愛華網(wǎng)指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。指南針的前身是中國古代四大發(fā)明之一的司南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉(zhuǎn)動的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的南極，利用這一性能可以辨別方向廣泛應(yīng)用于航海、野外探險等領(lǐng)域?，F(xiàn)有兩種類型：一是根據(jù)地球磁場的有極性制作的地磁指南針，但這種指南針指示的南北方向與真正的南北方向不同，存在一個磁偏角；二是電子指南針，采用磁場傳感器的磁阻（MR）技術(shù)，可很好地修正磁偏角的問題，現(xiàn)已大量用于GPS定位裝置中。
羅盤針_指南針 -原理
貢獻(xiàn)指南針地球是個大磁體，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。指南針在地球的磁場中受磁場力的作用，所以會一端指南一端指北?！爸袊钤绲闹改厢樌碚?，是建立在陰陽五行學(xué)說基礎(chǔ)上的‘感應(yīng)說’。”關(guān)增建介紹，11世紀(jì)中葉時中國大科學(xué)家沈括還對指南針感到匪夷所思，他的《夢溪筆談》介紹了指南針的人工磁化方法、磁偏角的發(fā)現(xiàn)和指南針的架設(shè)方法，但對指南針為什么會指南卻沒有一點概念――“磁石之指南莫可原其理！”隨后，文人學(xué)者們從陰陽五行學(xué)說出發(fā)，結(jié)合當(dāng)時人們對大地形狀的認(rèn)識，提出各種指南針理論。例如，最晚成書于宋代的《管氏地理指蒙》，首先提出如下邏輯：“磁針是鐵打磨成的，鐵屬金，按五行生克說，金生水，而北方屬水，因此北方之水是金之子。鐵產(chǎn)生于磁石，磁石是受陽氣的孕育而產(chǎn)生的，陽氣屬火，位于南方，因此南方相當(dāng)于磁針之母。這樣，磁針既要眷顧母親，又要留戀子女，自然就要指向南北方向?！标P(guān)增建表示，從近代物理學(xué)的觀點來看，“蒙氏理論”完全異想天開，但從事物的屬性出發(fā)解釋其行為，在東西方科學(xué)史上都是常用的做法。中國古代陰陽學(xué)說昌盛，用陰陽學(xué)說闡釋指南針指南及“常微偏東”的原理，是再自然不過的事情。特別是，該理論認(rèn)為磁石不同端面有不同屬性，它們決定磁針的指向，這種說法很容易啟發(fā)人們發(fā)現(xiàn)磁石的兩極，并進(jìn)一步聯(lián)想到磁極與磁針指向之間的關(guān)系，從而為正確認(rèn)識這一問題找到可能的途徑。南宋人的指南針原理，仍認(rèn)為“指南針之所指，即陽氣之所在”，只是圍繞磁偏角現(xiàn)象，立論依據(jù)更多轉(zhuǎn)向地理方位的坐標(biāo)系統(tǒng)――中國
古人認(rèn)為地是平的、大小有限，這樣地表面必然有個中心，過該中心的那條子午線就是唯一的南北方向。南宋人曾三異等認(rèn)為，一旦測量地點不在這條南北線上，指南針?biāo)赶蜃匀弧吧倨?。到明代，有人假托南唐人著作指出，指南正針由大地方位系統(tǒng)決定，而偏角則由天體方位劃分系統(tǒng)所決定。關(guān)增建認(rèn)為，這種說法“體現(xiàn)了傳統(tǒng)指南針理論在陰陽感應(yīng)學(xué)說和磁偏角的存在這一矛盾面前所表現(xiàn)出來的窘迫”。明萬歷年間（公元1573～1620年），傳教士來華，帶來西方的指南針理論、地球?qū)W說以及相關(guān)科技知識。受其影響，中國學(xué)者開始從新的視角探討指南針理論問題，在此過程中，陰陽五行的作用不斷淡化，力學(xué)角度的分析不斷增加，但吉爾伯特1600年提出的科學(xué)理論連西方學(xué)界都沒統(tǒng)一，更談不上入主東土。傳教士中，1658年抵華的比利時耶穌會士南懷仁的指南針理論最系統(tǒng)，但他認(rèn)為決定磁針指向的是地球的地理南北兩極本身，理論仍然局限在古代科學(xué)的范圍，而不像吉爾伯特認(rèn)識到地球本身存在一個磁體。南懷仁理論在中國影響深遠(yuǎn)，直到19世紀(jì)中葉，中國仍有學(xué)者用它解釋指南針問題。而此時，清末來華的傳教士已開始著手把西方近代磁學(xué)知識介紹給中國了。
