處，它的磁極本來就與外磁力線反向。若它自旋後開始發生公轉，則說明自旋磁陀螺的公轉無須支撐面，這就排除了摩擦力的因素。
(3)、太空中無重力，也無支撐面和摩擦力，那末自旋磁性休的反向轉動和公轉是否也能發生？
注：本文擇自：1992年《自然雜誌》15卷4期P304頁。
2、羅來·哈里根的磁陀螺懸浮實驗——自旋磁體為什麼可以表現出穩定的懸浮性而不自旋磁體就做不到呢？
懸浮磁陀螺
人類有史以來就知道磁鐵擁有神奇的力量。兩塊磁鐵不但能相吸亦能相斥。斥力之大足以把重物托起。因此幾千年來人們一直在嘗試著用磁鐵的斥力來抵抗地球重力，把物體浮在空中。
可也怪了，人們試了幾千年，卻從來沒有成功過。
時間到了十九世紀時，科學有了突飛猛進的發展。對磁場的描述也從感性進步到 理性。一組麥克斯韋方程就把電磁場描述的準確精緻。比麥克斯韋方程還早一些的時侯有一位數學家叫山姆·恩紹 ，於１８４２年寫了一篇論文，用數學方法證明靜態磁懸浮不可能實現。這就是著名的恩紹大定理，後來被寫進大學物理教程。大一的學生剛入道就會學到恩紹大定理。大二學到麥克斯韋方程發表後，對恩紹定理又有了新的理解，用麥氏方程的 語言來講，磁力線是不發散的，在空間中沒有極小植，這樣磁場的斥力在空間就無穩定點。磁鐵的斥力雖然能把重物託在空中卻不能穩定，就好象用鉛筆尖不能把鉛 筆穩定地站在桌上。
恩紹大定理雖然給出了科學的證明，卻沒能擋住後人的好奇心和繼續嘗試。一方面是許多人沒學過物理，根本不知道什麼恩紹大定理（比 如爐匠）；另一些人雖然知不行卻不信邪，靜態磁懸畢竟太引誘人了。但是如果某個物理學家在實驗室裡擺弄磁懸浮，常常會招來同事們一片譏笑，被認為在做蠢 事。
可時間到了二十世紀九十年代，美國市場上居然出現了一種叫萊維託的玩具，能把一個磁鐵陀螺穩穩的浮在半空， 時間達幾分鐘之久，直到陀螺因空氣阻力逐漸減慢速度而跌落。
終於成功了，它是由一位名不見 經傳的民間發明家羅來·哈里根做出來的，雖然其專利權被當時的有名物理學家華·霍思和他的兒子竊為己有，但也無法掩蓋“科學白丁”羅萊.哈里根先生的聰明睿智和探索光輝......
對此，我們一定感到奇怪，既然恩紹已經用數學方法嚴格地證明了靜態磁懸是不可能的，為什麼還會有磁懸陀螺的成功？這豈不違反基本的 科學原理嗎？仔細的分析認為，磁懸陀螺並不違反恩紹定理。磁懸陀螺用的是旋轉磁體，玩過陀螺的朋友都知道旋轉的陀螺利用一種特殊的力量——“進動”來保持 穩定。雖然磁場不能穩定地托起靜態的陀螺，但陀螺旋轉時，不穩定的偏斜使陀螺出現繞軸旋轉的進動，並通過進動使陀螺轉回穩定點，進而飛昇漂浮於磁場之上。
磁陀螺懸浮原理
１９９７年，紐約州羅切斯特大學的鐘斯及合作者在美國應用物理雜誌上發表一篇文章，詳 細闡述了磁懸陀螺的穩定條件及其轉速，重量的關係。他們的分析進一步證明民間發明家們確實身手不凡：陀螺在磁體上幾十毫米的空中浮動，但穩定區域只有４毫 米左右寬，陀螺必須呆在這一看不見摸不著的狹小區域中才能穩定。不僅如此，陀螺的重量必須精確到１％左右，輕則飛出，重則落地。加之陀螺的穩定還隨環境溫 度變化，必須隨時調整。使用者還要學會在磁體強烈的斥力下把陀螺轉到一定的轉速，快了慢了都不能穩定。從這點看，哈里根是位世外高人，只有上帝才知 道他們怎麼能在無數的失敗中找出這麼多條件的最佳組合；相比之下科學家們倒像是照葫蘆畫瓢的粗人，只會按部就班地寫公式。
我必須坦白，自己也玩過靜止磁懸浮，在體驗失敗與成功的過程中，我深深體會到，天才的發明家與跟隨的模仿者的能力竟有百分之九十九不相上下，唯一不同只是那靈機一閃的第一推動。
