大多数人最初接触物理的魅力，往往是从神奇的吸铁石开始的。从小我们就与之玩耍，学会用它来鉴别金属的真伪。为什么自然界中只有能吸引铁的“石头”，却没有能够吸引铜和铝的石头呢？这背后究竟隐藏着怎样的物理奥秘呢？今天，我们就来一探究竟。
吸铁石在物理世界中被称为磁铁，但它并不是简单的石头或纯铁质物体，而是由多种物质混合而成。永磁是它的别称，意味着它在常温下就能展现出磁性。磁铁展现磁性，而其他物质没有展现磁性，并不意味着它们没有磁性。从本质上讲，世界上所有的物质在微观层面上都具有磁性。为什么会这么说呢？这就需要深入探讨磁场的本质了。电磁同源，电子正是产生磁场的源头。
无论是铁还是铜，世界上的所有物质都是由原子组成的。一个原子的结构大体可以分为两部分：原子核和核外电子。以铁原子为例，它有26个电子围绕原子核运动。这些电子为什么会围绕原子核运动呢？原因在于原子核内带有正电的质子与核外带有负电的电子之间存在吸引力。这就像相斥、异性相吸的原理一样，使原子核外的电子紧密地结合在原子核周围，形成一个完整的原子。
虽然普通的原子整体上不带电，但内部的电子却带有电荷。有了电荷，周围就一定存在电场。当电场出现后，只要带电粒子开始运动，磁场就会随之产生。无论是电子还是原子核，它们都在不断地运动，包括电子的自旋运动，都会产生磁场。这就是为什么在微观层面上，所有物质都具有磁性的原因。
在宏观世界中，能够展现出天然磁性的物质却非常有限。只有铁、钴和镍等少数金属具有天然磁性。为什么会这样呢？虽然物质都是由原子构成的，但不同物质的原子排列结构存在巨大差异。大多数物质的原子排列方向杂乱无规则，导致磁性相互抵消，无法对外展现出磁性。而要具有天然磁性，物质需要满足两个条件：一是具有半满的外层电子层结构，二是具有磁场同方向排列的晶体结构。
当磁铁靠近铁块时，铁块内部的磁性区域方向会趋于一致，对外展现出磁性，与磁铁产生吸附效应。而铜之所以不能被磁化，是因为其电子壳层是充满的，受到外部磁场作用时会产生电子环流，表现出抗磁性。铝则表现出顺磁性，其原子会顺着外加磁场线的方向排列。但即使是顺磁性物质，其磁性也非常微弱，需要使用精密仪器才能检测出来。
一种物质能否被某种神奇的“石头”所吸引，关键在于这种物质能否被磁化。而这又取决于该物质的微观结构。这也是为什么世界上只有吸铁石而没有吸铜石和吸铝石的原因所在。
