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指南针的发明与作用

作者:主编 时间:2022年12月31日 阅读:137 评论:0

在中国古代的四大发明中,指南针出现最早。2000多年前的战国时期,我国就已将磁石制成“司南”,它就像一只圆底的勺子,放在一个平滑的底盘上,勺静止时,勺柄就会指向南方,盘上刻有24个方位的刻度。这便是指南针的最初雏形。司南应用很广,《鬼谷子》中说:战国时郑国人采玉,必定要带上司南,以便不迷失方向。

缕悬法指南针

司南的圆勺是用天然磁石经人工琢玉的办法琢磨成的。但石料在加工过程中可能受到较强振动而失去磁性,勺与底盘之间摩擦力较大,所以指向不太准确。后来比司南更为理想的指南鱼、指南针、磁罗盘等相继出现。指南鱼是一种鱼形的薄铁片,经地磁场磁化而具有了磁性,使用时只需在碗中盛上水,放入铁鱼就可以指南了。不过,指南鱼是用地球磁场磁化的,所以磁性较弱,这使指南鱼的实用价值大受影响。指南针比指南鱼更加简便实用,它是以天然磁石摩擦钢针而得到的。《梦溪笔谈》中说: “方家以磁石磨针锋,则能指南。”该书中还记述了几种指南针的放置方法: 一是水浮法,将磁针横贯灯芯浮在水上,二是将磁针放在碗沿或指甲上,三是用线来悬挂磁针。沈括认为磁针浮在水上会晃动不止,放在碗沿或指甲上,磁针转动灵活,但很容易滑下来,因此最好的方法是,取新缫的蚕丝一根,用芥子大小的蜡将针的腰部与丝粘在一起,悬挂在无风处,便可以常指南方。实际上,每种方法都有其优缺点,没有哪种方法有“天然优势”,例如水上浮着的磁针特别适于放置在一个方位盘上。沈括所说的那些缺点也是可以用一定手段克服的,后人最普遍使用的方法恰好是沈括不推崇的水浮法。从宋代起,直到清代,我国航海和堪舆(看风水)中,用的大都是水罗盘。水罗盘一般是在标有方位的木质盘上开一圆形水池,让贯有灯芯式比较轻的物体的磁针浮在水面上 (也可以直接在标有某些方位符号的特制水碗内放上磁针),这样的水罗盘称指南浮针。

沈括所说的将磁针放在碗沿或指甲上的方法,可以看作支点式指南针的滥觞。后人改进了沈括的支撑方法,南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了一种木刻的指南龟,龟内有一块天然磁石,龟腹下部有一小洞,把龟放置在竹钉之上,而且使之可以自由转动,静止后乌龟必定呈南北向。关于支点的技术问题一旦解决,旱式罗盘也就可能出现了。考古发现,12世纪末以前,我国已有了旱罗盘。与水罗盘相比,旱罗盘指针可以自由转动,也不会像在水面上那样动荡不定,所以更适于在运动过程中(如航海中)使用。

从司南到罗盘,古代中国人在指南技术方面为世界作出了一系列辉煌的贡献,指南针帮助郑和完成了“七次下西洋”的航行,使宋、元、明各个朝代海上交通事业处于世界领先地位。指南针后来传入欧洲,促成了哥伦布和麦哲伦的航海壮举,使资本主义发展进程大大加快。可惜的是,当哥伦布、麦哲伦的船队在各个大洋上航行时,郑和的那些巨舰在大洋上却早已杳无踪影,指南针则被后来的中国人用在看风水方面了。

司南

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