磁单极子这样的基础科学理论研究为什么几乎停滞不前?
学过普通物理的人都知道，电场线是有始有终的，始自正电荷，止于负电荷。所以静电场是有源场。与之相反，静磁场是无源场，所以磁场线没头没尾，也就是说，没有正磁荷或负磁荷这样的东西。正磁荷或负磁荷这样的东西也叫“磁单极子”。
可以更严格一点定义“磁单极子”。“磁单极子”是一个老的不能再老的故事。把一根磁铁从南极和北极中间断开，断口处马上出现了新的南极和北极，无论你分割多少次，南极和北极永远在一起！光有南极或北极的磁铁是不存在的。这种光有南极或北极的磁铁就是单磁极，或者叫“磁单极子”。
磁单极子概念的提出来源于人们电和磁高度对称的传统观念。既然带有基本电荷的电子在宇宙中存在，那么理应带有基本“磁荷”的粒子存在。1931年，英国著名的物理学家保罗•狄拉克（Paul Dirac）利用数学公式预言了磁单极粒子的存在。狄拉克的预言启发了许多物理学家开始了他们寻找磁单极粒子的工作。
为了寻找磁单极粒子，人们绞尽脑汁，采取了种种方法，包括使用粒子加速器人工制造磁单极子。1975年，美国的科学家利用高空气球来探测地球大气层外的宇宙辐射时偶尔发现了一条轨迹，当时科学家们分析认为这条轨迹便是磁单极粒子所留下的轨迹。1982年2月14日，在美国斯坦福大学物理系做研究的布拉斯•卡布雷拉宣称他利用超导线圈发现了磁单极粒子，然而事后他在重复他先前的实验时却未能得到先前探测到的磁单极粒子，最终未能证实磁单极粒子的存在。
迄今为止，人类寻找磁单极子的足迹遍及地球的每一个角落，月球、火星能涉足的地方，人类能染指的宇宙深空，但都未能如愿。
历史上，许多人为了某种想法花费了大量精力和钱财，到头来一无所获。因为这种想法本身就是荒谬的，是不可能实现的伪命题。最著名的例子就是永动机。统计物理早已经证明：第一类永动机违反热力学第一定律（能量守恒），第二类永动机违反热力学第二定律，所以都是不可能实现的。磁单极子是否也是一个伪命题呢？
我们知道，质量、电荷和自旋是电子的三个内在的属性。物质是原子、分子构成的。由于电子处于原子外层，所以电子性质直接影响物质性质。所以，电荷和电子没有必然的关系，只是电子带有电荷而已。所以，独立出现的电荷本身并不重要。同理，正像没有独立出现的电荷一样，也不会有独立出现的磁荷。人们猜测的磁单极也没有任何存在的依据(并不是否认其存在，而是不能肯定它必然存在)。唯一能和电和磁挂上关系的是光子，光子可以视作纯粹的电磁场量子化的能量单位。能够带有磁性的物质，价电子壳层没有填充满，存在未配对的电子。这些未配对的价电子的旋转造成了物质的具有可磁化的特性。当它们沿着一个方向排列是，磁场就显示出来了
另一方面，磁场是电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或变化电场产生的。磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力，磁场对电流、对磁体的作用力或力距皆源于此。而现代理论则说明，磁力是电场力的相对论效应。
从各种已知的有关磁场的源来看，磁场只是带电荷粒子运动的结果，是电荷运动场的体现，因此不可能存在磁单极子。实际上，我们学过的经典电磁学中并没有磁单极子的位置，但经典电磁学并没有什么问题。电子学也并未出现什么问题。实际上，磁单极子的概念不是电子学提出的，而是粒子物理学预言的。磁单极子存在与否对电子学没有什么具体影响。狄拉克本人在晚年的时候就也怀疑自己的推断,他说：“我现在本身也是属于不相信磁单极子存在者之列了”。