沒有這靈機一閃百年來多 少受過正規教育的物理學家受到恩紹定理的影響而無所建樹。著名的計算機科學家斯洛德·格瑞在一本科普雜誌中寫到“為什麼那麼多科學家在這麼長的時間內（對靜態磁懸）這個問題毫無建樹呢？這正表明負面思維是威力強大的”。如果你在書中學到某些事是不可能的，你多半會不再多想。只有那些不信邪的人，先認為這可以實現，然後再找理論漏洞，突 破就是這樣產生的。
磁陀螺與底座磁體磁場分佈
我作為一個生物學家和科學界中的過來人，要提醒那些躍躍欲試，準備不信邪的年輕人和民間科學家。違反常理的研究代價極大且大 多都要失敗的。突變的生物大多數是要死去的，在億萬次失敗的突變事件中，個把成功者脫穎而出。正是這些成功者，使生物進化出了眼睛，翅膀和大腦，統治了世 界。但你要想做違反常理的事，要準備好一輩子一事無成，當個失敗的墊底數字。唯一的捷徑是遍讀關於這個問題的所有文獻，用前人的知識教訓武裝自己。現在網 絡發達，鼠標一點信息撲面而來，沒上過大學也能成為專家。
最後再提一下科學界裡的其他高人。恩紹定理能容忍的另兩個例外是超導磁懸和反磁磁懸。超導磁懸雖能託 起日本大相樸運動員，但已不新鮮，反磁磁懸卻還有點意思。大多數物質的反磁性都太弱了，不足以抵抗重力。但利用很強的磁鐵還是可以實現普通物體的反磁磁 懸。１９９７年挪威科學家安德·根姆，那明根大學，用強磁場浮起了一隻青蛙。然而無論他如何強辨這項工作的意義，還是難逃於２０００年獲得搞笑諾貝爾獎。但科學界裡也有象哈里根和謝夫先生那樣真正的高人。九十年代中，愛爾蘭的幾位科學家想出了一種巧妙的方法，用普通磁體承擔重力而只用物質 的反磁性來維持穩定。這樣用一般物體的反磁性雖弱，但就已足夠維持幾克重物的磁懸穩定。比如，用人手指的反磁性就足以使一塊小磁鐵懸浮在空中。這種“手指 磁懸”非常巧妙且有轟動的新聞效果。讓他們在科技界的頂級雜誌自然上發表了這篇文章。
青蛙懸浮實驗
這些驚人的故事就發生在前幾年，說不定下一個大轟動就是您的巧妙發明。
讀完此文，我除了與本文作者有同感外，還在想一個關鍵問題，即我們研究磁陀螺運動不能完全套用現行的陀螺運動理論，因為磁陀螺是有磁場屬性的，當它繞磁中心體運動時，就必須要考慮磁中心體磁極對磁陀螺的影響；因此，在太空微重力環境下再重新考察磁陀螺的懸浮運動很有必要。
王亞平太空陀螺實驗
3、西瑞爾的磁致旋轉實驗——一個被判違反熱力學第二定律的磁實驗現象為什麼會存在呢？
西瑞爾效應
3.1、西瑞爾效應
西瑞爾效應源於五六十年代，英國人西瑞爾先生髮現了旋轉磁場的異常效應，稱之為西瑞爾效應（Searl Effect）。 90年代，俄國人重複了西瑞爾的實驗，證實西瑞爾效應的存在。
按照西瑞爾(Searl)的描述，經過特殊方式磁化的磁鐵A,B,C, 按照圖1的方式擺放。當給與A一個初始推動力（紅色箭頭），A運動到1位置時，B開始自發加速運動。經過圖3、4最終達到圖5位置。
西瑞爾效應
將磁鐵C置換為一個圓環型磁鐵，就成為一個簡單的西瑞爾效應引擎(Searl Effect Generator)。按照Searl描述，此時，磁體A，B將不斷自發加速運動，最後整個裝置會脫離地球引力，騰空而去。
除了前面說的反引力效應外，西瑞爾效應還包括：
（1）、裝置周圍空氣電離化
（2）、裝置周圍溫度降低
由於效應中摩擦較小，不需輸入便可維持較長時間的運轉，因而被一些人稱為永動機。
3.2、西瑞爾電機
西瑞爾電機是依據西瑞爾效應而設計製造出來的，據說它可以無源產生強大的磁場和電力輸出，並可產生升力，以此基礎製造出發電設備和飛行器。
機器結構
西瑞爾電機結構
這個設備由1-3個圓環和1-66個（或更多）轉子嵌套組成。
圓環和轉子是相似的4層結構，由內到外依次是金屬釹-聚四氟塑料（特氟龍）-永磁體-銅。
每個圓環是4層不同材料的環嵌套合成。
每個小轉子由8段相同的薄鐵餅吸合疊加，共32個部件組成。
