磁陀螺運動與現(xiàn)代物理學漫談4-說說現(xiàn)代物理學的空間與運動

PAGEPAGE15【刊載按】：自即日起，本博將連續(xù)推出《磁陀螺運動與現(xiàn)代物理學漫談》系列實驗、思考短文；該系列短文是以我已定稿的《磁陀螺運動與現(xiàn)代物理學》這篇長論文為藍本改寫而成；本來我想將《磁陀螺運動與現(xiàn)代物理學》一文在博客中全文刊出，但考慮到有些實驗還沒有完全做到位，一些論述觀點還需要再斟酌，為了便于以后補充、修改和與老師、朋友們討論、交流，以及兼顧現(xiàn)代人的閱讀習慣，就改為這種簡短的“漫談”形式連續(xù)刊出。在此，熱忱歡迎廣大老師和朋友們能夠閱讀和參與交流，并熱切期望您們給出指導、批評、建議，以期為早日撥開現(xiàn)代物理學“迷霧”，開創(chuàng)物理學理論新未來，拋磚引玉！

磁陀螺運動與現(xiàn)代物理學漫談（4）——說說現(xiàn)代物理學的空間與運動

司今（jiewaimuyu@126.com）物理學主要研究的是物質(zhì)基本組成結(jié)構(gòu)及其在時空中運動的學科，物理學研究范圍大至宇宙、小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運動形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學學科的研究基礎；更廣義地說，物理學是對于大自然的研究分析，目的是為了明白宇宙的行為。物理學研究的內(nèi)容是由物質(zhì)、空間與運動（時間）等要素組成，通過這些要素分析、組合，尋找它們各自屬性及其彼此間相互作用的規(guī)律是物理學研究的主要目標。物質(zhì)物質(zhì)是構(gòu)成宇宙間一切有形實物和無形客觀存在（場）的統(tǒng)稱；物質(zhì)的種類雖多但卻有共性，即它們都是客觀存在、并能夠被觀測以或都具有質(zhì)量和能量等特性。運動是物質(zhì)的根本屬性，時間和空間則是運動著的物質(zhì)存在形式。物質(zhì)通常是有結(jié)構(gòu)的，物質(zhì)的本源是單位空間的運動，也可以說是一種量子運動，但物質(zhì)結(jié)構(gòu)在層次上是否具有基本單元？這是一個長期反復爭論而又常新的課題。當代幾種不同的量子引力理論盡管對某些問題存在著不同見解，但關于這個問題，從實質(zhì)上來看卻給出了一致肯定的回答?？臻g空間是與時間相對的一種物質(zhì)客觀

存在形式，由長度、寬度、高度、大小表現(xiàn)出來，通常指四方（方向）上下。宇宙空間物理學上的空間解釋是：慣性參考系與空間是靜止的，無論參考系如何運動，包括變速，都不會改變慣性參考系與空間的靜止狀態(tài)；或說慣性參考系與空間是一起運動。從運動學觀點上看，空間又可分為絕對空間和相對空間二種；絕對空間是自身特性與一切外在事物無關，處處均勻，永不移動；相對空間是一些可以在絕對空間中運動的結(jié)構(gòu)，或是對絕對空間的量度，我們通過它與物體的相對位置感知它，它一般被當做不可移動空間，如地表以下、大氣中或天空中的空間，都是以其與地球的相互關系確定的。絕對空間與相對空間在形狀大小上相同，但在數(shù)值上并不總是相同?！陨鲜恰赴俣劝倏啤箤臻g認識的總體概述，從這些論述中我們可以看出，空間具有二個基本屬性：（1）、空間與物質(zhì)密不可分

在物理學中，空間是指由一個或多個物體組成的系統(tǒng)所占據(jù)的幾何范圍大小，當我們度量一個物體的空間時，我們就與被度量的個體構(gòu)成了一個系統(tǒng)，因此，認識物理學的空間概念必須從系統(tǒng)論開始，“吾思故吾在”是對空間系統(tǒng)認識的最好注解。

