古代指南的用途.docx

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早在1550年，意大利数学家杰罗姆·卡丹（JerêmeCardan）第一个提出指南针、印刷术和火药是中国的“三大发明”，认为它们是“整个古代没有能与之相匹敌的发明”。19世纪下半叶，艾约瑟（JosephEdkins）和丁韪良（WilliamAlexanderParsonsMartin）等来华传教，将造纸术、印刷术、火药和指南针并列为中国的卓越发明。1943年，英国学者李约瑟（JosephNeedham）在重庆提出了造纸术、印刷术、指南针和火药为中国古代“四大发明”的说法。这个说法一时间轰动了整个中国，进而逐渐被世界广泛认可。

在教科版小学《科学》教科书二年级下册的首页，描绘了一幅中国古人在茫茫大海上航行、依靠指南针辨别方向的场景。指南针是我国劳动人民在长期生活实践中，随着对物质磁性认识的不断深入，并经过多方实验和研究，发明的用于指向的磁性工具。

北宋的沈括是一位政治家和科学家。他出生在浙江杭州钱塘县（现在的浙江杭州），从小就跟随父亲游历各地，仔细观察了各地的地理形势、山川道路和人文风俗，并进行了详细的记录。沈括在数学、物理、化学、天文、地理、水利、医药和艺术等方面都有很深的造诣和卓越的成就，被李约瑟誉为“中国整部科学史中最卓越的人物”。沈括在他晚年的著作《梦溪笔谈》中，记录了人工磁化的方法，总结了指南针的四种使用或安装方法：指甲旋定法、碗唇旋定法、水浮法和缕悬法。此外，沈括还指出，指南针不指正南，而“常微偏东”，这表明他已发现了地磁偏角的存在。沈括的系统总结和科学实验，极大地推动了指南针的发展和应用。11世纪末到12世纪初，中国船舶开始使用指南针导航。12世纪末到13世纪初，指南针传入阿拉伯，后来辗转传入欧洲，直接应用于欧洲后来的航海活动和地理大发现。指南针的发明对推动人类文明的进步起到了不可估量的作用。

《梦溪笔谈》中记述的四种磁针使用方法

1.磁石若只如初见

早在春秋时期，中国劳动人民在找矿时就发现了天然磁铁矿，即磁石，并发现了这种神奇的黑色石头具有吸铁特性。《管子·地数篇》中就记载着：“上有慈石者，下有铜金。”《吕氏春秋·精通》中就有“慈招铁，或引之也”的记载。既然磁石能吸引铁，那么它是否可以吸引其他金属呢？西汉《淮南子》中记载：“若以慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣。”“慈石能吸铁，及其于铜则不通也。”说明在汉代时我们的先民已经认识到磁石只能吸铁，但不能吸引金、银、铜等金属和砖瓦之类的物品。

天然磁石

中国古人很早就将磁石的磁性用于军事，成功将磁性用于战争的记载则来自《晋书·马隆传》。公元279年，马隆在一次战役中，在敌人必经的狭窄道路两旁堆放磁石。身穿铁甲的敌兵路过时，被磁石吸住，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常。敌人以为神兵，故而大败。在医药上，中国古人也利用了磁石的性能。晋代有用磁石吸出体内铁针的病案。

在生活实践中，中国古人还观察到两块磁铁放在一起相互靠近时，有时候互相吸引，有时候相互排斥的现象。在西汉时期，有一个名叫栾大的方士还利用磁石的这个性质做成“斗棋”，献给当时的皇帝——汉武帝刘彻，并当场演示，通过调整两个棋子的相互位置，让二者相互吸引或排斥。汉武帝看过表演后惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。

在对磁性的认识过程中，中国古人还观察到磁石具有指向性，并逐渐掌握了人工磁化制作指南鱼和指南针的方法。传统观点认为，指南针的原型大约出现在战国时期，是将天然磁石磨成勺形放在光滑的平面上，在地磁场的作用下，勺柄指南，故名司南。唐宋时期，由于堪舆学的发展及其强调对方向的精准识别，极大地推动了寻找制作比天然磁石更灵敏、更轻便的磁指向器。于是，指南鱼或蝌蚪形指南铁器及水浮铁针应运而生。北宋时曾公亮与丁度编撰的《武经总要》详细记载了指南鱼的制作方法及其使用方法：把薄铁片剪成鱼形，烧红后将尾部浸入水中，使鱼尾指向正北方位，并且稍微向下倾斜，然后取出，这样鱼形薄铁片就被磁化了。让磁化后的鱼形薄铁片浮在水面，就成为可以指向的指南鱼。

指南鱼的制作是一个非常了不起的发现和发明，包含丰富的科学道理：当铁片烧至通红，温度超过其居里温度点（Tc）时，磁畴瓦解，其铁磁性消失，变成顺磁性；随后在水中逐渐冷却到居里温度点以下时，鱼尾正对子位（北方），在地磁场作用下，磁畴重新形成且具有方向性，因而被磁化。而且，知道将鱼形铁片微向下倾斜对磁化有利，表明中国古人已经发现并开始利用地磁倾角（地磁场对水平面的倾角）。

值得注意的是，近年来有学者提出中国古代的司南可能并不是磁指向器，而是利用机械传动系统来指明方向的指南车。现在广为大众所熟悉的“司南”是一把磁勺放在一个铜盘上的造型，确切的出现时间是20世纪40年代末，是我国著名科技史学家王振铎根据明嘉靖通津草堂本流传下来的东汉时期思想家王充写的《论