羅盤針_指南針 -貢獻(xiàn)
指南針一經(jīng)發(fā)明很快就被應(yīng)用到軍事、生產(chǎn)、日常生活、地形測量等方面，特別是航海上。指南針在航海上的應(yīng)用有一個逐漸發(fā)展過程。成書年代略晚于《夢溪筆談》的《萍洲可談》中記有：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦則觀指南針?！边@是世界航海史上最早使用指南針的記載。文中指出，當(dāng)時只在日月星辰見不到的時候才使用指南針，可見指南針剛開始使用時，使用還不熟練。二十幾年后，許兢的《宣和奉使高麗圖經(jīng)》也有類似的記載：“惟視星斗前邁，若晦冥則用指南浮針，以揆南北?！钡搅嗽?，指南針一躍而成海上指航的最重要的儀器了。不論晝夜晴陰都用指南針導(dǎo)航了。而且還編制出使用羅盤導(dǎo)航，在不同航行地點指南針針位的連線圖，叫做“針路”。船行到某處，采用何針位方向，一路航線都一一標(biāo)識明白，作為航行的依據(jù)。
指南針傳到歐洲航海家的手里，使他們有可能發(fā)現(xiàn)美洲和實現(xiàn)環(huán)球航行，為西方奠定了世界貿(mào)易和工場手工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。
羅盤針_指南針 -磁的發(fā)現(xiàn)
指南針先秦時代中國的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識，在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦，即磁石（主要成分是四氧化三鐵）。這些發(fā)現(xiàn)很早就被記載下來了。《管子》的數(shù)篇中最早記載了這些發(fā)現(xiàn)：“山上有磁石者，其下有金銅?！逼渌偶纭渡胶＝?jīng)》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發(fā)現(xiàn)，《呂氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招鐵，或引之也?！蹦菚r的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。并認(rèn)為：“石是鐵的母親，但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女，不慈的石頭就不能吸引了?！睋?jù)說秦始皇統(tǒng)一六國后，在咸陽附近修阿房宮，宮中有一座門是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵器，入宮行刺，就會被磁石門吸住。這個故事告訴人們，古代勞動人民很早就掌握了磁學(xué)知識。
漢朝以前人們把磁石寫做“慈石”，是慈愛石頭的意思。既然磁石能吸引鐵，那么是否還可以吸引其他金屬呢？先民做了許多嘗試，發(fā)現(xiàn)磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬，也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經(jīng)認(rèn)識到磁石只能吸引鐵，而不能吸引其他物品。當(dāng)把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時，有時候互相吸引，有時候相互排斥。現(xiàn)在人們都知道磁體有兩個極，一個稱N極，一個稱S極。同性極相互排斥，異性極相互吸引。那時的人們并不知道這個道理，但對這個現(xiàn)象還是能夠察覺到的。到了西漢，有一個名叫欒大的方士，他利用磁石的這個性質(zhì)做了兩個棋子般的東西，通過調(diào)整兩個棋子極性的相互位置，有時兩個棋子相互吸引，有時相互排斥。欒大稱其為“斗棋”。他把這個新奇的玩意獻(xiàn)給漢武帝，并當(dāng)場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封欒大為“五利將軍”。欒大利用磁石的性質(zhì)，制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。地球也是一個大磁體，它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體，可以自由轉(zhuǎn)動時，就會因磁體同性相斥，異性相吸的性質(zhì)指示南北。這個道理古人不夠明白，但這類現(xiàn)象他們很清楚。
