指南针的发展过程

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指南针的发展和演变

指南针大约在我国战国时期就已经出现了。最初的指南针是用天然磁石制成的，样子像一只勺，底圆，可以在平滑的“地盘”上自由旋转，等它静止的时候勺柄就会指向南方。占人称它“司南”。东汉的王充，在他的《论衡·是应篇》中曾说：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”这里的“地”，是指汉代栻占的方形“地盘”，地盘四周刻有八千（甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸）和十二支（子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、西、戌、亥），加上四维（乾、坤、粪、民），共二十四向，用来配合司南定向。从战国、秦汉、六朝以至隋唐的古籍中。有不少关于司南的记载。如《韩非子·有度篇》里有“先王立司南以端朝夕”的话，“端朝夕”就是正四方的意思。《鬼谷子·谋篇》里也记载说，“郑人取玉，必载司南，为其不惑也。”就是说郑国的人到远处去采玉，就带了司南去，以便不迷失方向。

古代的司南是用天然磁石经人工用琢玉的办法琢磨成的。我国商周时期琢玉工人的技术已经很精湛，至迟在春秋时期就已经能把硬度五到七的软玉和硬玉琢制成各种形状的玉器，因此也能够把硬度只有五·五到六·五的天然磁石制成形体比较简单的司南来。
由于天然磁石在琢制成司南的过程中不容易找出准确的极向，而且也容易因受震而失去磁性，因而成品率低。同时也因为这样琢制出来的司南磁性比较弱，而且在和地盘接触的时候转动摩擦阻力比较大，效果不很好，因此这种司南未能得到广泛的使用。

随着社会生产力的不断发展，科学技术的不断进步，航海业的不断扩大和发展，制造出一种比司南更好的指向仪器不但成为必要，而且也有了可能。在经过劳动人民长期的生产实践和反覆多次的试验之后，人们终于发现了人工磁化的方法，这样就产生了更高一级的磁性指向仪器。

北宋初年由曾公亮主编的一部军事著作《武经总要》和由著名的科学家沈括撰写的《梦溪笔谈》里，分别介绍了指南鱼和指南针。指南鱼是用薄铁叶裁成鱼形，然后用地磁场磁化法，使它带有磁性（详后）。在行军需要的时候，只要用一只碗，碗里盛半碗水，放在无风的地方，再把铁叶鱼浮在水面，就能指南。但是这种用地磁场磁化法所获得的磁体磁性比较弱，实用价值比较小。另一种指向仪器是指南针，它是以天然磁石摩擦钢针制得。钢针经磁石摩擦之后，便被磁化，也同样可以指南。沈括根据他的见闻，在《梦溪笔谈》卷二十四里说道：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”直到十九世纪现代电磁铁出现以前，几乎所有的指南针都是采用这一种人工磁化法制成的。这时，指南针在它的发展史上已经跨过了两个发展阶段——司南和指南鱼，发展成一种更加简便、更有实用价值的指向仪器。以后各种名目繁多的磁性指向仪器，就都以这种磁针为主体，只是磁针的形状和装置法有所变化罢了