一般说来，古人对一类自然现象的巧妙应用往往先于对它本质的正确认识，磁现象就是一个极好的例子。据传说，秦阿房宫的殿门就是以磁石制造的，如果有人穿着铁甲或藏着兵器试图入宫的话，就会被大门吸住，这种保安手段简直是匪夷所思。尽管这时人们对磁现象的研究还远未深入下去，但丝毫不影响对它的应用。然而，人类要更大限度地利用 “造化之功”，就必须更深入地追究现象背后的规律。

春秋时期，我国进入了铁器时代，铁制工具被广泛使用。可能是在铁矿的开采中，人们认识到了磁石及磁现象的存在。《管子》 中说：“上有慈石者，下有铜金。” 意思是说在有磁石处的地下，可能就有金属矿石。磁石的 “磁” 是由慈母的“慈”而来的，《吕氏春秋》中说：“石，铁之母也。以有慈石，故能引其子;石之不慈者，亦不能引也。” 显然，古人把磁石与铁的关系，类比于母亲与儿子的关系。

西汉初期，中国人对磁石性质的认识又进了一步。《淮南子》中说，磁石只能吸引铁，而不能吸引铜，更不能吸引瓦。宋代陈显微等人试图对磁现象作出解释，他们从事物内部寻找磁与铁相吸的原因，认为铁与磁石之间“神与气合”，所以能“阴阳相感，隔碍相通”。这种解释在我们今天看来仍有一定道理，磁石的主要成分是四氧化 三铁，铁在磁石的作用下，由于其磁导系数高，也会被感应成一个磁体，因而会被吸引，这大概可以算是“阴阳相感，隔碍相通” 吧。而铜、瓦等物体由于磁导系数较低，不能被感应成强磁体，也就不能被吸引了。

至迟到北宋，制作磁体的人工方法也诞生了。北宋曾公亮在 《武经总要》中就介绍了一种人工磁体：用薄铁片剪成鱼状，长两寸，宽五分，放在炭火当中烧，等到铁片通红，再将它钳出，让鱼尾对准子位(北方)，放入水盆中迅速冷却，入水时鱼尾需稍向下，就可以得到人造磁体。曾公亮实际上是介绍了以地球磁场使钢片磁化的方法： 加热是为了使铁片分子活动加剧，更易被磁化; 迅速冷却是为了让铁片的磁性保存下来; 鱼尾对准北方并且稍向下是为了对准地磁极。沈括在《梦溪笔谈》 中记载了用天然磁石磨钢针的人工磁化法，这与曾公亮的方法本质是一样的，但沈括的方法更为方便实用。

沈括还发现了一个重要现象，即指南针“常微偏东，不全南也”，从而揭示了地磁偏角的存在(如图)。科学史研究者认为，沈括之所以说是 “常微偏东” 可能是由于他的观察比较长期，于是在同一地点发现地磁偏角也是有变化的; 另一种可能是，沈括可能在多个地点进行了观察，而磁偏角大小是因地点而异的。在我国东部，磁偏角只有2～3度，要发现它很不容易，注意到这个角度的变化就更难能可贵了。地磁偏角的发现说明地磁南北极不等于地理南北极，这个发现显然具有划时代的意义。1492年哥伦布在航海途中，也发现了地磁偏角，而偏角的变化欧洲人是在1634年发现的。

磁石及磁现象的发现，使学者们增加了一个重要研究领域，而研究的深入，使人们对磁现象的应用更加广泛。我国历代对磁的妙用极多，如古代烧瓷器时，常用磁石消除釉水中的铁杂质，古代医生则常用磁石吸取伤口中细小的铁质异物，而指南针的发明甚至为整个人类的进步指明了方向。

地磁偏角示意图

本文地址： https://www.yishiweijian.com/zhonghua/20221230430.html

文章来源：主编

版权声明：除非特别标注，否则均为本站原创文章，转载时请以链接形式注明文章出处。