有關(guān)指南針的詩(shī)詞
《贈(zèng)程山人》宋. 方回青囊遺論究幾深,屋宅為陽(yáng)墓宅陰。
元出易中后天卦,更憑心上指南針。
故知形勝?gòu)膩?lái)有,難必榮華此處尋。
周洛秦函倏興廢,豈虞山水喚之今。
《贈(zèng)地里周國(guó)祥》宋 .方回存衛(wèi)府勛有是事,下婢子品斯何心。
多少幽明不平處,煩君端試指南針。
《寄黃商伯兼簡(jiǎn)詹元善》宋. 彭龜年今日蠻荒好,逢人說(shuō)桂林。
只應(yīng)一片雪,端在兩公心。
祈望羅明月,生黎斸水沈。
滔滔迷所往,莫望指南針。
天然的指南針編成詩(shī)歌
要是你在野外迷了路, 可千萬(wàn)別慌張, 大自然有很多天然的指南針, 會(huì)幫助你辨別方向。
太陽(yáng)是個(gè)忠實(shí)的向?qū)В? 它在天空給你指點(diǎn)方向: 中午的時(shí)候它在南邊, 地上的樹影正指著北方。
北極星是盞指路燈, 它永遠(yuǎn)高掛在北方。
要是你能認(rèn)出它, 就不會(huì)在黑夜里亂闖。
要是碰上陰雨天, 大樹也會(huì)來(lái)幫忙。
枝葉稠的一面是南方, 枝葉稀的一面是北方。
雪特別怕太陽(yáng), 溝渠里的積雪會(huì)給你指點(diǎn)方向。
看看哪邊的雪化得快,哪邊化得慢, 就可以分辨北方和南方。
要是你在野外迷了路, 可千萬(wàn)別慌張,大自然有很多天然的指南針需要你細(xì)細(xì)觀察,多多去想
與“夢(mèng)想成真”有關(guān)的詩(shī)句都有哪些
指南針(a compass; a magnetic needle\\\/a guide; a guiding principle)【概述】 指南針是用以判別方位的一種簡(jiǎn)單儀器。
指南針的前身是中國(guó)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(dòng)的磁針。
磁針在地磁場(chǎng)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。
常用于航海、大地測(cè)量、旅行及軍事等方面。
指南針的發(fā)明是我國(guó)勞動(dòng)人民,在長(zhǎng)期的實(shí)踐中對(duì)物體磁性認(rèn)識(shí)的結(jié)果。
由于生產(chǎn)勞動(dòng),人們接觸了磁鐵礦,開始了對(duì)磁性質(zhì)的了解。
人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石引鐵的性質(zhì)。
后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。
經(jīng)過(guò)多方的實(shí)驗(yàn)和研究,終于發(fā)明了可以實(shí)用的指南針。
【指南針指示方向的原理】 地球是個(gè)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(chǎng)中受磁場(chǎng)力的作用,所以會(huì)一端指南一端指北。
我國(guó)“四大發(fā)明”之一的指南針,輾轉(zhuǎn)傳入歐洲后在航海大發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮出不可替代的作用。
但科學(xué)史家清楚,最早解答“指南針為何能夠指南”問(wèn)題的并不是中國(guó)人,而是英國(guó)科學(xué)家吉爾伯特。
那么,中國(guó)發(fā)明指南針后對(duì)指南針理論作過(guò)什么樣的探討
吉爾伯特的理論是否及時(shí)傳到了中國(guó)
明末清初的“西學(xué)東漸”,又對(duì)我國(guó)指南針理論的發(fā)展有過(guò)哪些影響
上海交通大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)系教授關(guān)增建從2003年起開始著手研究這些基本上還是空白的問(wèn)題。
“中國(guó)最早的指南針理論,是建立在陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上的‘感應(yīng)說(shuō)’。
”關(guān)增建介紹,11世紀(jì)中葉時(shí)我國(guó)大科學(xué)家沈括還對(duì)指南針感到匪夷所思,他的《夢(mèng)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(duì)指南針為什么會(huì)指南卻沒有一點(diǎn)概念——“磁石之指南……莫可原其理
”隨后,文人學(xué)者們從陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)出發(fā),結(jié)合當(dāng)時(shí)人們對(duì)大地形狀的認(rèn)識(shí),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(shuō),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(yáng)氣的孕育而產(chǎn)生的,陽(yáng)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。
