何晓辰 光信息司南发展史.pptVIP

司南发展史 光信息科学与技术 何晓辰 0732003 历史中的司南 大科学家爱因斯坦曾回忆道，小时候第一次看到指南针，“一下子就被吸引住了，想方设法要知道它为什么总指着一个方向”，并由此激起了对科学的兴趣。看来，对磁学一无所知的人要发现天然磁石吸铁的现象并不困难，但要发现磁石的指极性，就难多了。今人如此，古人亦然。历史上最早明确提出磁石能吸铁的文献记载，当推《吕氏春秋》中所写 的“慈石召铁，或引之也”。后来， 秦帝国的工匠用磁石的这个性质， 制成阿房宫的大门，甄别暗藏铁 器或铠甲的刺客，其作用类似于 今天机场的安检门。 历史书里的“司南” 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。指南针的始祖大约出现在战国时期。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。《鬼谷子》中记载了司南的应用，郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。 “司南之杓，投之于地，其柢指南”，已故科技考古学家王振铎先生根据王充《论衡·是应篇》的这十二 个字，考证中国古代有过名为“司南”的勺形 磁性指向器，并据此设计了司南复原模型， 为中国国家博物馆收藏。长期以来，司南一 直被认为是中国古代科技史上的一大重要发 现。 司南原理 追溯指南针的发明，就要说到古人 对磁石的认识。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。 春秋时期，冶铁业兴起，古人在寻找铁矿的过程中逐步认识了磁石。据古籍《管子》记载，古人当时利用磁石寻找铁矿或与铁矿共生的矿物。? 古代对磁石有多种应用。如战国时代至汉初，若有人走失，方士就用走失者留下的衣物包块磁石，悬挂于水井口，试图对走失者产生一种神奇作用，使他能辨清方向而找到回家之路。? 在早期利用悬挂磁石指南定向的基础上，东汉时出现司南——“司南之杓，投之于地，其柢指南。” 司南=？指南针 居里夫人的丈夫埃尔·居里就曾提出过居里温度，表示在700多度高温下，磁铁矿加热便会失序，从而消磁。而如果将天然磁石制作成勺状时，其铸造过程中的震动和摩擦更会使它退磁。因此“天然磁石是无法承担起汉代司南的主体之重任。” 　 近日，国家博物馆研究员孙机发表论文指出，司南并非一种勺形磁性指向器，在我国古代司南其实指的是“司南车”或“指南车”。 他称，这种指南车装有能自动离合的齿轮系，连接车上的木人。木人手臂平举，做出指向状。任凭车子转向，但这木人仍旧指南，孙机指出根据各种文献考据，司南即为司南车，它完全是机械性的，而无磁性。 指南车在历史上并非罕见。相传它早在5000多年前的黄帝时代就已被发明，当时黄帝曾凭借指南车在大雾弥漫的涿鹿战场上辨明方向，一举战胜蚩尤。西周初期，南方越棠氏使臣回国迷路，周公曾派指南车护送。历史上最著名的指南车为三国时期马钧所造，除了用齿轮传动外，还有自动离合装置，是利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向。 关于“四大发明” 司南与指南针都属古代指向工具，论发明的年代，两者相差至少1000年。 英国著名学者李约瑟博士在磅篇巨著《中国科学技术史》系统提出论证而正式形成“中国四大发明”一说。他明确指出：“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至终点，预示着计量航海时代的 司南与指南针是两个完全不同的概念，两者的基本用途不一样。司南是陆上风水术士们用于相宅相墓看风水的。而水罗盘是海船的导航设备。显然，中国的四大发明之一的指南针是指宋代人发明的用于航海的指南针，即水罗盘，而不是战国时代在陆地上用于看风水的司南。 在宋人没发明指南针以前，人类在海上航行只能依据日月星辰来判断方位，一遇阴晦天气就根本分不清东南西北。所以人类在海上根本就无法远程航行。是宋人发明了用于航海的指南针。引起了人类航海技术的重大变革，从而改变了世界。宋人发明的指南针开创了人 类航海的新纪元，人类可以全天候 的