历史指南针的发明

指南针的发明在历史上有哪些记载

地球本身就是一个巨大的磁体，由熔融态的铁和镍组成的地球外核上有电流及对流存在，从而产生了磁场。

就像一个简单的磁条，地球的磁场也有两极——北极和南极。把一个磁条放在撒满铁屑的纸上，铁屑会沿 着由两极辐射出的磁力线分布。

一个磁化的物体，例如磁石、指南针指针，也会像铁屑 那样调整自己的指向，使其与磁力线的指向保持一致。 公元1世纪，中国人把磁石应用在叫做“司南”的装置中，主要用来看风水。

在这 个装置里，磁石被雕刻成勺子的形状，摆放在一个表面经过磨光的底盘上，会使自身指 向南-北轴向。底盘上通常刻方向（东、西、南、北）、星座的分布及占卜用的符号。

在公元83年，中国哲学家王充对这种装置进行了记载，但没有提到它在航海上的应用。 在8世纪，中国人用磁化了的铁针代替原先司南中的磁石。

这种磁针是通过将铁针 顺着磁性极好的磁石的磁轴放置磁化后获得的。1086年中国科学家沈括在他的《梦溪笔 谈》中明确提到了一种专用于航海的磁罗盘。

到了 1117年，北宋朱或写的《萍洲可谈》 描述了指南针在海上的使用。 然而直到欧洲人探险时代开始后，罗盘才被做成精密的航 海辅助设备。

鉴于远东地区进行的大量革新，罗盘很可能是由 *** 人传人西方的。在此之前，欧洲的旅行者们利用太阳或北极星来辨别南北方向。

尽管他们能通过这种天文方法来获得比较精确的定位，但这只有在天气晴朗时才能进行——不时出现的坏天气经常严重影响航海活动并导致灾难性的后果。 11世纪时，维京人可能利用罗盘航行于北欧沿岸，但是第一个关于磁罗盘的记载来自《对于万物的思考》一书中，这本书由英国学者、牧师亚历山大?尼克曼撰写，出版 于1180年。

欧洲早期的罗盘将一个磁化的指针垂直插在一根麦秆中，再使这根麦秆竖直漂浮在装有水的碟子里。 这样的装置在一定程度上能指示准确的方向，但在旅行中携带它极不 方便。

到了 1250年，指针被装在了一个枢轴上，它的上方是一张标有主要方向的圆形卡 片，在指针的带动下能一起旋转。1269年，法国科学家皮特鲁斯?佩里格里纳斯第一次解释了磁铁（因此也包括了罗盘）的工作原理。

他描述了磁极，并发明了罗盘刻度盘，使指针能用“度”来指示方 向。对罗盘进一步改进的技术包括将指针与刻度盘放置在一个盒子中。

早期的这种盒子是用木头或者象牙等不会对施加在指针上的磁力造成干扰的材料制作的。后期使用的黄 铜也是基于这个考虑。

在16世纪，船上的罗盘被装在具有自动校正性的轴或支架上，以 保证罗盘能够在颠簸的船上始终保持水平位置。 罗盘迅速成为必不可少的工具。

1594年，英国哲学家弗朗西斯?培根称罗盘指针的 发明为文明社会最重要的三项进步之一（另外两项分别是火药与印刷术）。每年成千上万的水手将自己的生命托付于一个颤动的小小铁片，在航行过程中根据它的指示进行操 作。

后来水手们也逐渐意识到指针并不是永远准确的，它会受到来自附近物体，特别是 铁制品的干扰。 航海罗盘还会受到大陆的影响，当进行东西方向的航行时，航海人员知 道必须做出适当的方位补偿来抵消一种称为“磁偏离”现象所造成的影响。

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耐心哦~ 指南针的始祖——司南 指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。

样子象一把汤勺，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”，当时的著作《韩非子》中就有：“先王立司南以端朝夕。”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。

《鬼谷子》中记载了司南的应用，郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。 春秋时代，人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具，因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。

东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型，勺柄指南极，并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置于光滑的地盘之中，地盘外方内圆，四周刻有干支四维，合成二十四向。

这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象，积累了大量的知识和经验，经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。

但司南也有许多缺陷，天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱，而且它与地盘接触处要非常光滑，否则会因转动摩擦阻力过大，而难于旋转，无法达到预期的指南效果。

而且司南有一定的体积和重量，携带很不方便，这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。 司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十四向，置磁勺于盘中心圆面上，静止时，勺尾指向为南。

指南针的发明 古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。当时以此做为一种游戏。

东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。 北宋时，曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼型，置炭火中烧之，侯通赤，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。

用时，置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。

即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。

蘸入水中，可把这种排列较快地固定下来，而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明，对指南针的应用和发展起了巨大的作用。

在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法：“方家以磁石摩针锋，则能指南。”

按沈括的说法，当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针，就能使针带上磁性。从现在的观点来看，这是一种利用天然磁石的磁场作用，使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向，从而使钢针显示出磁性的方法。

这种方法比地磁法简单，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的发明不但世界最早，而且为有实用价值的磁指向器的出现，创造了条件。 沈括还在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象：“以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理应有异，未深考耳。”

这是说，用磁石去摩擦缝衣针后，针锋有时指南，也有时指北。从现在的观点来看，磁石都有N和S两个极，磁化时缝衣针针锋的方位不同，则磁化后的指向也就不同。

但沈括并不知道这个道理，他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。

关于磁针的装置方法，沈括介绍了四种方法： 1.水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。 2.碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。

3.指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向。 4.缕悬法——在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。

沈括还对四种方法做了比较，他指出，水浮法的最大缺点，水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，转动很灵活，但容易掉落。

沈括比较推重的是缕悬法，他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。

《梦溪笔谈》是沈括（1031—1095年）所著的有关我国古代科学技术的著作，书中谈到磁学和指南针的一些问题。 南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。

这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样，是用木头刻成鱼形，有手指那么大，木鱼腹中置入一块天然磁铁，磁铁的S极指向鱼头，用蜡封好后，从鱼口插入一根针，就成为指南鱼。将其浮于水面，鱼头指南，这也是水针的一类。

指南龟是当时流行的一种新装置，将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内，在木龟腹下方挖一光滑的小孔，对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上，这样木龟就被放置在一个固定的、可。