1994年，美国物理学家内森•塞伯格（Nathan Seiberg）和爱德华•威滕（Edward Witten）提出新的理论，认为磁单极粒子不是以基本粒子的形式存在，而是以自旋冰(spin ice)等奇异的凝聚态物质系统中的出射粒子的形式存在。这个理论实际上是说，没有磁单极子，但可以制造磁单极子。他们的思路开辟了人类寻找磁单极子的新道路。
量子力学指出，由于拥有自旋，单个原子会像细小的拥有南北极的条形磁铁一样活动。将物质包含的原子的磁极对准，物质本身就会变成磁铁。在极低温度下，一类名为自旋冰的特殊材料会以一种“阻挫”的磁状态而存在。在磁场中，这种特殊材料的原子非常好对齐，但是，它们会被集合成一个紧致的晶体结构，而这种晶体结构会阻止它们对齐，除非人们将温度略微升高一点。升高温度会使单个原子能轻轻抖动其磁极，让其右对齐，从而引发一个多米诺骨牌效应，导致所有原子的磁极右对齐。伦敦大学学院的斯蒂芬•布拉威尔表示：“从实践角度而言，就这相当于一个自由增殖的磁荷。”
利用自旋冰，2009年，德国亥姆霍兹联合会研究中心的研究人员在德国德累斯顿大学、圣安德鲁斯大学、拉普拉塔大学及英国牛津大学同事的协作下，首次观测到了磁单极子的存在，以及这些磁单极子在一种实际材料中出现的过程。
在此项工作中，研究人员首次证实了单极子以物质的非常态存在，即它们的出现是由偶极子的特殊排列促成的，这和材料的组分完全不同。
现在的应用科学技术在飞猛发展，但一些基础的科学理论却几乎停滞不前，原因在于我们过于注重科学与经济利益的联系。
参考文献：
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磁单极粒子的观点
对磁单极粒子的存在持否定态度的科学家大有人在，他们提出了这样或那样的理由加以论证，而其中最主要的理由就是：鸟过留声、兽过留痕，如果磁单极粒子确实在宇宙中存在，它就总会留下蛛丝马迹，但迄今为止，人们用最先进的方法和最精密的仪器，在各种物质中寻找磁单极粒子，都一无所获。因此可以认为，它们可能根本就是一种仅仅存在于人们主观想象中的子虚乌有的产物。在19世纪末20世纪初，还曾有科学家用以太学说来否定磁单极粒子的存在：在人们能够用光学方法探测到的太空中，弥漫着一种被称为以太的物质。由于以太的特殊性质，它们在太空中是以一种涡旋的状态分布的，很明显，宇宙中存在着大大小小的以太旋涡。因为旋涡是一种转动，这种旋涡不论大小，转动的东西一定有一个转轴。以太的旋涡实质上就是磁场，一个转轴有必定有两端，也就是有两个极，不存在只有一个端的转轴，所以就不存在磁单极粒子。但是，这一说法随着以太学说的被抛弃而归于销声匿迹。还有人这样认为：“电场”和“磁场”是电荷和磁体四周存在着看不见、摸不着的物质。电荷和磁体通过各自的“场”这种物质向另外的电荷和磁体施加作用，同时场还表达了电力或磁力作用的范围；电力和磁力的无形的作用线分别称为“电力线”或“磁感应线”。因为电荷电场的电力线不是闭合的，它起源于正电荷，终止于负电荷，或延伸至无限远，它在电荷处是不连续的；而磁体磁场的磁感应线永远是闭合的，它在磁体内部和外部处处连续。实验中从来未见到过单个的磁极或磁荷，也从来未发现不闭合的磁感应线。所以，在经典电磁理论中，磁单极粒子存在的可能性就根本被排除了。正是由于上述原因，十分强调对称性的英国物理学家麦克斯韦在建立经典电磁理论的时候，虽然为了对称性也考虑过磁单极粒子，但是最终还是未敢贸然将它引入它的理论中。