Question

指南针是如何发明的

Answer 1

指南针是中国史上的伟大发明之一,也是中国对世界文明发展的一项重大页献。指南针是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器。左图是恋挂型指车针复原模型。磁石的这种特性,被古人利用来制成指南工具。最早出现的指南工叫司南,戢国时已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成,样子像一只勺,重心位于底部正中,底盘光滑,四周刻二十四向,使用时把长勺放在底盘上,用手轻拨,使它转动,停下后长柄就指向南方。 东汉王充(论衡?是应篇)记载了它的形状和用法。(鬼谷子?谋篇)里还谈到郑国人到远处去采玉,就带了司南,以免迷失方向。另外,指南车的发明亦谁一步把这种仪器提升至更高的境界。
但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品较低,磁性较弱。到了宋代,人们发明了人工磁化方法,制造了指南鱼和指南针,而指南针更为简便,更具实用价值。它是以天然磁石摩擦钢针制成,在地磁作用下保持指南性能;以后把它装置在方位盘上,就称为罗盘。这是指南针发展史上的一大飞跃。

抌括对指南针放置方法也作过详细研究,总结出四种不同的方法,并作了比较:一,水浮法。把指南针浮在水面以指示方向,至于具体方法,沉括没有说明。到北宋晚期,药物学家寇宗奭的(本草衍义?磁石条)才有介绍,原来是在指南针上穿上灯心草,就可以把针浮起。水浮法的缺点是磁针会随水摇荡不定。二,指甲旋定法。把磁针放在指甲上,可以灵活运转,但缺点是容易滑落。三,碗唇旋定法。把磁针放在碗口边绿上,也可以旋转自如,但同样易掉落。四,悬丝法。取一根新棉丝,用一点蜡黏在磁针中央,悬挂在没有风的地方磁针即可指示方向。比较之下,沉括认为这个方法最为理想。
指南针在公元十一世纪时已是常用的定向仪器。指南针的最大页献,是大大地促进了航海事业的发展。据考证,公元十一世纪末,指南针就开始用于航海了。大约在十二世纪末到十三世纪初,指南针由海路传入阿拉伯,然后由阿拉伯传入欧洲。

Answer 2

　　指南针是我国古代劳动人民的四大发明之一，也是中华民族对世界文明作出的一项重大贡献。它是根据物理学上磁学原理研制而成。它最早发明于何时，是谁人发明的，目前还没有定论，但是传统的说法，也是权威性的说法是有熊国（今河南新郑市）的轩辕黄帝发明的。
　　西晋崔豹《古今注》说：“黄帝与蚩尤战于涿鹿之野。蚩尤作大雾，兵士皆迷。于是作指南车以示四方，遂擒蚩尤而即帝位。”宋代刘恕的《通鉴外记》记载：“蚩尤作大雾，军士昏迷。轩辕作指南车以示四方。”南朝梁沈约的《宋书·舆服志》有更为详细地记载：“黄帝与蚩尤战于涿鹿之野。蚩尤作大雾，弥三日，军士皆惑。黄帝令风后作指南车，以别四方。指南车，一名司南车。上有仙人，车虽转而手常南指。”
　　许多史书上说黄帝造的指南车是在车上站着一个木制的人，他一只手举起来，指着南方，任凭车子怎样转换方向，那只举起的手总是指向南方。当然这些还只是根据古代传说记载的，还不是当时人记当时事。而最早见于史书记载的还是河南新郑人韩非的《韩非子·有度篇》：“夫人臣之侵其主也，如地形焉，即渐以往，使人主失端，东西易面而不自知。故先王立司南以端朝夕。”韩非这段话作为国君怎样才不受臣子的迷惑而能明辨方向：就像人走路一样，由于地形地貌的变换，行人不知不觉地就迷失了方向，因此，要做一个司南以定其方向。它的作用和近代的指南针略同。《韩非子》说“先王立司南以端夕”，“先王”很可能是韩王，也可能是泛指。“端朝夕”是正方向的意思，就是明确方向。这个记述是在公元前3世纪，实际上“司南”还要更早。与此同时的《鬼谷子·谋篇》一书作了这样的记载：春秋时，郑国人到远处深山密林中采玉，怕迷失方向，便把司南装在车子上，用它来指示方向。
　　至于“司南”是什么样子，张文彬编著的《简明河南史》是这样表述的：“司南用天然磁石经过加工制成的，象一把小汤勺一样的东西，然后把它放在一个光滑的木盘上，勺柄即自动指向南方。”由此看来，在春秋时期我们新郑人已使用了这种指南仪器。以后西汉刘安的《淮南子·万毕术记》也有记述，不过没有东汉王充的《论衡·是应篇》记述具体：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”还证说：司南是用天然磁石琢磨而成勺形，勺底呈球状，将其南极磨成勺子的柄，然后放在地盘上，盘的四周刻着“八干”、“十二支”和“四维”二十四方位，盘子中央有直径5厘米至10厘米磨得很光滑的地方用来放勺，使用时，将勺轻轻一拨，使之转动，等勺停下来，它的长柄便指向南方。再后是北宋曾公亮著的《武经总要》记载的是：“指南鱼”。沈括《梦溪笔谈》则记载为指南针，说：“方家以磁石针锋，则能指南。”由此可见到宋代“司南”已演化为指南针了。

Answer 3

指南针概述

指南针是用以判别方位的一种简单仪器。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了极具实用价值的指南针。

指示方向原理

地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。

指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。

而最早解答“指南针为何能够指南”问题的并不是中国人，而是英国科学家吉尔伯特。

指南针的发展史

指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，介绍司南必须从磁石说起。

磁石通常称为“吸铁石”，它把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子，所以人们称它为“慈石”。

磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极，一头叫正极，另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。

战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具──司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。《中国历史》课本插图──“司南”，是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史书记载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的正极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。

到了宋代，劳动人民掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁体的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁体上摩擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验，还发现磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种发现在科学上叫磁偏角。

磁现象的发现

先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识，在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是四氧化三铁）。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现：“山上有磁石者，其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现，《吕氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招铁，或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为：“石是铁的母亲，但石有慈和不慈两种，慈爱的石头能吸引他的子女，不慈的石头就不能吸引了。”据说秦始皇统一六国后，在咸阳附近修阿房宫，宫中有一座门是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵器，入宫行刺，就会被磁石门吸住。这个故事告诉我们，古代劳动人民很早就掌握了磁学知识。

汉朝以前人们把磁石写做“慈石”，是慈爱石头的意思。

既然磁石能吸引铁，那么是否还可以吸引其他金属呢？我国的先民做了许多尝试，发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属，也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁，而不能吸引其他物品。

当把两块磁铁放在一起相互靠近时，有时候互相吸引，有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极，一个称N极，一个称S极。同性极相互排斥，异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理，但对这个现象还是能够察觉到的。

到了西汉，有一个名叫栾大的方士，他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西，通过调整两个棋子极性的相互位置，有时两个棋子相互吸引，有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝，并当场演示。汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质，制作了新奇玩意用以取悦汉武帝。

地球也是一个大磁体，它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体，可以自由转动时，就会因磁体同性相斥，异性相吸的性质指示南北。这个道理古人虽不明白，但这类现象他们看的很清楚。

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指南针是如何发明的

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