羅盤針_指南針 -發(fā)明始祖
指南針目前傳統(tǒng)的觀點認(rèn)為指南針的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國時期。它是用天然磁石制成的。樣子象一把湯勺，圓底，可以放在平滑的“地盤”上并保持平衡，且可以自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)它靜止的時候，勺柄就會指向南方。古人稱它為“司南”，當(dāng)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。春秋時代，人們已經(jīng)能夠?qū)⒂捕?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度的天然磁石制成司南。
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(jīng)過琢磨制成勺型，勺柄指南極，并使整個勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置于光滑的地盤之中，地盤外方內(nèi)圓，四周刻有干支四維，合成二十四向。這樣的設(shè)計是古人認(rèn)真觀察了許多自然界有關(guān)磁的現(xiàn)象，積累了大量的知識和經(jīng)驗，經(jīng)過長期的研究才完成的。司南的出現(xiàn)是人們對磁體指極性認(rèn)識的實際應(yīng)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(zhuǎn)動摩擦阻力過大，而難于旋轉(zhuǎn)，無法達(dá)到預(yù)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(yīng)用的主要原因。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，置磁勺于盤中心圓面上，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(xué)術(shù)界的質(zhì)疑。首先，在《論衡》中，并未指出司南是磁勺子，而且，在剛認(rèn)識到磁石吸鐵的同時就發(fā)現(xiàn)其指極性不符合認(rèn)識的規(guī)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(jì)指南針發(fā)明以前，古文獻(xiàn)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托試圖以天然磁石制做勺形司南，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(fù)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?，F(xiàn)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于1956年就對司南的磁勺說提出質(zhì)疑，80年代后又通過用天然磁石指極性實驗以及考據(jù)指出《論衡》以及《瓢賦》中的司南是天上的北斗，而其它的文獻(xiàn)中的司南或是指南車如《鬼谷子》，可能是行事的準(zhǔn)則，也有可能指官職如《韓非子》。其他也有一些學(xué)者如中國科技大學(xué)教授李志超認(rèn)為司南是磁石放在瓢中，杭州大學(xué)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(jù)前北平歷史博物館舊藏殘宋本《論衡》認(rèn)定“司南之杓”杓字實為酌，那么看來“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(zhì)疑還沒有被科技史學(xué)界所普遍接受。
