指南针的发明和使用

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指南针的发明与使用







指南针是中国古代劳动人民发明的．早在战国时期，劳动人民已经发现了天然磁石吸铁和指示南北的现象．磁石把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一位母亲慈祥地抚摸着她的儿女，所以当时把磁石叫做“慈石”．人们利用磁石指示南北的特性．制成了指南工具——司南．《韩非子·有度篇》明确记载：“先王立司南以端朝夕”．由此可见，司商在韩非之前就已经出现了．

汉代司南的形制和使用方法在《论衡·是应篇．中有所叙述：把小勺，安放在地盘上，小勺静止时，勺柄指向南方．后人根据这条资料和地下出土的汉代地盘实物 制成了汉代司南模型．小勺是用天然磁体磨成的，勺头底部是半球面，非常光滑，外力拨动勺柄，勺体即以球面顶端为圆心在地盘上旋转．地盘用铜做成，内圆外方，中心圆的圆面也磨得非常光滑，尽量减少勺体与地盘的磨擦 以保证勺体指示方向的准确性．中心圆外围依次布列八卦、天干（缺“戊己”）、地支和二十八宿，除重合的不计外，共标出了２４个方向．当小勺静止时，可以很方便地识别所指示的方向．这种勺形司南到８世纪时仍在应用唐人韦肇的《瓢赋》中就有描述．

到宋代时期，中国劳动人民已会制造人工磁体，这是一个飞跃．制造人工磁体的方法有两种：一是把铁片剪成鱼形，放在火里烧红，趁热夹出，顺南北方向放置地面，冷却后因受地磁感应而带有了磁性；虽然磁性很弱, 但人们用这种方法制成了指南鱼．另一种方法是把钢针在天然磁体上磨擦．因传磁而有了磁性．据沈括《梦溪笔谈》记载，北宋时有四种不同装置的针型指南针，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法．

缕悬法是把一根磁针用单丝粘住，悬在木架上，针下则安放一个标有方位的圆盘；静止时，钢针就指示南北．沈活在试验缕悬法指南针时，多次发现磁针并不是指示正南正北，而是微偏西北和东南，从而发现了地磁偏角——地球南北极连线交叉构成的夹角．水浮法指南针是把磁针横穿灯草心，放在水碗内，利用灯草的浮力和水的滑动力，磁针则指示南北．缕悬法指针转动灵活，在指导方位上准确性较高．但使用时不能有风，物体不得晃动，有很多限制.水浮法指南针漂浮水面，能相对保持磁针的水平和稳定，比较实用，正是这种指南针，首先应用于航海事业．缕悬法指南针中国是最早把指南针应用于航海的国家．指南针在航海上的应用，又加速了指南针本身的发展．南宋时期，开始把磁针与分方位的装置组成一个整体．这种仪器近代叫罗盘，古代则有不同的名称，或日地螺（罗），或日针盘，还有叫子午盘、定盘针、经盘的．公元 1274年（宋度宗咸淳十年）吴自牧著《梦梁录》里面提到：舟船遇“风雨冥晦时，唯凭针盘而行．”最晚到这时，指南针已经发展成罗盘针了 但直到明代中叶，罗盘针仍然是水浮针．


元朝时期，还造成了立针式的指南工具——指南龟和指南鱼：在木刻的龟、鱼腹部安装磁体，下用立针支撑它们的优点是以立针代替水浮，缺点是仍未与划分方位的装置配合成一个整体，使用不很方便中国发明的指南针，在12世纪以后传到了阿拉伯国家和欧洲指南针的发明和应用，推动了世界航海事业的发展和中西文化的交流马克恩曾经说过，包括指南针在内的我国三大发明 是资产阶级发展的必要的先决条件．”

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