” 關(guān)增建表示,從近代物理學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)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。
我國(guó)古代陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)昌盛,用陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)闡釋指南針指南及“常微偏東”的原理,是再自然不過(guò)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(shuō)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(shí)這一問(wèn)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(yáng)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(guó)古人認(rèn)為地是平的、大小有限,這樣地表面必然有個(gè)中心,過(guò)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(cè)量地點(diǎn)不在這條南北線上,指南針?biāo)赶蜃匀弧吧倨薄?/p>
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(shuō)法“體現(xiàn)了傳統(tǒng)指南針理論在陰陽(yáng)感應(yīng)學(xué)說(shuō)和磁偏角的存在這一矛盾面前所表現(xiàn)出來(lái)的窘迫”。
明萬(wàn)歷年間(公元1573~1620年),傳教士來(lái)華,帶來(lái)西方的指南針理論、地球?qū)W說(shuō)以及相關(guān)科技知識(shí)。
受其影響,中國(guó)學(xué)者開始從新的視角探討指南針理論問(wèn)題,在此過(guò)程中,陰陽(yáng)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(shí)耶穌會(huì)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(shí)到地球本身存在一個(gè)磁體。
南懷仁理論在中國(guó)影響深遠(yuǎn),直到19世紀(jì)中葉,我國(guó)仍有學(xué)者用它解釋指南針問(wèn)題。
而此時(shí),清末來(lái)華的傳教士已開始著手把西方近代磁學(xué)知識(shí)介紹給中國(guó)了。
【磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)】 先秦時(shí)代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識(shí),在探尋鐵礦時(shí)常會(huì)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(lái)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。
”其他古籍如《山海經(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。
”那時(shí)的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對(duì)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。
”據(jù)說(shuō)秦始皇統(tǒng)一六國(guó)后,在咸陽(yáng)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(huì)被磁石門吸住。
這個(gè)故事告訴我們,古代勞動(dòng)人民很早就掌握了磁學(xué)知識(shí)。
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
我們的先民做了許多嘗試,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(shí)候人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)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(shí),有時(shí)候互相吸引,有時(shí)候相互排斥。
現(xiàn)在人們都知道磁體有兩個(gè)極,一個(gè)稱N極,一個(gè)稱S極。
同性極相互排斥,異性極相互吸引。
那時(shí)的人們并不知道這個(gè)道理,但對(duì)這個(gè)現(xiàn)象還是能夠察覺到的。
