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指南针发明故事大全

时间: 玉玲2 历史故事

  在中国古代,指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。那么发明指南针额故事是怎样的呢?一起来看看小编给大家精心准备的资料,欢迎阅读!

  指南针的发明

  指南针是磁铁做成的。磁铁又叫“吸铁石”,在古代称作“慈石”。因为它像一个慈祥的母亲吸引自己的孩子一样,一碰到铁就把它吸住。后来,人们称它为“磁石”或“磁铁”。

  两千多年前,我们的祖先就发现了磁铁,并且知道它能吸铁。说到磁铁的吸铁功能,还有这么一个有趣的传说:秦始皇统一中国之后,在陕西建造了一个富丽堂皇的阿房宫。阿房宫中有一个磁石门,完全用磁铁造成。如果有谁带着铁器想去行刺,只要经过那里,磁石门就会把这个人吸住。

  另外,古书上还记载过另一个故事:汉武帝时期,有个聪明人献给汉武帝一种斗棋,这种棋子一放在棋盘上,就会互相碰击,自动斗起来。汉武帝看了非常惊奇。其实,这种棋子并不奇怪,它们都是用磁石做的,所以有磁性,能互相吸引碰击,只不过汉武帝不懂这个道理而已。

  知道了磁铁的特点后,战国时代的祖先发明了一种叫做“司南”的磁铁指南仪器。“司”的意思是掌管,司南也就是专门掌管指示南方的仪器。根据后人考证,司南的样子像一把汤匙,有一根长柄和光滑的圆底,把它放在一个特别光滑的“地盘”上,来指示方向位置。

  这个“汤匙”是用磁铁制成的,它的磁性南极那头被雕琢成长柄以指示方向,它的圆底是重心所在,磨得特别光滑,放在地盘上,只要把柄轻轻一转,静止下来后长柄所指的方向便是南方。由于它在使用时必须配有地盘,所以也有人把它叫做“罗盘针”。司南可以说是世界上最早出现的指南针。

  但由于司南由天然的磁石磨制成,而在强烈的震动和高温的情况下,磁石容易失去磁性。再说“司南”在使用时还必须有平滑的地盘,这就显得很不方便。北宋后期(公元11世纪),人们发现钢铁在磁石上磨过之后也会带上磁性,而且比较稳固,于是就出现了人造磁铁。

  人造磁铁的发现,促成了“指南鱼”的出现,把测方向的仪器水平又向前推了一大步。指南鱼用一块薄薄的磁化钢片制成,形状像一条鱼,它的鱼头是磁南极,鱼尾是磁北极,鱼的肚皮部分凹下去一些,使它像小船一样,可以浮在水面上。让浮在水面上的指南鱼自由转动,等到静止时,鱼头总是指着南方。指南鱼比起司南来,在携带和使用方面都方便多了。

  钢片指南鱼发明不久,人们把钢针放在磁铁上磨,使钢针变成了磁针。这种经过人工传磁的钢针,就成了现在的指南针。

  北宋著名科学家沈括在他的著作《梦溪笔谈》中记述了当时指南针的4种装置方式:第一种“水浮法”,将磁针横贯灯芯草,让它浮在水面上;其二为“指甲旋定法”,把磁针放在手指甲面上,使它轻轻转动,由于手指甲很光滑,磁针就和司南一样,旋转自如,静止后指南;第三是“碗唇旋定法”,把磁针放在光滑的碗口边上;最后为“缕悬法”,在磁针中部涂一些蜡,粘上一根细丝线,把细丝线挂在没有风的地方。

  这4种方法可以说是世界上指南针使用方法的最早记载。指南针的出现为航海提供了一件重要的必备工具,弥补了原有测量方向技术的缺陷,使人们在大海上航行时不再迷失航向、偏离航线,避免了大量的海难事故,开创了一个人类航海活动的新纪元。中国明朝是航海交通事业的繁盛时期,明初郑和七次下西洋的航海壮举,皆得益于指南针之助。

  指南针传入欧洲后,促成了欧洲近代大航海时代的到来,谱写了世界历史的辉煌新篇。因此,英国著名的科技史专家李约瑟博士认真地评价指南针的发明。

  他说,指南针在航海中的应用,是“航海技艺方面的巨大改革”,它把“原始航海时代推进到终点”,“预示了计量航海时代的来临”。所以指南针,就是人类在茫茫大海上航行最明亮的眼睛。