空間不是空無的空間，它必須與物質(zhì)系統(tǒng)（包括思考的你）聯(lián)系在一起，從系統(tǒng)論上講，宇宙中“沒有物質(zhì)的空間和沒有空間的物質(zhì)”都是不存在的。宏觀星系空間微觀原子空間“數(shù)學上，空間是指一種具有特殊性質(zhì)及一些額外結(jié)構(gòu)的集合，但不存在單稱為‘空間’的數(shù)學對象。在初等數(shù)學或中學數(shù)學中，空間通常指三維空間”。當我們用數(shù)學工具來解決物理學空間問題時，空間也就只能是三維的，不可能是n維的；如果硬要定義成n維，那么，它在物理定量計算中最終還是要還原成三維，因此說，n維概念只是一種增加物理參數(shù)的“兜圈游戲”，并不是解決物理學本質(zhì)的做法。（2）、空間與運動密不可分?！?/p>

空間是與時間相對的一種物質(zhì)客觀存在形式”，“空間和時間只是事物之間的一種次序，空間用以描述物體的位形；時間用以描述事件之間的先后順序；空間和時間的物理性質(zhì)主要通過物體運動的各種聯(lián)系而表現(xiàn)出來”。談到運動就離不開時間，時間是一種周期概念，就像“太極圖”中陰陽循環(huán)一樣；有了周期，物質(zhì)才會表現(xiàn)出運動與“生命”概念，否則，宇宙將處于“混沌”之中不能開化！可見，時間只是描述物質(zhì)空間運動變化的一種手段，這種手段是通過速度v=L/t來進行的；但相對于空間維度概念而言，它只是描述空間維度變化的一種數(shù)學方法，因此說，時間應是依附空間維度而存在的概念，它不可能是一個獨立的“維度”概念。