到了西漢,有一個(gè)名叫欒大的方士,他利用磁石的這個(gè)性質(zhì)做了兩個(gè)棋子般的東西,通過(guò)調(diào)整兩個(gè)棋子極性的相互位置,有時(shí)兩個(gè)棋子相互吸引,有時(shí)相互排斥。
欒大稱其為“斗棋”。
他把這個(gè)新奇的玩意獻(xiàn)給漢武帝,并當(dāng)場(chǎng)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(gè)大磁體,它的兩個(gè)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(dòng)時(shí),就會(huì)因磁體同性相斥,異性相吸的性質(zhì)指示南北。
這個(gè)道理古人不夠明白,但這類現(xiàn)象他們很清楚。
【指南針的始祖——司南】 指南針的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)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(shí)候,勺柄就會(huì)指向南方。
古人稱它為“司南”,當(dāng)時(shí)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。
《鬼谷子》中記載了司南的應(yīng)用,鄭國(guó)人采玉時(shí)就帶了司南以確保不迷失方向。
春秋時(shí)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(shí)的王充在他的著作《論衡》中對(duì)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(guò)琢磨制成勺型,勺柄指南極,并使整個(gè)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(jì)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(shí)和經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究才完成的。
司南的出現(xiàn)是人們對(duì)磁體指極性認(rèn)識(shí)的實(shí)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(shí)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(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦阻力過(guò)大,而難于旋轉(zhuǎn),無(wú)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(zhǎng)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(shí),勺尾指向?yàn)槟稀?/p>
【指南針——從“吸鐵石”說(shuō)起】 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?yàn)樗慌龅借F就吸住,好一個(gè)慈祥的母親吸引自己的孩子一樣。
后來(lái),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。
我們居住的地球,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。
我們知道,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(dòng)的磁針,它的N極總是指向北方,S極總是指向南方。
指南針是利用磁鐵的特性做成的,那么,世界上哪個(gè)國(guó)家最早發(fā)現(xiàn)磁鐵和它的特性的呢
二千多年以前,也就是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)候,我國(guó)已經(jīng)用鐵來(lái)制造農(nóng)具了。
勞動(dòng)人民在尋找鐵礦的時(shí)候,就發(fā)現(xiàn)了磁鐵,并且知道它能夠吸鐵。
我國(guó)古書《管子》上有這樣的記載:“上有慈石者,下有銅金。
”“銅金”就是一種鐵礦。
《管子》這部書產(chǎn)生在公元前三世紀(jì),這說(shuō)明我國(guó)最遲在公元前三世紀(jì)就知道磁石能夠吸鐵了。
秦朝時(shí)候,還有這樣有趣的傳說(shuō),秦始皇統(tǒng)一中國(guó)以后,在陜西咸陽(yáng)造了一個(gè)很大的阿房宮,阿房宮中有一個(gè)磁石門,完全用磁鐵造成。
如果有誰(shuí)帶著鐵器想去行刺,只要經(jīng)過(guò)那里,磁石門就會(huì)把這個(gè)人吸住。
另外,根據(jù)古書記載,漢武帝時(shí)候,膠東有個(gè)欒大,獻(xiàn)給漢武帝一種斗棋。
這種棋子一放到棋盤上,就會(huì)互相碰擊,自動(dòng)斗起來(lái)。
