鐵在元素周期表中排第26位，宇宙豐度（宇宙中各種元素的相對(duì)含量）排第6位。在你的身體內(nèi)，它比其他的大多數(shù)元素都更重；它攜帶著26顆質(zhì)子和30顆中子，巨大的原子核拴住了一層密密的電子云，從而可以與其他原子之間形成多重鍵。這些特性可以幫助解釋鐵在恒星毀滅時(shí)所扮演的角色，以及它在地球上的非凡屬性。

原子對(duì)周圍電子的排布方式非常挑剔，就像人們沉迷于自己的衣著一樣。在與其他原子接近時(shí)，鐵通常會(huì)貢獻(xiàn)或共享最外層的一些電子，有時(shí)也會(huì)從鄰近的原子那里搶奪電子。氧元素是它最喜歡的“交易伙伴”之一，將鐵暴露在空氣中足夠久的時(shí)間，它就會(huì)腐蝕成為銹跡斑斑的氧化物。但如果你在一個(gè)攜帶氧氣的血紅蛋白分子中間嵌上一個(gè)鐵原子，氧與鐵的吸引力則會(huì)變得對(duì)你有益。

鐵原子的另一個(gè)潛在合作伙伴是碳，一般在鐵中含有2％或更少的碳時(shí)，鐵會(huì)硬化形成鋼。如果緊緊地鉗住鐵棒的一端，用機(jī)器強(qiáng)力拉拽，將其穿過(guò)堅(jiān)鋼模具上一個(gè)孔徑逐漸遞減的洞，鐵棒就會(huì)像太妃糖一樣，最終被拉成一根纖細(xì)的鐵絲。如果這根鐵絲的碳含量正好合適，再經(jīng)過(guò)加熱，你便可以將它緊緊地繃在小提琴琴橋的兩端，在拉出美妙音樂(lè)的同時(shí)卻又不至于將其折斷。這樣強(qiáng)而韌的特性源于鐵原子類似滾珠軸承的能力，鍵合力將它們束縛在一起，但又讓它們?cè)诒粩D壓或拉拽時(shí)能夠在彼此周圍相互滑動(dòng)。這種既強(qiáng)且韌的鍵合力正是由電子云的相互作用產(chǎn)生。

用一把重錘錘打放在砧上的鐵棒，鐵棒會(huì)被砸平為一片薄薄的刀片，金屬中的原子橫向擴(kuò)散，它們與周圍原子間的關(guān)系卻沒(méi)有被破壞。在火上加熱鐵棒，振動(dòng)更為激烈的原子之間會(huì)更容易滑動(dòng)，也更容易形成新的形狀。在熔爐中將鐵加熱到2800華氏度（1537攝氏度），顫抖的、熾熱的原子便可以流動(dòng)起來(lái)，并被倒入任何合適的模具中，這是鐵匠們幾百年前就發(fā)現(xiàn)的特性。

如果將鐵棒兩端通上電，電流便會(huì)像水通過(guò)水管一樣通過(guò)鐵棒。這是因?yàn)榻饘賰?nèi)的自由電子形成的松散“海洋”可以不受約束地在原子之間流動(dòng)，這也是避雷針可以將閃電導(dǎo)入大地的原理。而如果將鐵棒放置到強(qiáng)磁場(chǎng)中，它便可以吸引羅盤的指針。鐵原子外層的電子移動(dòng)性很強(qiáng)，不僅會(huì)順著軌道圍著原子核轉(zhuǎn)動(dòng)，也時(shí)常會(huì)跳開訪問(wèn)鄰近的原子：一邊移動(dòng)還一邊旋轉(zhuǎn)。來(lái)自磁場(chǎng)的呼喚就仿佛是音樂(lè)傳到了它們的耳朵里，它們會(huì)各自排列出自旋方式進(jìn)行匹配。很多元素都會(huì)這么做，但鐵卻可以在音樂(lè)停止之后，仍然記得旋律和節(jié)奏。