當然，我們現(xiàn)在將時間看作是一個獨立“維度”，那是我們認識自然所采取的一種方法論問題，并不能就由此說時間是客觀維度；將時間看作是客觀維度是對歐幾里得幾何學思想和我們基礎物理學思想相悖的做法。宏觀動態(tài)空間微觀動態(tài)空間由此可見，空間與時間密不可分，時間又與物質(zhì)運動密不可分，因此說，空間與運動密不可分。3、運動運動是指物布時空永不均產(chǎn)生了普遍運動，普遍運動又使萬事萬物生滅著；運動與物質(zhì)密不可分，宇宙中“沒有物質(zhì)的運動”和“沒有運動的物質(zhì)”都是不存在的。運動具有守恒性，即運動既不能被創(chuàng)造又不能被消滅，其具體形式則是多樣的，且能互相轉(zhuǎn)化，但在轉(zhuǎn)化中的運動總量不變。運動可分為宏觀運動和微觀運動。宏觀運動是我們能夠看到的普遍運動形式，如宇宙星體運動、牛頓力學中的機械運動等；微觀運動是我們用肉眼看不見的的運動，如分子熱運動、電子繞原子核運動等。布朗運動動態(tài)圖電子繞核運動動態(tài)圖運動的基本形式包括平動和自旋二種，我們平時所說的運動一般指的是平動或轉(zhuǎn)動；自旋與平動都是物質(zhì)在空間中存在的基本形式。轉(zhuǎn)動是指物體以一點為中心或以一直線為軸作圓周運動，自旋是轉(zhuǎn)動的一種特殊形式。經(jīng)典剛體力學所講的平面平行運動就是“平動+自旋”的運動形式，宏觀星體、微觀粒子運動就表現(xiàn)為這種形式。剛體平面平行運動圖球體滾動動態(tài)圖4、經(jīng)典物理學與現(xiàn)代物理學4.1、經(jīng)典物理學經(jīng)典物理學是以經(jīng)典力學、經(jīng)典電磁場理論和經(jīng)典統(tǒng)計力學為三大支柱而構(gòu)成的龐大物理學體系。由伽利略(1564—1642)和牛頓(1642—1727)等人于17世紀創(chuàng)立的經(jīng)典物理學，經(jīng)過18世紀在各個基礎部門的拓展，到19世紀得到了全面、系統(tǒng)和迅速的發(fā)展，達到了它輝煌的頂峰；到19世紀末，已建成了一個包括力、熱、聲、光、電諸學科在內(nèi)的、宏偉完整的理論體系。特別是它的三大支柱——經(jīng)典力學、經(jīng)典電動力學、經(jīng)典熱力學和統(tǒng)計力學——已臻于成熟和完善，不僅在理論表述和結(jié)構(gòu)上已十分嚴謹和完美，而且它們所蘊涵的十分明晰和深刻的物理學基本觀念，對后來人類的科學認識也產(chǎn)生了深遠影響，也是現(xiàn)代物理學建立的基礎核心。4.2、現(xiàn)代物理學現(xiàn)代物理學是相對經(jīng)典力學而言的，隨著科技的進步，人們對物質(zhì)屬性及其運動空間產(chǎn)生了有別于牛頓力學與經(jīng)典電磁學的認識；在宏觀方面，如，現(xiàn)代天文學觀察結(jié)果顯示：行星、恒星都有自旋和磁場存在，宇宙空間彌漫著星際磁場等，這些都是牛頓力學所沒有的物質(zhì)、空間屬性；在微觀方面，人們對物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)及其對粒子屬性、粒子運動空間的認識也與經(jīng)典電磁學有天壤之別，如，粒子都有自旋、自旋磁矩存在、粒子運動空間也都有磁場存在等，這些都是經(jīng)典電磁學所沒有觸及的領域。20世紀誕生的相對論和量子力學是現(xiàn)代物理學與經(jīng)典力學分道揚鑣的標志，也是現(xiàn)代物理學組成的兩大最基本支柱。現(xiàn)代宏觀宇宙場空間現(xiàn)代微觀世界場空間5、現(xiàn)代物理學與經(jīng)典物理學在物質(zhì)、空間、運動上的差異5.1、微觀領域：粒子屬性、空間、運動的差異

在17世紀到18世紀末，由于人類研究物質(zhì)的工具手段落后，對微小物質(zhì)的物理特性也就不能夠進行細致、全面地觀察與深入研究，故對微觀粒子的認識只能局限在“經(jīng)典力學”范疇內(nèi)，認為粒子運動應遵循經(jīng)典力學理論，這就是經(jīng)典粒子概念的內(nèi)涵。但到了20世紀后，隨著科技水平的發(fā)展，人類能夠在納米級水平上做實驗，研究原子、電子等更微小粒子的屬性及其運動，這時我們就發(fā)現(xiàn)，微觀量子粒子的屬性與運動和經(jīng)典粒子的屬性與運動存在很大差異，具體表現(xiàn)在：5.1.1.粒子屬性差異經(jīng)典粒子：只有平動，沒有自旋，也沒有自旋磁矩存在，它們的運動完全遵循經(jīng)典物理學的運動規(guī)律；量子粒子：有自旋、平動，且有自旋磁矩存在，它們的運動往往不符合經(jīng)典物理學的運動規(guī)律。

5.1.2.空間屬性差異在經(jīng)典物理學中，

經(jīng)典粒子通過的小孔或窄縫，空間范圍較大，沒有磁場存在；在現(xiàn)代物理學中，量子粒子通過的小孔或窄縫，空間范圍較小，且有一定的磁場存在。

5.1.3、運動狀態(tài)差異經(jīng)典粒子通過經(jīng)典的小孔或窄縫空間時，會表現(xiàn)出直線運動性；量子粒子通過帶有磁場的小孔或窄縫空間時，會表現(xiàn)出曲線運動性。

