指南針簡介指南針，古稱司南，主要由安裝在軸上的磁針組成。在天然地磁場的作用下，磁針可以自由旋轉，並保持在磁子午線的切線方向。磁針的北極指向地理北極，利用這個性質可以辨別方向。
它常用於航海、大地測量、旅遊和軍事。物理指示方向的指南針的發明有三部分，分別是司南、指南針和磁針，都屬於中國的發明。據古礦記載，最早出現在戰國時期的磁山地區。
戰國時期指南針發明的歷史
據古礦記載，最早出現在戰國時期的磁山地區。指南針的前身是中國古代四大發明之壹的新浪。
據3月1982《光明日報》報道，磁山(在今河北省邯鄲市武安)是中國四大發明之壹指南針的發源地。據古礦記載，《明代地理》說磁州武安縣西南有壹座磁山，出產磁鐵礦。《伊名裁決》也說:磁州武安縣西南有壹座磁山，產磁鐵礦。《古礦誌》中也記載“伊名治”說:磁山，縣城西南三十裏，為原生礦，故名州。磁山，指南針的故鄉。
其中壹個觀點
王振鐸關於指南針的發明最早不超過宋代的相關觀點，體現在他的壹系列研究成果中。如新浪、指南針和指南針(壹)壹文中所述:從周末到唐力，古人叫它什麽？新浪？還是？導遊？它是壹種識別方向的儀器，攜帶和測試都很方便，就像指南針壹樣。王振鐸認為，在唐代，已經出現了便攜式的類似指南針的儀器，但絕不是指南針。王振鐸把這種物體看作指南針的過渡形式。王振鐸沒有明確判斷指南針發明的具體時間。由於缺乏材料和科學嚴謹性，他沒有輕易做出判斷。他在《司南、指南針和羅盤(上)》中說:(導)魚法比針法早半個世紀左右，但兩者的關系還有待歷史證據的發現和解釋。我就是在這種情況下說的。另外，在同壹篇論文中，說中國古代是用縫鋼針的方式人工傳遞磁場，但11世紀以前還沒有找到成年人制作磁羅盤的歷史證據。這是根據北宋沈括的《孟茜碧潭雜誌壹》和《孟茜碧潭副刊》改編的。這兩篇文章記錄了這種人造磁羅盤。此外，在這篇文章中，王振鐸批評了唐代高僧壹行在Alexanderwylie所著的《中國研究》中註意到磁針所指方向與北極不同的誤解。最後，論文鄭重提出:根據中國磁針偏磁的記載，並未發現早於孟茜碧潭的歷史證據，是否應該牢記？略東？，寇宗雙還記得嗎？東？，即磁針的偏轉角。這是因為王振鐸由於所謂的材料限制，無法對中國磁偏角的發現時間有壹個確切的了解。關於指南針的發明時代，王振鐸只是給出了壹個大概的猜測。在《新浪·羅盤與指南針(上)》中，王振鐸說:在指南針的發明時代，人們認為周萍柯坦在海上使用的磁針和沈括制造的磁針為早期。指南針的發明應該是在很長壹段時間內逐步改進的結果，不同時期的形式也應該以不同的形式出現，王粲先生只給出了壹個時間區間。
第二種觀點
李約瑟的觀點，數列的磁偏角，先東後西，體現在中國堪輿羅盤設計的同心圓上，這些同心圓壹直保存到現在。不用說，磁羅盤在中國被用於風水用途後很久才被用於導航。但是導航羅盤是中國人發明的，可能發生在11世紀前的某個時間或者更早。李約瑟在這壹段清楚地論述了指南針、磁偏角、羅盤等問題。雖然有些結論過於武斷，但他對中國指南針的發明做出了總結性的結論。
潘繼興先生對王振鐸先生和李約瑟先生的研究進行了總結，但很明顯他贊同李先生的觀點，並對李約瑟先生在《中國古代四大發明的起源與傳播及其世界影響》壹書中提到的幾個材料進行了詳細的論述和闡述。但同時又像李約瑟先生壹樣，在壹些問題上過於武斷，明顯證據不足，令人難以置信。
