在日常生活中，我们听过磁铁，却没有听过磁铜、磁铝。玩过磁铁的可能都知道，磁铁具有磁性，两块磁铁之间可以相互吸引，且能够将不具备磁性的铁磁化，被磁化后的铁也带有磁性。磁铁能够磁化铁，却不能磁化铜和铝，这是为什么呢？为什么只有磁铁等少数物质具有天然磁性呢？

为了弄明白这个问题，我们先来了解一下，与磁相关的知识。

早在几千年前，人类就发现了天然磁铁，并对磁铁的磁性有了一定认识，发现能够利用磁铁指示方向，我国古人还制成了世界上第一个指南仪——司南。几千年前的古埃及人就知道尼罗河中有一种会放电的鱼。在此之后，人类还发现摩擦会产生静电，古希腊学者泰勒斯、亚里士多德还对此进行了研究。

人类虽然很早就发现了与电、磁相关的现象，并对它们有了一定的认识，但并不知道它们之间存在联系。

时间来到了18世纪，1752年美国物理学家本杰明·富兰克林通过风筝实验统一了天电与地电，还顺便发明了避雷针，并提出了电荷守恒定律。可惜的是，1753年俄国电学家利赫曼为了重复这个实验，不幸被雷劈死。

1820年，奥斯特意外发现电流能够偏转指南针的方向，这表明电流具有磁效应；1831年，法拉第与亨利发现变化的磁场能够使导线中产生感应电流，电磁感应现象的发现将电和磁统一了起来。麦克斯韦站在巨人的肩上，对电磁学加以整理，提出了麦克斯韦方程组，并预言了电磁波的存在，揭示了光也是电磁波。此后，赫兹通过实验证明了电磁波的存在。

上图麦克斯韦

磁和电是同源的，电和磁往往是同时存在的。不过电和磁并不完全对称，电荷存在两种——正电荷和负电荷，却并没有发现磁单极子。

发电机和电动机的发明使人类进入了电力时代，为信息时代的到来铺平了道路。人类虽然认识到电和磁在本质上是一样的，但要想深刻理解电磁现象背后的运作机理，传统的经典力学显然不够用了。

因为物质都是由原子构成的，要想对磁性的本质做一个深入的了解，就必须要从物质的微观结构说起。既然进入了微观世界，那么就必然要涉及到量子力学。

1897年，汤姆逊在研究阴极射线的时候发现了电子，正式揭开了电磁本质的研究。原子核中的质子带正电，核外电子带负电，同性相斥，异性相吸，电子就是因此才与原子核结合在一起的。因为它们的数量是对称的，于是整个原子保持电中性。当原子失去或者得到电子之后，就会转变为带电的原子，称之为离子。