另外人們常把指南車當(dāng)成磁性指南工具，實際上指南車是應(yīng)用機械原理進(jìn)行指南的。這在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中也經(jīng)常被混淆。如認(rèn)為《鬼谷子》中的司南是磁性指南工具。實際上歷代引《鬼谷子》中的司南從前后文看都是說指南車。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(xiàn)是應(yīng)該注意的。
天然磁石指極性實驗及司南的詞義辨析的爭論
中科院自然科學(xué)史研究所研究員林文照先生于1987年用王振鐸先生的兩個磁勺子進(jìn)行實驗，他發(fā)現(xiàn)無論是在銅盤或漆盤上，一邊旋轉(zhuǎn)一邊上下擺動磁勺子，勺柄都能很好地指南，大多數(shù)的誤差小于5度。但東北師范大學(xué)教授劉秉正先生用7種不同產(chǎn)地的天然高品位的鐵礦石（4個制成條形，3個制成勺形）并進(jìn)行人工飽和磁化，條形以曲率半徑1.9cm的圓形小玻璃皿支撐（模擬勺形底），于玻璃板或銅板上進(jìn)行實驗，他發(fā)現(xiàn)磁棒都有一定的趨極性：磁棒有時可轉(zhuǎn)向南北，有時又不然。靜止放置時可偏離南北少則二三十度，有的則可停在任意方向。只有使磁棒一邊轉(zhuǎn)動一邊上下擺動，磁棒才可大體上指向南北，但也有10-20度的誤差。劉秉正先生認(rèn)為磁棒運動只能以磁棒一邊轉(zhuǎn)動一邊擺動（王振鐸和林文照稱為播動）的方式來實驗不符合《論衡》中“投之于地”的說法。另外林文照先生的指南實驗誤差大多在5度以內(nèi)，這比地磁偏角（南偏東6度2分）必然引起的系統(tǒng)誤差還小，是不合理的。故此劉秉正先生認(rèn)為司南磁勺說有不合理之處并提出《論衡》和《瓢賦》中的司南應(yīng)解釋為北斗。當(dāng)北天的北斗的勺柄三星指向（投向）地面（北方）時，勺底的璇璣二星指向南方。這種解釋正好與唐朝崔損的《北斗賦》中的“履端于始，當(dāng)獻(xiàn)歲（即歲首）以指南；舉正于中，在陰方而主北”的賦文相合。當(dāng)然，北斗的這種指南作用，由于季節(jié)不同而時刻不同，冬季歲首在黃昏剛?cè)胍箷r，秋季在深夜，夏季在清晨。另司南解釋為北斗與司南的另一解釋-指南車相符合?！妒酚?天官書》中有“斗為帝車，運于中央，臨制四鄉(xiāng)。分陰陽，建四時，均五行，移節(jié)度，定諸紀(jì)，皆系于斗?！敝Z。北斗又與司南（指南）引申為指導(dǎo)或準(zhǔn)則相符。如前述的《史記.天官書》以及《甘石星經(jīng)》中有“北斗星謂之七政，天之諸侯，亦為帝車。魁四星為璇璣，勺三星為玉衡，齊七政。斗為人群，號令之主，出號司令，布政天中，臨制四方”。又《后漢書?李固傳》今陛下之有尚書，猶天之有北斗也。斗為天喉舌，尚書亦為陛下喉舌。斗斟酌元氣，運平四時。尚書出納王命，賦政四海，權(quán)尊勢重，責(zé)之所歸?！笨梢姳倍吩诠湃诵哪恐写_有極神圣崇高的地位。釋司南為北斗可很好的自圓其說。而指南功能并不穩(wěn)定的磁勺子難以起到上述作用。
羅盤針_指南針 -“吸鐵石”說起
指南針指南針是磁鐵做成的。磁鐵能吸鐵，通常稱為“吸鐵石”，古代稱為“慈石”因為它一碰到鐵就吸住，好一個慈祥的母親吸引自己的孩子一樣。后來，人們才稱它為“磁石”。每塊磁鐵兩頭都有不同的磁極，一頭叫S極，另一頭叫N極。人們居住的地球，也是一塊天然的大磁體，在南北兩頭也有不同的磁極，靠近地球北極的是S極，靠近地球南極的是N極。人們知道，同性磁極相斥，異性磁極相吸引，所以，不管在地球表面的什么地方，拿一根可以自由轉(zhuǎn)動的磁針，它的N極總是指向北方，S極總是指向南方。二千多年以前，也就是春秋戰(zhàn)國時候，中國已經(jīng)用鐵來制造農(nóng)具了。勞動人民在尋找鐵礦的時候，就發(fā)現(xiàn)了磁鐵，并且知道它能夠吸鐵。中國古書《管子》上有這樣的記載：“上有慈石者，下有銅金?！薄般~金”就是一種鐵礦?！豆茏印愤@部書產(chǎn)生在公元前三世紀(jì)，這說明中國最遲在公元前三世紀(jì)就知道磁石能夠吸鐵了。秦朝時候，還有這樣有趣的傳說，秦始皇統(tǒng)一中國以后，在陜西咸陽造了一個很大的阿房宮，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(jīng)過那里，磁石門就會把這個人吸住。另外，根據(jù)古書記載，漢武帝時候，膠東有個欒大，獻(xiàn)給漢武帝一種斗棋。這種棋子一放到棋盤上，就會互相碰擊，自動斗起來。漢武帝看了非常驚奇。原來來大的棋子是用磁石做的，所以有磁性，能互相吸引碰擊，只是漢武帝不懂這個道理罷了。