正如他在書中所說，從西納儀器到指南針有過幾次技術上的轉變，分別發生在魏晉南北朝到唐代。他的結論沒有多少材料支持。但這個結論大體上是正確的。潘繼興先生和李約瑟壹樣，把崔寶《古今筆記》、《壹根吊針》、《玄魚》中的蝌蚪、青蛙、青蛙做了比較。作為從勺子到針頭的過渡。他說:空氣中的磁針和方位盤的結合，在晉南北朝時期使用，真正起到了導向作用，從而實現了李約瑟先生所說的從船到針的轉變。在同壹本書裏，潘繼興先生還對水羅盤的外觀做了壹個判斷。他說:有證據表明，公元9世紀唐朝的堪輿羅盤的制造者已經邁出了這決定性的壹步。在同壹個頁面上，他再次強調，晉南北朝開始對新浪的技術進行改進，但是到了唐末，完成了新浪到指南針的改造。北宋人享受這些科技成果，並將其發揚光大。這應該是歷史發展脈絡。進壹步闡述了指南針的發展。潘繼興在李約瑟先生研究的基礎上，吸收了王振鐸先生的壹些觀點，重新界定了指南針發明的時間和過程。雖然還存在壹些不足，但從整體上看，這是科技史上的壹個進步。還有壹些學者，要麽在沒有新材料，要麽缺乏材料的情況下做出驚人的結論，基於某壹條材料做出新的結論，但總的來說，未能說服所有人，影響力不大。而指南針的起源判斷在唐代。不管這個論斷是否正確，僅憑這份材料是不可能得出這樣的論斷的。
第三個觀點
在成都民間收藏家的收藏中，發現了壹件極具學術研究價值的玉(石)器。它由七塊玉(石)板組成，正面有圖形，背面有古代漢字。尤其是第四塊玉(石)盤中間，有壹個圓形圖案，上面放著類似半個世界的東西。在地球的頂端(北極)，有壹個直徑為4cm的小洞，洞內插有玉(石)羅盤，圓形圖案上有東、南、西、北四個古字。根據現有學科的專業知識分析，這四個古文字與我們今天在地質填圖中使用的羅盤上的東、南、西、北方位字是壹樣的。除了東字，其他南、西、北三個字都和甲骨文不壹樣。在三星堆的玉(石)上發現指南針非常重要，指南針最早出現在春秋戰國時期的觀點將被徹底推翻。三星堆玉(石)上指南針的發現，將中國指南針的發現歷史推至伏羲時代。三星堆發現的指南針是玉(石)的，不會轉。這是象征性的。
在中國的方位文化中，指南針的早期形式經歷了三個階段，從天文定位到磁Sina，最後從Sina到指南針，隨之而來的是方位測定技術的不斷進步。
指南針
新浪是最早的磁導。新浪的名稱始於戰國時期(公元前475年221)，止於唐朝(公元907年618)。因為新浪的古意壹直在不斷演變，與壹系列古代發明結下了不解之緣。
最早記載司南的文獻是《鬼谷子》，其中寫道:鄭人取玉，必載司南之車，因其不惑。從《鬼谷子》中的記載可以看出，鄭人壹定要帶著司南壹起去取玉，就是為了避免迷路。
在對新浪的引用中，王充的記述是最重要的，他明確指出新浪的鏟子是地上的指南。長勺指的是勺子。有這種引導性能的新浪，應該是個有磁性的導演。不過這裏的土地指的是古代機械盤的領地。機械盤發明於秦漢時期，用於遊戲或占蔔。遺址周圍有24個方位，中央刻有北鬥七星的符號。根據這些記載，我國現代著名科技史家、文物復制專家王振鐸成功復原了漢代的新浪(如圖1)。
圖1新浪模型(王振鐸復原)勺形新浪尚未出土。
但漢代畫像石上有類似於司南勺形形象的圖片(如圖二)，可見王充的記載應該是可信的。在這座石像中，我們可以看到畫面主體是正在表演的魔術師和雜技演員，上面壹行人是貴族觀眾。右上角小方塊上有壹把疑似新浪的長柄勺子(見圖外小插圖)，壹個人正跪著觀察。
圖2蘇黎世裏特堡博物館漢代畫像石(此圖引自李約瑟《中國科技史物理學卷》)。從留下的材料來看，用磁鐵指向極性的SiNa，是最早的磁性指向器形式。