漢武帝看了非常驚奇。
原來(lái)來(lái)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(gè)道理罷了。
【指南針的發(fā)明】 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(shí)以此做為一種游戲。
東晉的崔豹在《古今注》中曾提到這種“指南魚”。
北宋時(shí),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(zhǎng)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(duì)子位,蘸水盆中,沒尾數(shù)分則止,以密器收之。
用時(shí),置水碗于無(wú)風(fēng)處平放,魚在水面,令浮,其首常向午也。
”這是一種人工磁化的方法,它利用地球磁場(chǎng)使鐵片磁化。
即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。
燒紅的鐵片內(nèi)部分子處于比較活動(dòng)的狀態(tài),使鐵分子順著地球磁場(chǎng)方向排列,達(dá)到磁化的目的。
蘸入水中,可把這種排列較快地固定下來(lái),而魚尾略向下傾斜可增大磁化程度。
人工磁化方法的發(fā)明,對(duì)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(mèng)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。
”按沈括的說(shuō)法,當(dāng)時(shí)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(diǎn)來(lái)看,這是一種利用天然磁石的磁場(chǎng)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(jiǎn)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(shí)用價(jià)值的磁指向器的出現(xiàn),創(chuàng)造了條件。
《夢(mèng)溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關(guān)我國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的著作,書中談到磁學(xué)和指南針的一些問(wèn)題。
他在《夢(mèng)溪筆談》的補(bǔ)筆談中談到了摩擦法磁化時(shí)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象:“以磁石摩針鋒,則銳處常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理應(yīng)有異,未深考耳。
”這是說(shuō),用磁石去摩擦縫衣針后,針鋒有時(shí)指南,也有時(shí)指北。
從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來(lái)看,磁石都有N和S兩個(gè)極,磁化時(shí)縫衣針針鋒的方位不同,則磁化后的指向也就不同。
但沈括并不知道這個(gè)道理,他真實(shí)的記錄了這個(gè)現(xiàn)象并坦白承認(rèn)自己沒有做深入思考。
以期望后人能進(jìn)一步探討。
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(duì)四種方法做了比較,他指出,水浮法的最大缺點(diǎn),水面容易晃動(dòng)影響測(cè)量結(jié)果。
碗唇旋定法和指甲旋定法,由于摩擦力小,轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)可行的方法。
事實(shí)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ā?/p>
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(shí)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(duì)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(gè)固定的、可以自由旋轉(zhuǎn)的支點(diǎn)上了。
由于支點(diǎn)處摩擦力很小,木龜可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)指南。
當(dāng)時(shí)它并沒有用于航海指向,而用于幻術(shù)。
但是這就是后來(lái)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(shí)首尾分指南北。
