指南針發明故事

　　在中國古代，指南針起先應用於祭祀、禮儀、軍事和占卜與看風水時確定方位。那麼發明指南針額故事是怎樣的呢?一起來看看小編給大家精心準備的資料，歡迎閱讀!

　　指南針的發明

　　指南針是磁鐵做成的。磁鐵又叫“吸鐵石”，在古代稱作“慈石”。因為它像一個慈祥的母親吸引自己的孩子一樣，一碰到鐵就把它吸住。後來，人們稱它為“磁石”或“磁鐵”。

　　兩千多年前，我們的祖先就發現了磁鐵，並且知道它能吸鐵。說到磁鐵的吸鐵功能，還有這麼一個有趣的傳說：秦始皇統一中國之後，在陝西建造了一個富麗堂皇的阿房宮。阿房宮中有一個磁石門，完全用磁鐵造成。如果有誰帶著鐵器想去行刺，只要經過那裡，磁石門就會把這個人吸住。

　　另外，古書上還記載過另一個故事：漢武帝時期，有個聰明人獻給漢武帝一種鬥棋，這種棋子一放在棋盤上，就會互相碰擊，自動鬥起來。漢武帝看了非常驚奇。其實，這種棋子並不奇怪，它們都是用磁石做的，所以有磁性，能互相吸引碰擊，只不過漢武帝不懂這個道理而已。

　　知道了磁鐵的特點後，戰國時代的祖先發明瞭一種叫做“司南”的磁鐵指南儀器。“司”的意思是掌管，司南也就是專門掌管指示南方的儀器。根據後人考證，司南的樣子像一把湯匙，有一根長柄和光滑的圓底，把它放在一個特別光滑的“地盤”上，來指示方向位置。

　　這個“湯匙”是用磁鐵製成的，它的磁性南極那頭被雕琢成長柄以指示方向，它的圓底是重心所在，磨得特別光滑，放在地盤上，只要把柄輕輕一轉，靜止下來後長柄所指的方向便是南方。由於它在使用時必須配有地盤，所以也有人把它叫做“羅盤針”。司南可以說是世界上最早出現的指南針。

　　但由於司南由天然的磁石磨製成，而在強烈的震動和高溫的情況下，磁石容易失去磁性。再說“司南”在使用時還必須有平滑的地盤，這就顯得很不方便。北宋後期***公元11世紀***，人們發現鋼鐵在磁石上磨過之後也會帶上磁性，而且比較穩固，於是就出現了人造磁鐵。

　　人造磁鐵的發現，促成了“指南魚”的出現，把測方向的儀器水平又向前推了一大步。指南魚用一塊薄薄的磁化鋼片製成，形狀像一條魚，它的魚頭是磁南極，魚尾是磁北極，魚的肚皮部分凹下去一些，使它像小船一樣，可以浮在水面上。讓浮在水面上的指南魚自由轉動，等到靜止時，魚頭總是指著南方。指南魚比起司南來，在攜帶和使用方面都方便多了。

　　鋼片指南魚發明不久，人們把鋼針放在磁鐵上磨，使鋼針變成了磁針。這種經過人工傳磁的鋼針，就成了現在的指南針。

　　北宋著名科學家沈括在他的著作《夢溪筆談》中記述了當時指南針的4種裝置方式：第一種“水浮法”，將磁針橫貫燈芯草，讓它浮在水面上;其二為“指甲旋定法”，把磁針放在手指甲面上，使它輕輕轉動，由於手指甲很光滑，磁針就和司南一樣，旋轉自如，靜止後指南;第三是“碗脣旋定法”，把磁針放在光滑的碗口邊上;最後為“縷懸法”，在磁針中部塗一些蠟，粘上一根細絲線，把細絲線掛在沒有風的地方。

　　這4種方法可以說是世界上指南針使用方法的最早記載。指南針的出現為航海提供了一件重要的必備工具，彌補了原有測量方向技術的缺陷，使人們在大海上航行時不再迷失航向、偏離航線，避免了大量的海難事故，開創了一個人類航海活動的新紀元。中國明朝是航海交通事業的繁盛時期，明初鄭和七次下西洋的航海壯舉，皆得益於指南針之助。

　　指南針傳入歐洲後，促成了歐洲近代大航海時代的到來，譜寫了世界歷史的輝煌新篇。因此，英國著名的科技史專家李約瑟博士認真地評價指南針的發明。

　　他說，指南針在航海中的應用，是“航海技藝方面的巨大改革”，它把“原始航海時代推進到終點”，“預示了計量航海時代的來臨”。所以指南針，就是人類在茫茫大海上航行最明亮的眼睛。

　　拓展：指南針發展歷程

　　目前傳統的觀點認為指南針的始祖大約出現在戰國時期。它是用天然磁石製成的。樣子像一把湯勺，圓底，可以放在平滑的“地盤”上並保持平衡，且可以自由旋轉。當它靜止的時候，勺柄就會指向南方。當時的著作《韓非子》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。“但有學者認為"朝夕"除了東西方向外，還可解釋為早晚朝見或君王早晚聽政。《小雅·雨無正》：“邦君諸侯，莫肯朝夕。”鄭玄箋：“王流在外，三公及諸隨王而行者，皆無君臣之禮，不肯晨夜朝暮省王也。”又如《周禮·夏官·道僕》：“掌馭象路以朝夕。”陸德明釋文：“朝夕，直遙反。”孫詒讓正義：“注云‘朝夕，朝朝莫夕’者，《鄉飲酒義》雲：‘朝不廢朝，莫不廢夕。’注云：‘朝夕，朝莫聽事也。’”所以“端朝夕”就是端正或穩定朝綱，而不是定方向，此處司南解釋成法律更合理。