磁定向儀的出現，使人們從觀察天體的被動定向轉變為利用地磁的主動定向。人類最早的磁鐵定向裝置是用天然條形磁鐵制成的Sina，在我國戰國末期(前三世紀)的漢代進壹步發展。思南儀的出現具有重大的歷史意義，因為它是壹種基於與天文定向原理完全不同的磁力原理的新型導向裝置。它可以在任何天氣條件下晝夜工作，快速指出方向，並且易於操作和攜帶。
起初，司南指的是陰影測量的表面極點。比如“凡事有度”之說，所以王力先新浪，才能只爭朝夕。天的盡頭是對的東西，引申為確定東西南北的方向。李斯納源於商代甲骨文中的李忠，戰國時的李日明。他們都打算建立壹個手表來測量太陽的影子。
磁性勺子
磁勺是壹種用天然磁鐵制成的勺形指向器。它被發現的時候，形狀是北鬥七星，名字叫新浪。至少有四種記載可以推斷為磁勺:《鬼谷子》、《論衡》、《玄蘭賦》、《飄賦》。宋之引鬼谷子曰:鄭人取玉，必背司南，因其不惑。《鬼谷子謀篇》最晚成書於西漢，可能是先秦時期。其中，鄭人取玉必背新浪的傳說，暗示了磁勺與玉石業的聯系。難加工的磁勺應該是玉工的傑作。
東漢王充《論衡是壹個應用》說:新浪的勺子是壹個地面的指南。句子中的land壹般解釋為site，也可能是pool這個詞拼錯了。這句話應該解釋為:勺形的司南，放在場地上(或放入裝有適量液體(如水銀)的容器中)，其勺柄必須自動指向南方。
此後，梁元帝蕭藝寫下了《玄蘭賦》:目送靈武被占，目送司南離去。唐趙薇《亂世佳人》雲:飲酒仰天(北鬥)，與眾不同；如果玩的好，學校新浪覺得還可以。再次介紹SiNa(磁勺)的功能和形狀。
雖然至今沒有找到磁勺的實物，但至少有兩件文物與之相關。壹件是藏於瑞士蘇黎世Rietberg博物館的壹塊公元114年的東漢石刻。右上角，壹個人在觀察可能是新浪勺子的東西。第二件是納智良《玉釋》第壹卷中記載的壹塊司南培古玉。這塊玉只有壹英寸長。壹端切成小勺，另壹端切成圓形小碟子，中間有個十字。司南培的制作年代不詳，推測屬唐代。
除了上面提到的手表和磁勺，新浪還有南車、導船、時間漏的別稱。阿津人葛洪在《西京雜記》中提到的南車是壹種半自動機械裝置。《宋書吏誌》記載，晉代又有壹艘導船。南朝任芳《風和登景陽山》詩吟詠:奔鯨吐浪，新浪輕飄飄。詩中的司南指的是禦花園池中的導舟，但導舟如何航行，至今仍是個謎。唐代大詩人杜甫吟詠“雞”作詩雲:齊接亭育天下，吳夏漏新浪。意思是在午夜，詩人剛剛聽到了新浪時間的聲音。
磁針的發明
指南針的發明應該是在很長壹段時間內逐漸完善的結果，不同時期的形式應該以不同的形式出現。到了唐代，堪輿學者的活動相當活躍，他們開始強調方向的選擇，於是尋找壹種比磁勺更方便的指點器就成了當務之急。於是導鐵魚或蝌蚪形的鐵指針和水浮磁針就應運而生了。
生活在唐朝開元年間(765，438+037，465，438+0)的陜西風水師邱衍漢，被後世風水師譽為風水學說三針(直針、縫針、中針)的最早創始人。明朝亞豪科技寧賢王朱權在他的《神奇機器秘籍》中說:針灸方法從來沒有流傳下來過，它是從過去開始制造的。是唐代浙江金華的壹位道士，名叫張(約730+00)。他的道名是玄真子，寫了十二卷玄真子，還剩下三卷。從這個殘跡中，我知道他對物理相當在行，但我找不到任何與指南針或針法直接相關的記載。但這個路牌不禁讓人想起老標題金翠寶的《古今筆記》，裏面把蝌蚪叫做神秘的針。它的文字說:蝦蛄，蝌蚪，神秘的針和玄魚，形狀圓，尾巴大，尾巴脫落就生了腳。十世紀時，馬謖的《中國古今筆記》中也有類似的記載。這個記錄似乎從形狀和性能上把磁針的發明和應用與羅盤魚聯系了起來。