【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(shí),可能沒有固定的方位盤,隨著測(cè)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(lái)只要看一看磁針在方位盤上的位置,就能斷定出方位來(lái)。
南宋時(shí),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(shuō)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(shí)應(yīng)用到羅盤上。
這種羅盤不僅有子午針(確定地磁場(chǎng)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(gè)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(gè)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(gè)角度就叫磁偏角。
又因?yàn)榈厍蚪魄蛐?,所以磁針指向磁極時(shí)必向下傾斜,和水平方向有一個(gè)夾角,這個(gè)夾角稱為磁傾角。
不同地點(diǎn)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(shí),就注意利用了磁傾角。
沈括在《夢(mèng)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。
【磁性質(zhì)的應(yīng)用】 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(cè)量等方面,特別是航海上。
指南針在航海上的應(yīng)用有一個(gè)逐漸發(fā)展過(guò)程。
成書年代略晚于《夢(mèng)溪筆談》的《萍洲可談》中記有:“舟師識(shí)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(shí)只在日月星辰見不到的時(shí)候才使用指南針,可見指南針剛開始使用時(shí),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。
”到了元代,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(diǎn)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(shí)明白,作為航行的依據(jù)。
指南針的發(fā)明是古代先民對(duì)磁現(xiàn)象的觀察和研究的結(jié)果。
古代先民對(duì)磁現(xiàn)象的觀察和研究的過(guò)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(shuō)秦始皇修建阿房宮時(shí),有一宮門是用磁鐵制造的。
如果刺客帶劍而過(guò),立刻會(huì)被吸住,被衛(wèi)兵當(dāng)場(chǎng)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(guò)時(shí),被牢牢吸住,不能動(dòng)彈了。
馬隆的士兵穿犀甲,磁石對(duì)他們沒有什么作用,可自由行動(dòng)。
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(shí),我國(guó)先民對(duì)磁石的性質(zhì)已有了很多認(rèn)識(shí)。
就連當(dāng)時(shí)的詩(shī)人曹植在矯志詩(shī)中也用了“磁石引鐵,于金不連。
”的句子。
可見他也了解磁石的性質(zhì)。
南北朝梁代的陶弘景在《名醫(yī)別錄》中提出了磁力測(cè)量的方法,他指出:優(yōu)良磁石出產(chǎn)在南方,磁性很強(qiáng),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(qiáng)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(qiáng)弱之分,而且指出了測(cè)量方法。
這可能是世界上有關(guān)磁力測(cè)量的最早記載。
我國(guó)先民對(duì)磁石的性質(zhì)的研究和認(rèn)識(shí)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(shí)也被用于航海及其他。
正是這后者對(duì)人類社會(huì)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(guó)典籍記載指南針用于航海,始于宋代朱彧1119年寫的《萍洲可談》,書中寫道:“舟師識(shí)地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針。
”之后,類似的文獻(xiàn)層出不窮,這表明在航?;顒?dòng)中,指南針普及得相當(dāng)快。