量子力學雖然認識到經(jīng)典粒子與量子粒子的屬性存在差異，但它沒有意識到空間屬性也存在差異，從而造成其運動狀態(tài)出現(xiàn)不同；也就是說，量子力學仍把小孔或窄縫看作是沒有磁場存在的“經(jīng)典小孔或窄縫”，這樣，當帶有自旋、自旋磁矩的粒子通過“經(jīng)典小孔或窄縫”時就不會對粒子運動產(chǎn)生磁場影響，即微觀量子粒子通過“經(jīng)典小孔或窄縫”與經(jīng)典粒子通過小孔或窄縫的運動處境完全一樣，這其實就與把微觀量子粒子與經(jīng)典粒子“等同”了的做法。用“經(jīng)典粒子”概念去看待“微觀量子粒子”通過“帶有磁場的小孔或窄縫”，或用“經(jīng)典小孔或窄縫”概念去解讀“帶有自旋、自旋磁矩的量子粒子”通過其空間的運動現(xiàn)象，都必然會得出“波粒二象性”結(jié)論來?？梢?，量子力學得出“波粒二象性”認識的本質(zhì)是沒有擺脫牛頓經(jīng)典粒子或經(jīng)典小孔空間概念的影響，其描述的物理過程就是給經(jīng)典粒子概念裝一個自旋和自旋磁矩的外套，配備一駕“機械波”馬車，讓它穿過經(jīng)典小孔或窄縫，這里關鍵是忘了非經(jīng)典的小孔或窄縫空間也具有磁場性。