關於導盲魚的制作方法，可以在北宋曾公亮等人編纂的《吳京通論》中找到。《武要》第壹卷十五年，法曰:以薄鐵葉削之，長二寸，寬五分，頭尾尖如魚，以炭火燒之，待其紅。以鐵鍋、鐵鍋魚為初火，將尾部擺正位置，蘸盆，以密器止。這種方法是利用地磁場使鐵片磁化，已知魚形鐵片微微向下傾斜有利於磁化。其實現代科學中所謂的磁傾角的影響已經被發現了。使用時，羅盤魚浮在水面上，符合水浮磁針原理。
浮動磁針的制作方法最早見於北宋沈括的《孟茜筆談》(卷24)。文章說:方嘉可以用磁鐵摩擦他的頭來指引我們。這種由專家在實踐中總結出來的鋼針磁化方法，由沈括在國際上發表，有力地推動了磁針在風水、航海等領域的應用和普及。指南針已經進入實用磁針階段，裝置方法的研究已經提上日程。沈括綜合研究比較了水漂法、指爪法、碗唇法、掛線法的優缺點，認為掛線法最佳。方法是在新繭裏取壹個單繭，用芥子做蠟，放在針腰上。如果把它掛在無風的地方，針將永遠是壹個向導。現代磁力儀中懸掛的小磁鐵也采用了這種類似的方法。磁針指的精度和西納、指南針不可同日而語，所以磁針的發明很快導致了磁偏角的發現。
五代亂世，管氏地理指釋中第八，曰:磁針輕而徑指氣必稱之端，地在中而側偏。比起軒轅的年紀，還在天上。軒轅黃帝時代的磁偏角，筆者以為還是在星辰(午)和星辰(子)的方向，但當時針指脫離了陰陽分界線，案件偏向於金牙的探索。向東南偏轉角變為15？。
由於風水學說的神秘性，中國唐宋時期的風水著作在流傳、增刪中相互影響。從眾多的闞玉早期著作中梳理出磁針、磁偏角、指南針的發明和發現日期並不容易。然而，在元年(1041)，北宋監軍楊奉命編纂的照片墓百科全書《伊原將軍》書中說:客主要取正四分，取午針時要取正、中、格，取正。這裏對午針有明確的記載，即後來的沈括在《孟茜筆談》卷二十四中說，磁針經常略偏東，但不完全偏南。在西方，直到13世紀，磁針才南。當克裏斯托弗·哥倫布(14511506)在1429年穿越大西洋時，正式探測到了磁偏角現象。
中國發現了元代浮子羅盤的瓷碗。1959年，遼寧旅順甘井子元代墓葬中出土兩只白釉褐花大碗。碗底畫了兩個同心圓，圈裏並排畫了三個點，中間連線。這個圖形乍壹看像是不規則的王字，所以叫王字紋碗。碗外底圈的腳有壹根針。據科技史家王振鐸先生考證，這種碗就是航海時用來指示方向的針碗。它是這樣使用的:磁針浮在針碗表面，碗內底部的王形標誌有助於指示方向。首先，將國王角色中的狹窄通道與船體中心線對齊。如果船體轉向，磁針會與細線形成壹個夾角，從而顯示出航向轉移的角度。類似的碗在江蘇丹徒趙霖村的元代地窖和河北磁縣漳河古道的元代沈船中也有發現。
指南針的發明及其向西方的傳播
磁針問世後，用於航海和導航。為了使用方便，便於讀數，磁偏角的發現對指南針的使用技巧提出了更高的要求，方嘉首先通過磁針與表盤的配合創造了新壹代指南針。然而，在某些場合，碗中漂浮的磁針仍在使用，所以沈括的《孟茜碧潭》卷24說，水漂浮和搖動。江蘇、河北、遼寧魯大都曾出土過元代無刻度指南針專用針碗。當船還在使用浮針和針碗的時候，堪輿羅盤遠遠地跑在前面。