羅盤針_指南針 -發(fā)明歷史
指南針古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形，魚的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。當(dāng)時以此做為一種游戲。北宋時，曾公亮在《武經(jīng)總要》載有制作和使用指南魚的的方法：“用薄鐵葉剪裁，長二寸，闊五分，首尾銳如魚型，置炭火中燒之，侯通赤，以鐵鈐鈐魚首出火，以尾正對子位，蘸水盆中，沒尾數(shù)分則止，以密器收之。用時，置水碗于無風(fēng)處平放，魚在水面，令浮，其首常向午也?！边@是一種人工磁化的方法，它利用地球磁場使鐵片磁化。即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。鐵片燒紅后，溫度高于居里點，鐵片中的磁疇便瓦解而成為順磁體，蘸水淬火后，磁疇又形成，但在地磁場作用下磁疇排列有方向性，故能指南北。因我國長江黃河流域一帶地磁有大約50度左右的傾角，如水平放置，則只有水平方向分量起作用，而以一定角度放入水中，則使魚磁化的有效磁場強度增大，磁化效果更好。人工磁化方法的發(fā)明，對指南針的應(yīng)用和發(fā)展起了巨大的作用。在磁學(xué)和地磁學(xué)的發(fā)展史上也是一件大事。北宋的沈括在《夢溪筆談》中提到另一種人工磁化的方法：“方家以磁石摩針鋒，則能指南?！卑瓷蚶ǖ恼f法，當(dāng)時的技術(shù)人員用磁石去摩擦縫衣針，就能使針帶上磁性。從現(xiàn)在的觀點來看，這是一種利用天然磁石的磁場作用，使鋼針內(nèi)部磁疇的排列趨于某一方向，從而使鋼針顯示出磁性的方法。這種方法比地磁法簡單，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的發(fā)明不但世界最早，而且為有實用價值的磁指向器的出現(xiàn)，創(chuàng)造了條件。 關(guān)于磁針的裝置方法，沈括介紹了四種方法：
1.水浮法――將磁針上穿幾根燈心草浮在水面，就可以指示方向。
2.碗唇旋定法――將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉(zhuǎn)，指示方向。
3.指甲旋定法――把磁針擱在手指甲上面由于指甲面光滑，磁針可以旋轉(zhuǎn)自如，指示方向。
4.縷懸法――在磁針中部涂一些蠟，粘一根蠶絲，掛在沒有風(fēng)的地方，就可以指示方向了。沈括還對四種方法做了比較，他指出，水浮法的最大缺點，水面容易晃動影響測量結(jié)果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，轉(zhuǎn)動很靈活，但容易掉落。沈括比較推重的是縷懸法，他認(rèn)為這是比較理想而又切實可行的方法。事實上沈括指出的四種方法已經(jīng)歸納了迄今為止指南針裝置的兩大體系――水針和旱針。
南宋陳元靚在《事林廣記》中介紹了另一類指南魚和指南龜?shù)闹谱鞣椒?。這種指南魚與《武經(jīng)總要》一書記載的不一樣，是用木頭刻成魚形，有手指那么大，木魚腹中置入一塊天然磁鐵，磁鐵的S極指向魚頭，用蠟封好后，從魚口插入一根針，就成為指南魚。將其浮于水面，魚頭指南，這也是水針的一類。指南龜是當(dāng)時流行的一種新裝置，將一塊天然磁石放置在木刻龜?shù)母箖?nèi)，在木龜腹下方挖一光滑的小孔，對準(zhǔn)并放置在直立于木板上的頂端尖滑的竹釘上，這樣木龜就被放置在一個固定的、可以自由旋轉(zhuǎn)的支點上了。由于支點處摩擦力很小，木龜可以自由轉(zhuǎn)動指南。當(dāng)時它并沒有用于航海指向，而用于幻術(shù)。但是這就是后來出現(xiàn)的旱羅盤的先聲。指南龜發(fā)明年代不晚于1325年。木塊刻成龜型，龜腹部中心嵌以磁體，木龜安放在尖狀立拄上，靜止時首尾分指南北。
羅盤針_指南針 -羅盤定位