這一發(fā)明后來(lái)經(jīng)阿拉伯傳入歐洲,對(duì)歐洲的航海業(yè)乃至整個(gè)人類社會(huì)的文明進(jìn)程,都產(chǎn)生了巨大影響。
【電子指南針】 指南針是一個(gè)重要的導(dǎo)航工具,甚至在GPS中也會(huì)用到。
電子指南針將替代舊的針式指南針或羅盤指南針,因?yàn)殡娮又改厢樔捎霉虘B(tài)的元件,還可以簡(jiǎn)單地和其他電子系統(tǒng)接口。
電子指南針系統(tǒng)中磁場(chǎng)傳感器的磁阻(MR)技術(shù)是最佳的解決方法,和現(xiàn)在很多電子指南針還在使用的磁通量閘門傳感器相比較,MR技術(shù)不需要繞線圈而且可以用IC生產(chǎn)過(guò)程(IC-like process)生產(chǎn),是一個(gè)更值得使用的解決方案。
由于MR有高靈敏度,它甚至比這個(gè)應(yīng)用范圍中的霍爾元件更好。
【為什么叫指南針
】 就是因?yàn)檫@東西用來(lái)指南的。
況且,最早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期《韓非子》一書中,就記載了現(xiàn)在稱為指南針的原型——司南,“先王立司南以端朝夕”;并在東漢王充《論衡》中便記述了司南的具體形制,“司南之杓,投之于地,其柢指南”。
且,指南針不但最早為中國(guó)發(fā)明,并隨后演變成羅盤并應(yīng)用于航海事業(yè)上。
北宋朱彧所著《坪洲可談》一書中,最早記載了航海中使用指南針的情況,“舟師識(shí)地理,夜則觀星,晝則觀日,隱晦觀指南針”。
其后,南宋福建路市舶司(當(dāng)時(shí)管理對(duì)外貿(mào)易的政府機(jī)關(guān))提舉趙汝適在所著《諸蕃志》中提到,“舟舶來(lái)往,惟以指南針為則,晝夜守視惟謹(jǐn),毫厘之差,勝似系焉”。
就在這一時(shí)期(北宋末南宋初,約為1180年左右),中國(guó)的指南針(或者說(shuō)羅盤)通過(guò)阿拉伯商人傳入歐洲。
此后,羅盤在世界航海事業(yè)上被廣泛應(yīng)用,因此才有15世紀(jì)-16世紀(jì)歐洲人的世界地理大發(fā)現(xiàn)。
這一切,按照中國(guó)官方的歷史教科書來(lái)看,由于這一淵源關(guān)系,歐洲人的指南針亦是應(yīng)來(lái)“指南”。
后來(lái)查了一下大英百科全書和中國(guó)大百科全書中的指南針詞條,才發(fā)現(xiàn)事情遠(yuǎn)非“指南”一說(shuō)這么簡(jiǎn)單。
在大英百科全書中,有兩個(gè)不同的詞條來(lái)解釋: 第一個(gè)詞條為“direction determinants”,即方向指定儀器,解釋如下:“中國(guó)古代四大發(fā)明之一,有磁指南和機(jī)械指南兩種,磁指南發(fā)明于公元前3世紀(jì),稱為‘司南’……機(jī)械指南儀器為指南車,約在3世紀(jì)發(fā)明……” 第二個(gè)詞條為“compass”,譯為“羅盤”,即通常意義上用于航海的指南針。
解釋如下:“航海或勘測(cè)時(shí)在地球上使用的基本測(cè)向儀器,……最老、最常用的羅盤為磁羅盤,……12世紀(jì),顯然中國(guó)和歐洲的航海家都各自發(fā)現(xiàn),一塊天然磁石,一種自然界存在的磁性礦石,漂在水中木棒上時(shí)總是指向北極星方向……” 兩個(gè)詞條其實(shí)是對(duì)指南針作了區(qū)分。
一種是在陸地上、較簡(jiǎn)單的指南儀器,源于中國(guó)司南(也應(yīng)該僅僅使用于出產(chǎn)在中國(guó)的指南針),另一種是用于航海和勘測(cè)上、較專業(yè)的指北儀器,歐洲和中國(guó)同時(shí)出現(xiàn),無(wú)先后之分。
分歧就這么出來(lái)了,對(duì)比這兩個(gè)詞條,發(fā)現(xiàn)大英百科全書似乎把“中國(guó)是最早發(fā)明指南針”這一說(shuō)法完全給推倒了,因?yàn)樵跉W洲歷史上,羅盤才是真正的“指南針”,并在歐洲人發(fā)現(xiàn)新大陸、爭(zhēng)霸海權(quán)和開拓殖民地等近現(xiàn)代歷史的決定性事件中,與火炮和航海術(shù)一樣扮演了功不可沒的角色。
對(duì)“中國(guó)古老的指南針”不但否定,而且用了兩個(gè)不同的詞條加以區(qū)分。
在中國(guó)大百科全書中,也有指南針和羅盤(磁羅盤)兩個(gè)詞條,但不論是對(duì)指南針的解釋,還是對(duì)羅盤的解釋,都最終追溯了到戰(zhàn)國(guó)的“司南”,這兩種不同的指向儀器是同源關(guān)系,而沒有像歐洲觀念中區(qū)分的如此涇渭分明。
因此,康熙的說(shuō)法和佩雷菲特對(duì)其的嘲笑便有了答案——顯然,康熙認(rèn)同指南針和羅盤同出一源,用來(lái)指南,而作者佩雷菲特則按西方人的觀念,認(rèn)為指南針顯然應(yīng)該是羅盤;佩雷菲特則認(rèn)為,羅盤是歐洲人自己發(fā)明的,與中國(guó)的“司南”沒有必然聯(lián)系,羅盤用來(lái)指北,而中國(guó)的司南則用來(lái)指南。
這似乎是一種不同文化背景上的誤解。
當(dāng)然,羅盤和“司南”到底什么關(guān)系,現(xiàn)在還是各有各的說(shuō)法。