　　春秋時代，人們已經能夠將硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具，因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石製成司南。據載墨子是很有成就的科學家,在力學、聲學、光學、磁學等方面都很有研究，製作發明的有聽甕、中燧、司南，還有汲水器、投石器、望遠器、集箭器等，其中的司南應該屬於我國或者世界最早的指南針。

　　東漢時的王充在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了明確的記錄。司南是用整塊天然磁石經過琢磨製成勺型，勺柄指南極，並使整個勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置於光滑的地盤之中，地盤外方內圓，四周刻有干支四維，合成二十四向。這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象，積累了大量的知識和經驗，經過長期的研究才完成的。司南的出現是人們對磁體指極性認識的實際應用。

　　但司南也有許多缺陷，天然磁體不易找到，在加工時容易因打擊、受熱而失磁。所以司南的磁性比較弱，而且它與地盤接觸處要非常光滑，否則會因轉動摩擦阻力過大，而難於旋轉，無法達到預期的指南效果。而且司南有一定的體積和重量，攜帶很不方便，這可能是司南長期未得到廣泛應用的主要原因。

　　目前的司南模型是由我國著名科技史學家王振鐸根據根據《論衡》中的記載，考證並復原的。司南由青銅盤和天然磁體制成的磁勺組成，青銅盤上刻有二十四向，置磁勺於盤中心圓面上，靜止時，勺尾指向為南。

　　但司南是磁性指南工具的一觀點一直受到學術界的質疑。首先，在《論衡》中，並未指出司南是磁勺子，而且，在剛認識到磁石吸鐵的同時就發現其指極性不符合認識的規律，另外要把磁石加工成能指南的磁勺，要有意識地‘順其南北極向’磨鏤。在十一世紀指南針發明以前，古文獻中從未有過磁石兩極以及它的指極性的記述。50年代錢臨照院士曾受郭沫若之託試圖以天然磁石製做勺形司南，但因天然磁石磁距小、底部摩擦大而未成功。

　　而王振鐸先生的復原物為鎢鋼在人工電磁場中磁化，這在兩千多年前是無法辦到的。現在北京的中國歷史博物館已不再展出司南的模型。東北師大教授劉秉正於1956年就對司南的磁勺說提出質疑，80年代後又通過用天然磁石指極性實驗以及考據指出《論衡》以及《瓢賦》中的司南是天上的北斗， 而其它的文獻中的司南或是指南車如《鬼谷子》，可能是行事的準則，也有可能指官職如《韓非子》。

　　其他也有一些學者如中國科技大學教授李志超認為司南是磁石放在瓢中，杭州大學教授王錦光提出司南是磁勺子放到水銀池中***《論衡》中的地為“池”***。2005年中國國家博物館研究員孫機根據前北平歷史博物館舊藏殘宋本《論衡》認定“司南之杓”杓字實為酌，那麼看來“其柢指南”之柢也非指勺柄，司南是機械齒輪裝置的指南車。但這些質疑還沒有被科技史學界所普遍接受。根據最新的文獻考證表明，司南是北斗的別稱，同時司南的其他用法也都與北斗有關。

　　此文通過對北魏·溫子升《定國寺碑》、樑·吳均《酬蕭新浦王洗馬詩二首》等唐以前文獻的分析，認為這些文獻中司南只能解釋成北斗，而《論衡》，《瓢賦》中的司南也應是北斗。而元稹《加裴度幽鎮兩道招撫使制》中的司南應是官職，宋·釋正覺《頌古》：“妙握司南造化柄，水雲器具在甄陶。”中的司南應是權力，唐·宋暠《獬廌賦》中“守法者仰之以司南，疾惡者投之於有北。”的司南是法律，這些詞意都來源於北斗。

　　另外《韓非子·有度》中的司南也應解釋成法律，其中的“朝夕”不是方向，而是早晚朝見或君王早晚聽政。其他司南引申為定時間***杜甫《詠雞》中的司南***、指德高望重的人、以及指導準則等意也來源於北斗。此文認為目前司南是磁性指南工具的論據還遠不充分。此外，作者根據唐·戴叔倫《贈徐山人》中“針自指南天窅窅，星猶拱北夜漫漫。”提出中國可能在八世紀發明指南針。

　　另外人們常把指南車當成磁性指南工具，實際上指南車是應用機械原理進行指南的。這在學術文獻中也經常被混淆。如認為《鬼谷子》中的司南是磁性指南工具。實際上歷代引《鬼谷子》中的司南從前後文看都是說指南車。如《宋書·禮志》，唐·李善注《文選》中左思吳都賦，《太平御覽·車部四》等。這是在閱讀文獻是應該注意的。