要確定方向除了指南針之外，還需要有方位盤相配合。最初使用指南針時，可能沒有固定的方位盤，隨著測方位的需要，出現(xiàn)了磁針和方位盤一體的羅盤。羅盤有堪輿用的羅經(jīng)盤和水羅盤、旱羅盤。方位盤仍是二十四向，但是盤式已經(jīng)由方形演變成圓形。這樣一來只要看一看磁針在方位盤上的位置，就能斷定出方位來。南宋時，曾三異在《因話錄》中記載了有關(guān)這方面的文獻(xiàn)：“地螺或有子午正針，或用子午丙壬間縫針。”這是有關(guān)羅經(jīng)盤最早的文獻(xiàn)記載。文獻(xiàn)中所說的“地螺”，就是地羅，也就是羅經(jīng)盤。文獻(xiàn)中已經(jīng)把磁偏角的知識應(yīng)用到羅盤上。這種羅盤不僅有子午針（確定地磁場南北極方向的磁針），還有子午丙壬間縫針（用日影確定的地理南北極方向）這兩個方向之間的夾角，就是磁偏角。盤面周圍刻二十四方位，內(nèi)中盛水，磁針橫穿燈草，浮于水面。
現(xiàn)在人們已經(jīng)知道，地球的兩個磁極和地理的南北極只是接近，并不重合。磁針指向的是地球磁極而不是地理的南北極，這樣磁針指的就不是正南、正北方向而略有偏差，這個角度就叫磁偏角。又因為地球近似球形，所以磁針指向磁極時必向下傾斜，和水平方向有一個夾角，這個夾角稱為磁傾角。不同地點的磁偏角和磁傾角都不相同。成書于北宋的《武經(jīng)總要》在談到用地磁法制造指南針時，就注意利用了磁傾角。沈括在《夢溪筆談》談到指南針不全指南，常微偏東。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁傾角的發(fā)現(xiàn)使指南針的指向更加準(zhǔn)確。
羅盤針_指南針 -磁性應(yīng)用
指南針指南針一經(jīng)發(fā)明很快就被應(yīng)用到軍事、生產(chǎn)、日常生活、地形測量等方面，特別是航海上。指南針在航海上的應(yīng)用有一個逐漸發(fā)展過程。成書年代略晚于《夢溪筆談》的《萍洲可談》中記有：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦則觀指南針。”這是世界航海史上最早使用指南針的記載。文中指出，當(dāng)時只在日月星辰見不到的時候才使用指南針，可見指南針剛開始使用時，使用還不熟練。二十幾年后，許兢的《宣和奉使高麗圖經(jīng)》也有類似的記載：“惟視星斗前邁，若晦冥則用指南浮針，以揆南北?！钡搅嗽?，指南針一躍而成海上指航的最重要的儀器了。不論晝夜晴陰都用指南針導(dǎo)航了。而且還編制出使用羅盤導(dǎo)航，在不同航行地點指南針針位的連線圖，叫做“針路”。船行到某處，采用何針位方向，一路航線都一一標(biāo)識明白，作為航行的依據(jù)。指南針的發(fā)明是古代先民對磁現(xiàn)象的觀察和研究的結(jié)果。古代先民對磁現(xiàn)象的觀察和研究的過程中，進(jìn)一步了解了磁的性質(zhì)，并試圖更多地應(yīng)用這些性質(zhì)。傳說秦始皇修建阿房宮時，有一宮門是用磁鐵制造的。如果刺客帶劍而過，立刻會被吸住，被衛(wèi)兵當(dāng)場捕獲。這樣的故事還很多，《晉書.馬隆傳》記載馬隆率兵西進(jìn)甘、陜一帶，在敵人必經(jīng)的狹窄道路兩旁，堆放磁石。穿著鐵甲的敵兵路過時，被牢牢吸住，不能動彈了。馬隆的士兵穿犀甲，磁石對他們沒有什么作用，可自由行動。敵人以為神兵，不戰(zhàn)而退。東漢的《異物志》記載了在南海諸島周圍有一些暗礁淺灘含有磁石，磁石經(jīng)常把“以鐵葉錮之”的船吸住，使其難以脫身。
魏晉南北朝時，中國先民對磁石的性質(zhì)已有了很多認(rèn)識。就連當(dāng)時的詩人曹植在矯志詩中也用了“磁石引鐵，于金不連?！钡木渥??？梢娝擦私獯攀男再|(zhì)。南北朝梁代的陶弘景在《名醫(yī)別錄》中提出了磁力測量的方法，他指出：優(yōu)良磁石出產(chǎn)在南方，磁性很強，能吸引三、四根鐵針，使幾根針首尾相連掛在磁石上。磁性更強的磁石，能吸引十多根鐵針，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不僅提出了磁性有強弱之分，而且指出了測量方法。這可能是世界上有關(guān)磁力測量的最早記載。中國先民對磁石的性質(zhì)的研究和認(rèn)識是指南針發(fā)明和發(fā)展的基礎(chǔ)。指南針在古代主要被堪輿家們用于相宅相墓，同時也被用于航海及其他。正是這后者對人類社會進(jìn)步發(fā)揮了巨大作用，因而指南針才得以躋身于古代四大發(fā)明的行列。我國典籍記載指南針用于航海，始于宋代朱
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