此外,佩雷菲特對(duì)康熙固執(zhí)地認(rèn)為指南針用來(lái)指南作了解釋。
他認(rèn)為,康熙之所以認(rèn)為指南針用來(lái)指南,是因?yàn)樵谥袊?guó)古代文化中,南是四個(gè)方位中最尊貴的方位,皇帝的御座、宮殿、陵墓,寺廟,甚至紫禁城,一切尊貴的建筑物都朝向南方。
他繼續(xù)寫道,“雖然皇帝是來(lái)自北方的滿人,他的論據(jù)卻是始料不及的:‘在北方,一切活動(dòng)在凋萎,在衰亡。
吸引磁針的力量怎么可能來(lái)自北方呢
’……‘力量、精氣和繁榮都在南方’”。
聽佩雷菲特一說(shuō),似乎也不無(wú)道理。
但,中國(guó)史書上對(duì)司南的記述確實(shí)為“其柢指南”,并沒有因?yàn)楹髞?lái)“南”變成了一種皇帝尊貴的象征才改的方向。
這位曾先后六次訪問(wèn)中國(guó)的法蘭西學(xué)院院士,用這種說(shuō)法來(lái)解釋康熙認(rèn)為指南針指南是合理的這一固執(zhí)的想法,到底算是對(duì)中國(guó)文化的理解,還是誤解呢
到現(xiàn)在來(lái)說(shuō),中國(guó)人認(rèn)為指南針指南,歐洲人認(rèn)為指南針指北,皆合理。
因?yàn)楝F(xiàn)在的指南針為棱形,指針兩頭均衡,并非如“司南”只有一個(gè)杓柄,指南指北之爭(zhēng),似乎徒費(fèi)口舌。
【指南針的發(fā)展史】 指南針也叫羅盤針,是我國(guó)古代發(fā)明的利用磁石指極性制成的指南儀器。
因此,介紹司南必須從磁石說(shuō)起。
磁石通常稱為“吸鐵石”,它把許多鐵屑緊緊吸在一起,就象一個(gè)慈祥的母親吸引自己的孩子,所以人們稱它為“慈石”。
磁石吸鐵是因?yàn)槊繅K磁石兩頭都有不同的磁極,一頭叫正極,另一頭叫負(fù)極。
人類居住的地球也是一塊天然大磁鐵,地球的南北兩頭也有不同的磁極,地球的北極是負(fù)磁極,地球南極為正磁極。
根據(jù)同性磁極相排斥,異性磁極相吸引的原理,拿一根可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針,無(wú)論站在地球的什么地方,它的正極總是指北,負(fù)極總是指南。
戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,人們利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。
但是,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的司南是什么樣子無(wú)法考證。
《中國(guó)歷史》課本插圖——“司南”,是根據(jù)中國(guó)歷史博物館展品“漢代司南模型”繪制的。
這個(gè)模型是后人根據(jù)史書記載以及地下出土的漢代地盤實(shí)物制成的。
地盤是青銅做成的,內(nèi)圓外方,中心圓面磨得非常光滑,以保證勺體指示方向的準(zhǔn)確性。
中心圓外圍依次布列八卦、天干、地支和二十八宿,共計(jì)二十四個(gè)方位。
地盤中心的小勺是用整塊的天然磁鐵磨成的,磁鐵的正極磨成司南的長(zhǎng)柄,勺頭底部是半球面,非常光滑。
使用時(shí)先把地盤放平,再把司南放在地盤中間,用手撥動(dòng)勺柄,使它轉(zhuǎn)動(dòng),等到司南停下來(lái),勺柄所指方向就是南方。
這種勺形司南直到八世紀(jì)時(shí)仍在應(yīng)用。
到了宋代,勞動(dòng)人民掌握了制造人工磁體的技術(shù),又制造了指南魚。
指南魚是把薄鋼片剪成魚形,長(zhǎng)二寸,寬五分,魚的肚皮部分凹下去,使魚象船一樣能浮在水面上。
然后把魚和天然磁鐵放在一起,由于磁體的吸力,鋼片受磁感應(yīng)也具有磁性。
這種人工傳磁方法制成的指南魚比使用司南方便多了,只要有一碗水,把指南魚放在水面上就能辨別方向了。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的改進(jìn),人們又把鋼針在天然磁體上磨擦,鋼針也有了磁性。
這種經(jīng)過(guò)人工傳磁的鋼針可以說(shuō)是正式的指南針了。
沈括在他的《夢(mèng)溪筆談》中提到他對(duì)指南針的用法做過(guò)四種試驗(yàn),即水浮法、縷懸法、指甲法和碗唇法。
“水浮法”是把指南針?lè)旁谟兴耐肜?,使它浮在水面上,指示方向?/p>
“縷懸法”就是在磁針中部涂上一些蠟,上面粘一根絲線,把絲線懸在木架上,針下安放一個(gè)標(biāo)有方位的圓盤,靜止時(shí)鋼針就指示南北。
“指甲法”就是把鋼針?lè)旁谑种讣酌嫔?,輕輕轉(zhuǎn)動(dòng),由于手指甲的光滑,磁針就和司南一樣也能發(fā)生指南作用。
“碗唇法”是把磁針?lè)旁诠饣耐脒吷?,轉(zhuǎn)動(dòng)磁什,便和指甲法一樣發(fā)生指南作用。
沈括經(jīng)過(guò)精密的觀察實(shí)驗(yàn),還發(fā)現(xiàn)磁針指示的方向并不是正南正北,而是微偏西北和東南,這種發(fā)現(xiàn)在科學(xué)上叫磁偏角。