轉子靠磁力吸附在大轉子上，轉子圍繞大環高速旋轉後，他們之間會產生磁懸浮間隙，做無摩擦滑動，因此設備沒有磨損件，壽命可達數十年以上。
設備的產出大於輸入，一經初期的啟動後，即可持續運行，理論上來說是不需要常規輸入的永動設備。
為了收集電能和控制轉速，可以在外圍加上感應線圈。線圈工作時的磁場可以對轉子產生作用力，影響轉子速度，讓機器啟動或停止。 轉子經過線圈，就會產生感應電，以此方法收集輸出電流。
工作原理
西瑞爾電機原理
發明人解釋的簡要原理是金屬釹射出電子，經過特氟龍層的緩衝，被外圍磁場引導，導致轉子不斷做功或能源輸出。
機器運動產生的效應
機器會產生所謂的“西瑞爾效應”：機器中心溫度會明顯下降到零下幾十度、產生強大的磁場（磁牆）、周圍的家用電器會自動開機、機器會自重會減輕甚至飛穿屋頂、發出奇異的光等。
2004年，俄國高溫物理研究所的研究員仿製了瑟爾效應機（MEC），系大環轉動而轉子固定的單層瑟爾原理機，出現了類似的各種瑟爾效應，比如：中心降溫數十度、持續輸出電力7千瓦、數十立方米的強磁場（磁牆）、重量明顯減輕、發光等。
2011年，美國航空航天局（NASA）科學家帶領的啟明星能源箱項目，成功仿製了俄國MEC，也宣稱出現了類似的瑟爾效應。
這些現象似乎很難讓人相信和理解，沒有明確的物理學理論能解釋該設備的原理和產生的一些列現象，有待更多研究和探索。
西瑞爾電機轉動
我的思考
西瑞爾效應已被多國證明了的並不是不可重複的“偽科學”，而且民間也有大量樣機出現，這就讓我感到好奇了：這個實驗為什麼沒有引起物理學界的關注和重視？
在沒有搞清楚這種效應裡的磁力是如何產生的，又是如何運作的？這個效應的作用會不會導致物質的其他變化？等一些細節問題之前，物理學界為什麼就匆匆忙忙地給它打上”第二類永動機“封條？......
從現代磁學理論角度看，西瑞爾確實難以理解，這說明我們目前磁學理論可能存在某些缺失或缺陷，或者說，對於磁旋轉領域我們可能存在盲點或者說我們認識的還不夠全面與深刻；但同樣是旋轉磁運動現象，我們為什麼可以容忍粒子“自旋磁矩”存在，而不可以對西瑞爾效應給予“寬容”和關注呢？
從靜磁學角度來看，磁滾筒旋轉的內因應與中心磁體存在磁場強度梯度分佈有關，同時由於我們預先施加了一個移動滾筒的外力，才造成滾筒繞中心磁體轉動，而且這種轉動由於摩擦力很小，故可以保證它們轉動很長時間，但這並不違反能量守恆定律，我們為什麼還要給它帶上“第二類永動機”的枷鎖呢？物理學界如此態度對待西瑞爾效應是不是有點違背科學探索精神呢？
反觀民間熱情，對此現象似乎也有理論突破點，如刊登在《發明與創新》雜誌2005年第六期上的《對熱力學第二定律的再思考》一文就提出，熱力學第二定律在引力場中不成立，即引力場中空氣溫度會自發存在一定的溫度梯度。
太陽分層磁場與行星軌道分佈
如果這種探索是對的，那麼，在西瑞爾的磁引力場空間，中心體磁場的分層分佈性也應存在，關於這種猜想，我們也可以從太陽系中行星軌道分佈形態圖看出一點端倪來，即由於太陽自旋有分層性，故在其周圍空間就會產生分層磁場，各個帶有自旋磁場的行星就會按太陽分層磁場分佈空間的N、S極不同和場強差異去找出它們合適的穩定運動軌道。
而且，對於微觀原子世界，電子的核外軌道分佈也何嘗不能去這樣思考一下呢？
原子核外電子軌道分佈
物理真相大部分都埋在磁裡，但對磁的認識我們熟悉而又陌生，我們熟悉它與我們息息相關，我們陌生它看不見摸不著，同時更陌生於它現行理論所產生的重重阻隔而不敢越雷池一步——這正是我們對待磁現象認識的缺陷和不公之處，這種態度必將會阻礙我們奔向宏觀宇宙與微觀世界磁海洋深處探索的腳步......
超導磁懸浮
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