磁畴

如果铁的原子都想指向同一个方向，为什么一根新钉子不是磁铁？答案是，铁会悄悄把自己分成许多小邻里，就像一个国家被划成若干省份。每个省份内部，每个原子磁矩都朝同一方向——但不同省份朝向不同。每一块这样内部一致对齐的邻里，就是一个磁畴。

为什么要分裂？一根条形物若内部磁矩全朝同一方向，就会把磁场甩到周围空间里去，这要耗费能量。材料若分裂成磁畴，让各畴的磁场彼此勾连、大体在金属内部闭合，就能降低这份代价。所以一块未磁化的铁并非杂乱无序——每个磁畴内部都完美有序——只是这些磁畴的排布让各自的磁场相消，整块东西从外面看就像没有磁性。

磁畴之所以重要，是因为给东西磁化，本质上就是磁畴变化的故事。常见的误解是以为给铁磁化要把它的原子一个一个翻过来。多数时候它干的是更温和的事：已经指对方向的磁畴以邻居为代价扩张，它们的边界扫过晶体，直到某一个方向胜出。