羅盤中緊密結(jié)合的原子聚集成和人體細(xì)胞差不多大小的團(tuán)簇，磁化的指針就通過(guò)其間的電子自旋方向產(chǎn)生自己的磁場(chǎng)。每一個(gè)團(tuán)簇都有各自的自旋方向，形成微型的馬賽克圖案。當(dāng)大多數(shù)團(tuán)簇排列成一致方向并產(chǎn)生凈磁場(chǎng)時(shí)，指針就會(huì)傾向于轉(zhuǎn)向合適方向，使自己的磁場(chǎng)順應(yīng)富鐵地核產(chǎn)生的地磁場(chǎng)，后者就是這么穿過(guò)數(shù)千英里的巖石與巖漿控制了指針。如果用錘子對(duì)指針進(jìn)行重?fù)?，電子又?huì)恢復(fù)成隨機(jī)排列，也就不能再與地下的那些弟兄互相吸引了。

大約在兩千年前，古代中國(guó)的發(fā)明家就將天然磁石用繩子懸掛起來(lái)，用于指示方向。后來(lái)在漢朝時(shí)期出現(xiàn)的“司南”就像是一把精致的鐵質(zhì)長(zhǎng)柄勺放置在一個(gè)拋光的金屬盤上，它的勺柄可以平滑地旋轉(zhuǎn)指向南方。

隨后的幾個(gè)世紀(jì)，這種磁鐵廣泛被應(yīng)用于風(fēng)水學(xué)，這是一門利用神秘力量定位寶石和其他隱藏寶物的學(xué)問(wèn)，也是一門確保建筑符合天地之氣的學(xué)問(wèn)。宋朝期間，中國(guó)的航海家也在穿越印度洋的軍事行動(dòng)與貿(mào)易活動(dòng)中使用了磁鐵。有些羅盤其實(shí)就是用磁石擦過(guò)的鐵針，放在一盤水的表面，或是用絲線懸掛。通過(guò)當(dāng)時(shí)水手與商人的傳播，指南針技術(shù)在整個(gè)歐亞大陸得到普及，隨后開啟了遠(yuǎn)洋貿(mào)易，并對(duì)歐洲探險(xiǎn)家最終發(fā)現(xiàn)美洲大陸做出了貢獻(xiàn)。

如今，從計(jì)算機(jī)到風(fēng)力渦輪機(jī)到混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，磁性金屬有著廣泛的應(yīng)用，并且現(xiàn)代的新型超磁體，利用金屬釹這類非常重的稀土元素，將鐵的電子排列進(jìn)行統(tǒng)一與穩(wěn)定。這就讓磁鐵可以變得更小，適合用于制造iPod及耳機(jī)等電子設(shè)備；也可制造大體積的設(shè)備，如豐田普銳斯的電動(dòng)馬達(dá)與電池，就大概含有2磅（0.9千克）的釹。

如今，作為全球最大的稀土元素供應(yīng)商，中國(guó)再一次扮演了傳播磁技術(shù)的重要角色。近期中國(guó)政府削減了這些重要資源的出口量，于是全球市場(chǎng)都有所反應(yīng)，價(jià)格暴漲，而且也開展了積極的探索，以期發(fā)現(xiàn)具有開發(fā)價(jià)值的新礦。幸運(yùn)的是，對(duì)于中國(guó)以外的客戶而言，釹的儲(chǔ)量并不是真的像它所屬的“稀土”分類那樣稀少，在本文撰寫期間，澳大利亞、美國(guó)及其他地區(qū)的一些替代礦源也正在被開發(fā)。

同樣的重量下，釹磁體的磁性比起普通的冰箱磁條要強(qiáng)上很多倍。它是市場(chǎng)上最強(qiáng)大的磁體，可以從泡開的加鐵麥片中吸出鐵，還可以從桌面上吸起美元鈔票，只因?yàn)槟杏幸恍╄F顆粒。即使當(dāng)含鐵樣品以極快的速度活動(dòng)的時(shí)候，釹磁鐵依然可以吸引它們，這使得操控這種磁鐵有些潛在危險(xiǎn)?？茖W(xué)作家弗蘭克·斯維因（Frank Swain）在2009年發(fā)表了一篇博客，題為《手指是如何被兩片超磁體夾掉的》，博文中通過(guò)幾幅恐怖的圖片介紹了一個(gè)案例，兩片距離一英尺半的釹超磁體突然撞到一起，不幸擊中了受害者的手指。