因此，这种不对称性在经典电磁理论中就一直保留到今天。其中特别应该指出的是，就连到了晚年的狄拉克本人，也对磁单极粒子是否存在产生了深深的怀疑。1981年，他在致一位友人的信中说：至今我已是属于那些不相信磁单极粒子存在之列的人了。因此，持否定观点的人还认为，应尽早放弃对磁单极粒子的寻找，因为这种寻找无异于缘木求鱼，只能是徒劳无功的。如果磁场确实只是由于人们最先不知道相对论及其效应才引入的辅助量，那么实际上就不存在磁场，那么也就根本不存在磁荷，磁单极子自然也就找不到了。肯定磁单极粒子存在者中，不乏非常杰出的物理学家。他们坚持认为，磁单极粒子是存在的，但它们成对结合得太紧密了，现在所有的高能粒子尚不能把它们轰开。但是，他们也认为，有一点是可以肯定的，这就是磁单极粒子即使存在，它们也极可能是在宇宙形成初期产生的，残存下来的数量也是微乎其微的，因为假如宇宙间充满了大量磁单极粒子，则宇宙间的磁场将不复存在。这些磁单极粒子本来就很少，而且它们又散布在极其广袤的宇宙之中，所以要找到它不是很容易的。但是，如果磁单极粒子含量很少，那么正负磁单极粒子之间相互湮没的几率也同时就会很低，所以它们就更有可能被保存下来。也有的科学家首先肯定磁单极子的存在，但同时又承认磁单极粒子实际上很难发现。他们的理由是：在人类观测所及的范围内，存在的大多数磁单极粒子应是属于一种运动速度极其缓慢、“惰性”很强的“慢磁单极子”，而那些“精力充沛”、“运动神速”的“快磁单极子”，早已飞离银河系，消失在无边无际的宇宙空间。但“慢磁单极”粒子对物质电离作用很弱，要想观察到它们，需要有比现在装置灵敏度高上万倍的探测器才可以，而以目前的科技水平，这样的探测器暂时还无法制造出来。有的科学家甚至还推算出了磁单极粒子的质量，证明了磁单极粒子质量大得惊人，约为质子质量的1亿亿倍，比细菌还要大！所以他们进一步认为，无论是现代加速器还是高能宇宙射线，都不能产生如此大质量的粒子，仅在宇宙诞生即宇宙大爆炸时，才有磁单极粒子生成所需的极高的温度和极大的能量密度条件。特别值得一提的是，科学家虽然在实验上寻找磁单极粒子时总是“扫兴而归”，但在预言磁单极粒子存在的理论却不断有创新。如海啸是一种骇人的自然现象，它常常导致海洋中产生一种异常稳定的孤立波，即孤立子。这种孤立子在波涛汹涌的大海中几乎不受其它任何外来事物的干扰，永葆自己的波形和能量，不停地涌向远方。前苏联物理学家鲍尔雅科夫和荷兰科学家特霍夫脱在对弱力和电磁力的关系进行研究时发现，在弱电场(弱力和电磁力是这种场的不同表现)中，会发生“场啸”，每次场啸将产生与孤立子类似的粒子，他们认为这种粒子极有可能就是磁单极粒子。持肯定观点的科学家都一致认为：虽然磁单极粒子非常少，但考虑到它对物理学所产生的巨大影响，完全值得不遗余力地去寻找。两种观点激烈交锋，可谓是谁也说服不了谁。
单磁极子真的存在吗？
只是发现了类似磁单极子的“准粒子”，而非真正的、“可以改写教科书”的磁单极子。对于各种新闻报导中的“发现了磁单级子”，如果仔细阅读，您很容易发现那些都是 凝聚态物理 的新闻。它们只是在凝聚态物质中看到了一种性质类似于磁单级子的“准粒子"。而目前并没有在在自由空间中发现磁单级子。自由空间中的真实的磁单级子 和 凝聚态物质中类似于磁单级子的“准粒子" 的区别 可以粗糙但形象地类比于 正电子（真实粒子） 和 半导体材料中的带正电的空穴（准粒子） 的区别 。目前人们（尤其是关注基本粒子物理的人）所说的寻找磁单级子，目的是最终找到 真实的磁单级子，所以目前并不能说明 磁单极子是否“真”的存在。
