这个事儿得从1699年说起，法国那位叫纪尧姆·阿蒙顿的科学家搞出了一个最古老也最被大家接受的经验定律——阿蒙顿定律。按照他的说法，摩擦力就跟物体受到的压力成正比。不管多重的东西都一样推，就是表面受力大了才磨得厉害。不过在最近呢，康斯坦茨大学（University of Konstanz）的研究人员发现了一种不一样的玩法。这次他们让两个表面不直接接触，完全靠磁性来互动，结果发现摩擦阻力跟以前想的完全不一样。 Clemens Bechinger带领着Hongri Gu和Anton Lüders这一拨人搞了个桌面实验。他们把一层二维的自由旋转磁性元件放到了另一个磁性层的上面。明明两层东西没碰到一起，可因为磁场在捣乱，还是产生了摩擦力。只要改变两层之间的距离，就能控制这个有效载荷，同时还能直接看到那些磁性结构在动的时候怎么变的。 实验结果挺有意思。要是层间离得太远或者太近，摩擦力反而小。但在中间那个距离的时候，阻力突然变得特别大。这到底是为啥？原来上下两层的磁矩有不同的喜好：上面的那层总想把磁极反过来摆（反平行），下面的那层又总想把磁极顺着摆（平行）。这就好比两个人拔河扯成了死结。当它们动起来的时候，磁铁就在这两种互不相容的排列方式之间不停地切换。这种来回折腾会消耗大量能量，也就导致摩擦力猛增。 Anton Lüders从理论上解释了这个现象：这里的摩擦力根本不是靠表面接触来的，而是靠那些磁矩集体蹦跶产生的。这种相互竞争的磁力迫使系统变得不稳定，在滑动过程中反复重新定向。结果阿蒙顿定律在这种情况下就不灵了。 法国那会儿那一套理论在这儿压根不适用。这次发现告诉我们，摩擦力不光是靠表面磨损和粗糙来的。“完全是内部重组在搞鬼。”Bechinger补充道，“没有磨损，没有粗糙度，也没有直接接触。所有耗散都来自集体的磁重排。” 而且这种效应其实很普遍。因为这种物理原理不挑尺寸大小，在原子级薄的材料里或者很小的运动中都可能发生。这给研究磁性提供了一种新路子——只要通过摩擦力来测量就行了。 未来呢？利用这种无接触的磁摩擦原理可以做出好多新东西。比如摩擦超材料、自适应阻尼系统还有非接触式控制组件什么的。像那种容易磨损的微型机电系统，或者是靠磁悬浮支撑的轴承系统，甚至是那种超薄材料里的磁动关系都能用得上。 总而言之，这次研究把摩擦学和磁学这两个领域给联系起来了。通过这种机械测量的方式去研究集体自旋行为是个全新的方法。