古代指南针的发明与使用

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古代指南针的发明与使用

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古代指南针的发明与使用

指南针是我国古代的四大发明之一。在战国时期已经有了用天然磁石指引方向的“司南”。它是用天然磁石制成的。形如汤勺,圆底,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡,且可以自由旋转。当它静止的时候,勺柄就会指向南方,古人称它为“司南”。但当时的司南的应用,是郑国人在深山采玉辨别方向的工具,还未用于航海。

到晋代,出现了指南舟。《晋官阁记》上记载:“灵芝池有鸣鹤舟、指南舟。”这是我国也是世界上用指南针导航的最早记载。崔豹在《古今注》中还提到一种“指南鱼”。这种指南的工具源自一种手机游戏,它是水上指南北的一种鱼形玩具,制作方法为:将薄铁叶剪裁成鱼形,鱼的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北。

这种手机游戏启发了人们的思考,到了宋代,已经能够用人工磁化的方法来制造指南针,并且在航海上已得到广泛采用了。曾公亮在《武经总要》中载有鱼形指南针制作及使用方法:“用薄铁叶剪裁,长二寸,阔五分,首尾锐如鱼形,置炭火中烧之,候通赤,以铁钤钤鱼首出火,以尾正对子位,蘸水盆中,没尾数分则止,以密器收之。”这是一种人工磁化的方法,它利用地球磁场使铁片磁化。使用时,

“置水碗于无风处平放,鱼在水面泛浮,其首常南,向午也。”北宋宣和元年( 1119年),朱或在《萍洲可谈》中记有舟船航海时在阴晦日子观看指南针的记录。北宋宣和五年(1123年),徐兢所撰的《宣和奉使高丽图经》中则记有“是夜,洋中不可住,惟视星斗前迈,若晦冥,则用指南浮针,以揆南北”。这里的“观星”、“观日”和“视星斗前迈”等航行技术和方法当属于天文航行技术或天文航法的范围。沈括在《梦溪笔谈》中还记载了用磁石磨制指南针的方法,即用磁石摩擦铁针,铁针就能够被磁化。

对于磁针的装置方法,沈括介绍了四种方法,即水浮法、“指爪”法、“碗唇”法、“缕悬”法。沈括在对四种方法作了比较后,更为推崇“缕悬”法,认为它是比较理想而又切实可行的方法,但后世广为应用的则是水浮法。水浮法指南针与圆形的方位盘结合,就成了早期用于航海的罗盘。罗盘最早记载见于南宋曾三异的《因话录》:“地螺或有子午正针,或用子午丙壬间缝针。……天地南北之正,当用子午,或谓江南地偏,难用子午之正,故丙壬参之。”地螺即是地盘,主要作用是分度列向以定南北。

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