考古資料表明，闞玉家選擇的墓室24向表示法始於唐末。河浦主持南唐徽州城建設，看風水也用二十四道表示。何溥《靈城精要》在“理氣”壹章中說，地要四面定位，坤之道、圖之定，所以是以經為準，內要以地之實為準。天分為十二分，是第二位。故以壬子丙午為天盤，居外應是應天之空。《九天玄女清饢海蛟經》理氣篇有幾乎相同的文字，作者所撰，時間不詳。兩者應該來自同壹個源頭。
指南針在古代被稱為蝸牛和蝸牛。南宋三聘《銀華錄》(約作於公元1200年)中的子午針說:地螺或有子午針，或中午與子縫壹針。曾三品是江西臨江撫仙河(今江西西清江)人。距離峽江不遠的江西臨川，於1985年出土了世界上最早的堪輿旱羅盤模型，與《銀花錄》中的記載可以相互印證。1985年5月，江西臨川朱紀南墓(葬於1198)出土了底有墨書的張瓷仆。仙仆風水先生左手持羅盤。值得註意的是，羅盤的磁針與水羅盤的磁針有著本質的區別。羅盤中間放大成菱形，菱形中央有壹個明顯的圓孔，清楚地表明這是壹個用軸支撐的幹羅盤。
中國的磁針和指南針先後通過陸路和水路傳到西方，對人類文明的進步產生了巨大的影響。過去，歷史學家認為水中有磁針的水羅盤和指南針壹樣，都是中國發明的，但幹羅盤是歐洲發明的，在16世紀由日本船只傳入中國。現在臨川羅盤證明了旱羅盤的發明權也屬於中國。
初始形狀
磁鐵是指對磁鐵的鐵引力的極性和磁性指針的原始形狀的理解和應用。傳說秦宮的磁鐵門可以防止持鐵刃的刺客進入。關於磁鐵吸鐵的現象，有很多記載，如戰國時期魯的《春秋》、西漢的《淮南子》、東漢王充的《論衡》。這些作者都提到了磁鐵吸引鐵的現象，龜甲、琥珀等物體可以吸引壹些輕小的物體。王充指出，這些現象是由感應(壹種超距作用的觀點)引起的，但他似乎並不知道感應和磁感應的區別。指南針是由天然磁鐵制成的。要發明指南針，就要研究磁鐵的手指極性。
磁化技術和磁偏現象的描述磁化技術在北宋取得突破，加速了磁性指針的普及，並導致指針形狀的新演變。
曾公亮在《吳京通論》中提到了壹種新型的磁導——指南針。同時可以看出，制作指南針的關鍵是鐵的磁化。曾公亮的記述是:用薄鐵葉割，兩寸長，五分寬，尖頭如魚。把它們放在炭火上燒，燒紅了，鐵鍋的魚就先上了，尾巴就對了。把它們浸在盆裏，如果沒有尾巴尖就停下來。(卷15)事實上，曾公亮利用地磁場對魚形鐵片進行磁化，是歷史上尋找新磁化技術的突破。但鐵片要盡量薄，因為使用時要放在水面上。這也是壹個重要的暗示。
指南針魚的磁性很弱。圓形魚頭作為壹種天然缺陷，也限制了它的指向精度。雖然這種簡單的磁化技術使導盲魚的制作變得容易得多，但它的形狀與勺形Sina有類似的缺陷。
同樣，與曾公亮同時代的沈括在《孟茜筆談》中也記載了實用的磁化技術。他寫道:方家用磁鐵磨針鋒可以導向，但往往略偏東，不全偏南。(卷24)這種造型通俗簡單，磁化效果相當好。特別是，它為指針形狀的改進產生了另壹個突破性的針形狀。用針點可以大大提高它的指向精度。這樣新浪就進化成了指南針，這個指南針也更容易普及。毫無疑問，這是磁導子外形最重要的改進。
由於指針的指向精度提高，人們很快註意到，在使用指南針時，它所指向的方向有時並不是正南，這就是磁偏往往略偏東而不完全偏南的現象。
事實上，早於沈括的楊在元年(1041)所寫的《三原總錄》中就已經記載了指南針和磁偏角的存在。他寫道:匡思不過如此，應取為午針。在正確的地方，在中間和格子裏，把正方形取直向右。(卷1)這裏說的針是磁針，而C午針是指磁針靜止時，針指的方位是24個方向的C位和午位的組合，也就是東南方向的7°左右。5?。這與沈括略有東偏是壹致的，但楊的說法更早，描述更準確。