光的“波粒二象性”理論得出用的就是“量子粒子+經(jīng)典空間”模型；如果改用“量子粒子+量子空間”模型，我們就可以看出光“波粒二象性”的本質(zhì)是光量子通過帶有磁場的小孔或窄縫空間時，會產(chǎn)生“光子洛倫茲運動+磁場梯度力運動”，進而產(chǎn)生所謂的“干涉或衍射”等現(xiàn)象（具體論述請參閱司今《波粒二象性的本質(zhì)》一文）。5.2、宏觀方面：星體屬性、空間、運動的差異宏觀星體運動是天文學的分支學科—天體力學研究的范疇，從它的發(fā)展史和現(xiàn)代理論水平上來看，自十七世紀開普勒、牛頓等建立起經(jīng)典的研究理論之后，其并沒有出現(xiàn)太大的發(fā)展；雖然后人將愛因斯坦的廣義相對論運用到其研究中去，但取得的效果并不盡人意，造成這一局面的原因是，我們研究星體運動時還拘泥在開普勒、牛頓時代對星體屬性、空間、運動的認識上，沒有突破。雖然我們現(xiàn)在已有太空衛(wèi)星、大型高科技望遠鏡等先進觀察、測量工具，也對宇宙星體的屬性有了更深刻認識，但我們的進步僅表現(xiàn)在“觀測”成果上，并沒有將這些“觀測成果”運用到理論創(chuàng)新與研究中去，致使關于星體運動理論方面未能產(chǎn)生根本性的突破。相反，時空彎曲、大爆炸理論等已將天體力學的研究方向引向“歧途”，因為這些理論不再是從天體運動的物理機制出發(fā)，僅以“感官”、“空想”、“假設”等思維來“撰寫”所謂的“星體運動物理規(guī)律”。宇宙大爆炸理論模型圖愛因斯坦時空彎曲理論模型圖現(xiàn)代觀察結(jié)果顯示，不論星系、恒星、行星等，從廣義的系統(tǒng)論而言，它們都是一個自旋體，都有自身的磁場存在，它們都在彌漫整個宇宙空間的星際磁場中公轉(zhuǎn)著……看到這些觀察結(jié)果，我就有點納悶：我們的天體力學為什么不從自旋、磁場、公轉(zhuǎn)等宇宙星體這些根本屬性入手去研究星體運動形成的物理機制和規(guī)律呢？星際磁場星體磁場相比于牛頓時代，我們現(xiàn)在還是沿用萬有引力場的觀點去看待星體運動，從沒有將星體自旋和偶極磁子性納入其運動規(guī)律的探索中。牛頓萬有引力場力線圖自旋星體磁場力線圖如，現(xiàn)代觀測已證明，地球是個偶極磁子，太陽也有自己的磁場，那么，我們在研究地球繞太陽作橢圓運動時，為什么不審視一下太陽磁場對地球磁場所產(chǎn)生的真正影響作用在哪里？一味地宣揚太陽風會扭曲地球磁場、太陽表明磁場紊亂等這些“觀測+想象”，并不能為探究太陽系行星運動形成的真正物理機制找到答案。太陽風對地球磁場的影響據(jù)我觀查與研究，太陽磁場對地球磁場的真正影響在地球磁極上，正是太陽磁極與地球磁極的相互作用才使地球產(chǎn)生繞太陽傾斜的運動——具體分析請參閱以后相關章節(jié)。下面我繪制萬有引力與磁極矩力觀點對“地太系”形成的物理機制描述圖做一比較，從這二幅“原理”圖中不難發(fā)現(xiàn)，萬有引力是一種靜態(tài)模型，它不能真實反映“地太系”運動的情況，用它來解釋地球繞太陽運動未免有點“機械”和“落伍”；相反，磁極矩力模型是一種動態(tài)模型，，它能真實反映“地太系”運動的情況，用它來解釋地球繞太陽運動就顯得比較“靈活”和“現(xiàn)實”。地球繞太陽運動的萬有引力原理圖地球繞太陽運動的磁極力矩原理圖同樣地，我們也可以從“小太陽系”——木星或土星的磁場對其衛(wèi)星運動的影響中看出一些倪端來——主星磁場不但會對行星磁極產(chǎn)生極光影響，而且還控制著行星軌道范圍和自旋軸傾角大小。木星磁場對木星系“行星”的覆蓋土衛(wèi)二帶電粒子流在土星磁場作用下形成壯觀極光主星磁極對行星磁極的影響與以后將要介紹的“楊燕磁陀螺實驗”原理基本相同，這就為我們從新的角度研究行星運動開創(chuàng)了一條希望之路，也為量子力學從微觀走向宏觀開啟了一扇光明之門。宇宙是個統(tǒng)一的大磁場，不論星系、恒星、行星等，它們都在自旋著，都有自己的自旋磁場存在，宇宙空間到處彌漫著這些磁場，宇宙萬物就在這些磁的海洋中運動變化著——這就是我們神奇宇宙的本來面目！【附錄】【導言】：現(xiàn)代，隨著新觀測結(jié)果的不斷涌現(xiàn)及現(xiàn)有理論的重重困境，人們也開始關注“宇宙磁現(xiàn)象”和“宇宙磁場”問題了，最顯著的例子就是「百度百科」詞條中就有這方面的論述。一、宇宙磁場根據(jù)宇宙天體的電子運行方式可以產(chǎn)生磁極的定位，如果宇宙中沒有磁極的分化存在，就不可能會有星系的形成，因此宇宙磁場作為宇宙秩序的主宰者一定廣泛存在于宇宙當中的任何角落。1、概述比方銀河系如果沒有磁極做為控制就不可能形成統(tǒng)一盤狀星系，那樣他就是無規(guī)則，沒有固定運行方式的“自由星體”，或者根本就無法形成星體，更無法形成星系。2、定義指地球以外的各種星體和星體之間的星際空間的磁現(xiàn)象。“萬有引力”（地心引力）、磁場力、太陽光線等是“原子”微觀空間中的何種物質(zhì)都有磁場,宇宙是個大磁體，在周圍空間存在著磁場，即宇宙磁場。/link?url=NRe8roptCX5UHMIUiMNKvajTdy3NRJhOjwDKqfWfnLC17iiFRrBUaLGKJQpQLhpWf0tL2obxP2Y9RRcQnsaSHq二、宇宙磁現(xiàn)象宇宙磁現(xiàn)象是指地球以外的各種星體和星體之間的星際空間的磁現(xiàn)象。宇宙磁現(xiàn)象所涉及的空間范圍和時間尺度都遠超過地球。因此在這里只能選取其中一部分大家可能更為關心和更感興趣的宇宙磁現(xiàn)象，如阿爾法(α)磁譜儀上天（空間）探測、“阿波羅”飛船登月測月磁、太陽磁活動與太空氣象學、脈沖星與超強磁場。[1]

