有一种美，叫对称美！在生活中美，在自然界美，甚至在物理学中也美。人们向往它，追求它，但是事实总是跟我们预期的不同。我们有电荷、有电场；有质荷、有引力场；有磁场，但没有磁荷（磁单极子）！这种不对称让追求完美的人类，急得牙痒痒。今天就说下自然界的不对称，宇宙中会有磁单极子吗？这也能顺便回答：为什么一块磁铁掰两半会同时拥有南北极？

在宇宙乃至自然界，尤其是在科学中，基本的对称性造就了大量物理过程的基础。在万有引力中，两个质量（能量）物体之间施加的力，其大小相等而方向相反。这就体现了自然界对称性！

从上图就可以看到，引力公式和静电力公式在形式上完全一样，很工整。而且对于两个电荷粒子来说，力也是一样的（大小相等方向相反），唯一不同的是电荷比质量（质荷）多了一个符号（负电荷），因此电场力可以向内，也可以是向外的。这也体现了对称性！另外电力与另一种力的关系非常密切，那就是磁力。

磁力跟电力很像，电力有有正电荷和负电荷，而磁有南极和北极，它们都是同性排斥，异性相吸。但是，磁力在一个特殊的方面与电力有着本质上的不同：

• 在电力中，不管是正负电荷我们可以把它们组合在一起，也可以让一个单独的正电荷或一个单独的负电荷独立的存在。

• 但在磁力中，多个磁极可以配置在一起形成磁铁，但不可能存在一个孤立的“北极”或“南极”。也就是说，你把磁铁掰开，不会分成一个北极和一个南极，而是分开的磁铁会同时拥有南北极。

物理学中，相反的电荷或者两极结合在一起时，我们就叫它偶极子，当一个单独的电荷存在时，我们就叫它单极子。

引力的单极子很简单：它只是一个质量或者叫它质荷。电力的单极子也很简单：任何带电荷的基本粒子，比如电子或夸克，都是单极子。

那么磁单极子是否存在呢？据我们所知，它们并不存在，至少我们没有发现它们。磁极子貌似总是以偶极子的形成存在！如果宇宙中存在磁单极子，我们的宇宙将会大不相同。为什么这么说呢？首先我们看下电和磁是怎么联系在一起的！