  拓展:指南针发展历程

  目前传统的观点认为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。样子像一把汤勺,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。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。“但有学者认为"朝夕"除了东西方向外,还可解释为早晚朝见或君王早晚听政。《小雅·雨无正》:“邦君诸侯,莫肯朝夕。”郑玄笺:“王流在外,三公及诸随王而行者,皆无君臣之礼,不肯晨夜朝暮省王也。”又如《周礼·夏官·道仆》:“掌驭象路以朝夕。”陆德明释文:“朝夕,直遥反。”孙诒让正义:“注云‘朝夕,朝朝莫夕’者,《乡饮酒义》云:‘朝不废朝,莫不废夕。’注云:‘朝夕,朝莫听事也。’”所以“端朝夕”就是端正或稳定朝纲,而不是定方向,此处司南解释成法律更合理。

  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。据载墨子是很有成就的科学家,在力学、声学、光学、磁学等方面都很有研究,制作发明的有听瓮、中燧、司南,还有汲水器、投石器、望远器、集箭器等,其中的司南应该属于我国或者世界最早的指南针。

  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。

  目前的司南模型是由我国著名科技史学家王振铎根据根据《论衡》中的记载,考证并复原的。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。

  但司南是磁性指南工具的一观点一直受到学术界的质疑。首先,在《论衡》中,并未指出司南是磁勺子,而且,在刚认识到磁石吸铁的同时就发现其指极性不符合认识的规律,另外要把磁石加工成能指南的磁勺,要有意识地‘顺其南北极向’磨镂。在十一世纪指南针发明以前,古文献中从未有过磁石两极以及它的指极性的记述。50年代钱临照院士曾受郭沫若之托试图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。

  而王振铎先生的复原物为钨钢在人工电磁场中磁化,这在两千多年前是无法办到的。现在北京的中国历史博物馆已不再展出司南的模型。东北师大教授刘秉正于1956年就对司南的磁勺说提出质疑,80年代后又通过用天然磁石指极性实验以及考据指出《论衡》以及《瓢赋》中的司南是天上的北斗, 而其它的文献中的司南或是指南车如《鬼谷子》,可能是行事的准则,也有可能指官职如《韩非子》。

  其他也有一些学者如中国科技大学教授__超认为司南是磁石放在瓢中,杭州大学教授王锦光提出司南是磁勺子放到水银池中(《论衡》中的地为“池”)。2005年中国国家博物馆研究员孙机根据前北平历史博物馆旧藏残宋本《论衡》认定“司南之杓”杓字实为酌,那么看来“其柢指南”之柢也非指勺柄,司南是机械齿轮装置的指南车。但这些质疑还没有被科技史学界所普遍接受。根据最新的文献考证表明,司南是北斗的别称,同时司南的其他用法也都与北斗有关。

  此文通过对北魏·温子升《定国寺碑》、梁·吴均《酬萧新浦王洗马诗二首》等唐以前文献的分析,认为这些文献中司南只能解释成北斗,而《论衡》,《瓢赋》中的司南也应是北斗。而元稹《加裴度幽镇两道招抚使制》中的司南应是官职,宋·释正觉《颂古》:“妙握司南造化柄,水云器具在甄陶。”中的司南应是权力,唐·宋暠《獬廌赋》中“守法者仰之以司南,疾恶者投之於有北。”的司南是法律,这些词意都来源于北斗。

  另外《韩非子·有度》中的司南也应解释成法律,其中的“朝夕”不是方向,而是早晚朝见或君王早晚听政。其他司南引申为定时间(杜甫《咏鸡》中的司南)、指德高望重的人、以及指导准则等意也来源于北斗。此文认为目前司南是磁性指南工具的论据还远不充分。此外,作者根据唐·戴叔伦《赠徐山人》中“针自指南天窅窅,星犹拱北夜漫漫。”提出中国可能在八世纪发明指南针。

  另外人们常把指南车当成磁性指南工具,实际上指南车是应用机械原理进行指南的。这在学术文献中也经常被混淆。如认为《鬼谷子》中的司南是磁性指南工具。实际上历代引《鬼谷子》中的司南从前后文看都是说指南车。如《宋书·礼志》,唐·李善注《文选》中左思吴都赋,《太平御览·车部四》等。这是在阅读文献是应该注意的。

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