1、太陽黑子太陽黑子是在太陽表面出現(xiàn)的很小的較暗的區(qū)域。觀測表明黑子出現(xiàn)的數(shù)目、大小和位置都是隨時間變化的。進一步研究表明，太陽黑子是一種太陽磁場引起的局部區(qū)域溫度降低、發(fā)光減弱的現(xiàn)象。太陽黑子也是很早就有了觀察記載，但直到近代通過觀測和研究才認識到太陽黑子的出現(xiàn)和變化是同太陽的磁場活動密切相關的。太陽的黑子活動不但同太陽的結(jié)構(gòu)和活動等密切相關，而且對于我們地球也有影響。所以太陽黑子的觀察研究受到重視。圖1是中國北京天文臺建造的太陽磁場望遠鏡，其建造規(guī)模和觀測研究都居于世界前列。[2]

可以從太陽光觀測出來的。光的傳播速度是遠高于高能帶電粒子的運動速度的，因此只要觀測到太陽黑子和太陽耀斑等劇烈活動的光信號，便可以預測和預報劇烈太陽風的時間。這樣就可以對行星際空間將要發(fā)生的劇烈太陽風進行預測和預報了。當然這就需要更多和更深入地研究各種太陽磁活動、特別是劇烈太陽磁活動的產(chǎn)生機制和各種影響因素。[3]

1.1、空間時代現(xiàn)代人類已進入空間時代，空間環(huán)境對人和生物等的影響已受到特別的關注，其中的空間氣候如太陽風等便同太陽磁場和太陽系磁場有關密切的關系。[3]

1.2、太陽風太陽風是由太陽上的能量高的帶電粒子如電子、質(zhì)子等從太陽表面噴射到太陽外的太陽系空間甚至更遠的空間。由于太陽風中粒子帶有電荷，因此也將太陽磁場帶入太陽系空間甚至更遠的空間，形成太陽系行星空間的行星際磁場。圖4中便是太陽系行星際磁場的方向。因為太陽風含有高能量帶電粒子，這對于行星際中的空間飛行器，特別是對飛行器的人和生物等是有傷害的。因此對劇烈的太陽風的預報和預防是特別需要的。[3]