盡管有風(fēng)險(xiǎn)，我最近還是買了一塊釹磁體，當(dāng)然只是用于科學(xué)目的。我的目標(biāo)是為了搜尋一種不尋常的鐵。鋼制的廚具和其他類似物品的金屬原材料通常來(lái)自兩種主流的礦石：灰暗而具有金屬外觀的磁鐵礦以及紅色的赤鐵礦。美國(guó)制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)及建筑業(yè)所使用的鋼鐵，主要都是由五大湖地區(qū)開采的礦石煉制而成。而你身體里的鐵，卻可以追溯到分散于土壤中的磁鐵礦與赤鐵礦顆粒，還有一少部分來(lái)自花崗巖與玄武巖中的輝石、云母等礦石。但這并非是全部——還有一些鐵是天外來(lái)客。

很久以來(lái)，人們一直驚嘆于從天而降的鐵隕石，并熱衷于收藏它們。數(shù)千年前，一顆重達(dá)34噸的大塊頭襲擊了格陵蘭冰蓋，原住民獵人的刀和魚叉便取材于此；法老圖坦卡蒙的木乃伊佩戴的一把鎳鐵合金匕首，同樣也是來(lái)自隕石。可以大到足夠制造工具的隕鐵碎片終究還是不太常見，2013年2月，有一顆重量堪比一百輛火車頭的流星在俄羅斯境內(nèi)爆炸，由此引發(fā)了一場(chǎng)追尋隕石的“淘金熱”。像雪片一樣撒落的碎片與紀(jì)念品可以賣個(gè)好價(jià)錢，引來(lái)了“流星獵人”們到此發(fā)掘。不過(guò)很細(xì)小的隕石其實(shí)很容易被發(fā)現(xiàn)，特別當(dāng)你的手上擁有釹磁鐵時(shí)。

我將釹磁鐵小心翼翼地與錢包保持距離，以免造成信用卡消磁；在隔壁保羅史密斯學(xué)院的陡峭屋頂上，我用它掠過(guò)雨水排溝上的沙粒，一些黑色小球從里面跳了起來(lái)，撞擊到磁體的光亮表面時(shí)還能聽到響聲。我在顯微鏡下端詳良久，發(fā)現(xiàn)了兩粒很小的金屬球體，在一堆不規(guī)則的沙粒中閃閃發(fā)光。它們來(lái)自于熾熱的流星，在空氣中飛濺成熔融態(tài)的金屬，最終冷卻成了小球。

此刻它們就躺在這些粗糙的磁鐵礦石中間。這些磁鐵礦石雖說(shuō)來(lái)自阿迪朗達(dá)克山脈，但構(gòu)成它們的原子卻是來(lái)自太陽(yáng)系形成前的星球熔爐。從這個(gè)角度而言，這些來(lái)自太空的球體并非真的是天外來(lái)客，倒像是地球失散多年的親戚。經(jīng)歷了最不可思議的飛行事故，它們終于得以在超過(guò)40億年后首次重聚。

當(dāng)流星發(fā)出光芒，隨后又消逝的時(shí)候，它所攜帶的原子并沒(méi)有真的消失，而是以更分散的形式留存在空中。大多數(shù)隕石金屬會(huì)在大氣中解體，在6英里的高度上形成數(shù)英里厚的煙霧，圍繞在地球表面。每年大約有10萬(wàn)噸的太空塵埃會(huì)沉積到地面、海洋表面或是你的屋頂上，這其中不僅有鐵，還有硅酸鹽礦物質(zhì)以及來(lái)自彗星的冰，甚至偶爾還會(huì)有火星上飛濺出的顆粒。這些物質(zhì)有很多會(huì)溶解到地下水或海水中，然后以原子的形式，與它們的地球親戚一同隨著食物鏈進(jìn)入你的身體。最終的結(jié)果就是，轉(zhuǎn)瞬即逝的流星、一捧卑微的沙子、法老的神圣匕首以及搖擺的羅盤針，其實(shí)都和你分享了共同的遺產(chǎn)。