1.3、預報如何預報劇烈的太陽風，因為太陽風是從太陽發(fā)射出來的帶太陽磁場的高能量帶電粒子，是太陽的磁活動，如太陽黑子和太陽耀斑等產(chǎn)生的。這就需要預報太陽的劇烈磁活動。2、磁場現(xiàn)象2.1、地球磁場在太陽系行星系統(tǒng)中，許多行星的磁場都低于地球的磁場，但是太陽系中最大的行星木星的表面磁場卻約為地球磁場的10倍。這是什么原因？進一步深入研究認識到，木星主要是由氫構(gòu)成的，木星表面為氫氣，木星內(nèi)部壓力增大，氫氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)氫，再深入木星內(nèi)部，壓力更增大，液態(tài)氫又轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)氫。更深入木星內(nèi)部后固態(tài)氫密度更增大，又從絕緣狀態(tài)的氫轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘贍顟B(tài)的氫。從物理學理論研究可知，金屬氫還可能在一定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢w。如果木星內(nèi)部存在電阻為零的超導氫，就會存在巨大的電流，并由此產(chǎn)生高的磁場。這樣就可以說明木星為什么有較高的磁場。物理學理論研究還指出，金屬氫還可能是一種高溫高能燃料。這樣就促進了關于金屬氫的探索性研究。2.2、超強磁場與脈沖星磁場既然是普遍存在的，那么宇宙中存在著多高的強磁場和多弱的弱磁場？它們又存在于何處？通過大量的天文觀測和研究，現(xiàn)在認識到的最強磁場存在于脈沖星中。脈沖星又稱中子星，是恒星演化到晚期的一類星體。根據(jù)天體演化過程，一般恒星演化到晚期時，由于原子核聚變產(chǎn)生高熱能所需的核聚變物質(zhì)已經(jīng)用盡，熱能劇減，恒星物質(zhì)的引力便使星體收縮，體積變小，而恒星磁場便因恒星收縮和磁通密度變大而增強。這樣，演化到晚期的恒星磁場便急劇大增。例如，演化到晚期的白矮星的磁場劇增到約103~104特[斯拉](T），而演化到晚期的脈沖星(中子星）的磁場更劇增到約108~109特[斯拉]，分別比太陽磁場增加約千萬到億倍（107~108倍）和約萬億到10萬億倍（1012~1013倍）。例如圖5便是在地球高空觀測到的武仙星座X-1脈沖星（中子星）發(fā)射的X射線譜。進一步研究認識到這一發(fā)射的X射線譜是由于X-1脈沖星的電子流在磁場中的回旋運動產(chǎn)生的，而譜線的吸收峰便是電子流在磁場中的回旋共振峰。由回旋共振的位置（X射線的能量）便可計算出回旋共振的磁場的強度約5×108T。這樣強的磁場是當今科學技術(shù)在地球上遠遠達不到的，科學技術(shù)在地球上所能得到的磁場的強度僅約102T，兩者相差約百萬倍（106倍）。根據(jù)對各處宇宙磁場的觀測，各種星體的磁場都高于星體之間的星際空間的磁場。例如，在太陽系中各行星之間的行星際磁場約為1×10-9~5×10-9特[斯拉](T），即約為地球磁場的十萬分之一（10-5）。在各個恒星之間的恒星際空間的恒星際磁場，常簡稱星際磁場，比行星際磁場更低，大約為5×10-10~10×10-10特[斯拉](T），即約為行星際磁場十分之一（10-1），也就是約為地球磁場的百萬分之一（10-6）。恒星際（空間）磁場是如何知道的，主要是應用恒星光的偏振觀測和恒星射電（無線電波）的塞曼效應（即無線電波在磁場中分裂而改變頻率）觀測及維持銀河星系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性理論計算等來測定或估算恒星際磁場。由現(xiàn)代多方面的天文觀測知道，由大量的恒星形成星系，例如太陽便是銀河星系中的一個恒星，而銀河星系以外的宇宙空間中還有更多更多的星系。星系與星系之間的空間稱為星系際空間，根據(jù)多方面的天文觀測的間接推算和理論估計，星系際空間的磁場約為10-13~10-12特[斯拉](T），即約為行星際磁場的萬分之一到千分之一（10-3~10-2）。恒星際磁場大約相當于人的心（臟）磁場（約百億分之一T），而星系際磁場大約相當于人的腦（部）磁場（約萬億分之一T），甚至低于腦（部）磁場。[4]

從上面宇宙磁現(xiàn)象的介紹可以看出，宇宙磁現(xiàn)象是宇宙空間到處都存在的，而且許多宇宙磁現(xiàn)象還同科學研究和我們生活有著密切的關系，還有著遠比我們在地球上接觸到的磁場更強和更弱的磁場。3、研究工具阿爾法(α)磁譜儀是1998年人類送入宇宙空間