第1个回答 2011-06-02
中国古代四大发明之一。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,有多种形体。战国时期,已发现磁石吸铁的现象,并用天然磁石制造了“司南”此后,经过长时期的实践,人们发现人工磁化的方法,造成更高一级的磁性指向仪器。宋代科学家沈括首先记载了地磁偏角,说用天然磁石摩擦钢针,使之磁化成为磁针,可以指南,而常微偏东,并介绍了四种支挂磁针的方法:一是浮于水面,二是放在指甲上,三是放在碗沿上,四是线缕悬挂。宋军中配备指南鱼,是将薄铁叶剪成鱼形而磁化,用于阴天和黑夜判断行军方向。后来又发展成磁针和方位盘联成一体的罗经盘,即罗盘。曾三异在《因话录》中记载当时有“地螺”,“或有子午正针,或用子午、丙壬间缝针”。这种地罗还是一种水罗盘。当时,阴阳家用地罗看风水。在清丈田地和判决土地诉讼时,也使用地罗。据《萍洲可谈》、《宣和奉使高丽图经》、《诸蕃志》和《梦粱录》记载,至晚在北宋后期,指南针已用于航海,南宋时,使用“针盘”导航。这种针盘还使用“浮针”,这对于海上交通的发展,中外经济文化交流,起了极大作用。 最早的“指南针” 战国时代,我国人民利用磁铁造成了一种指示方向的工具,叫“司南”。“司南”就是指南的意思。 司南的形状和现在的指南针完全不同。它是根据我国古代的勺子的形状制成的,很象我们现在用的汤匙。 司南是怎样制成的呢?根据专家们的研究,司南大约是把整块的天然磁铁,轻轻地琢磨成勺子的形状,并且把它的S极琢磨成长柄,使重心落在圆而光滑的底部正中。司南做好以后,还得做一个光滑的底盘。使用的时候,先把底盘放平,再把司南放在底盘的中间,用手拨动它的柄,使它转动。等到司南停下来,它的长柄就指向南方,勺子的口则指向北方。司南的底盘是用青铜做的,有的是个涂漆的木盘,青铜和漆器都比较光滑,磨擦的阻力比较小,司南转动起来很灵活。这种底盘内圆外方,四周还刻有表示方位的格线和文字。现在的出土文物中,就有这样的铜盘和涂漆的木盘;还有东汉时候的一幅石刻,刻着一个小勺子放在一个小方台上,有人认为这就是司南。 司南是世界上最早的“指南针”。司南必须放在光滑的底盘上旋转,底盘还必须放平,否则就会影响它指南的作用,甚至会使它从底盘上滑下来。因此,人们发明司南以后,又继续不断地研究改进指南的工具。 指南鱼 公元九六零年,宋太祖建立宋朝,结束了五代十国时期的封建割据局面。北宋时候,农业、手工业和商业都有了新的发展。在这个基础上,我国的科学技术获得了辉煌的成就。宋朝时候,我国在指南针的制造方面,跟造纸法和印刷术一样,也有很大的发展。 大约在北宋初年,我国又创制了一种指南工具——指南鱼。 当时有一部有名的军事著作,叫《武经总要》,其中说:行军的时候,如果迂到阴天黑夜,无法辨明方向,就应当让老马在前面带路,或者用指南车和指南鱼辨别方向。《武经总要》这部书是在北宋仁宗庆历四年(公元一零四四年)以前写成的。这就是说,在那个时候,我国已经有指南鱼,并且把它应用到军事方面去了。 指南鱼用一块薄薄的钢片做成,形状很象一条鱼。它有两寸长、五分宽,鱼的肚皮部分凹下去一些,使它象小船一样,可以浮在水面上。 钢片做成的鱼没有磁性,所以没有指南的作用。如果要它指南,还必须再用人工传磁的办法,使它变成磁铁,具有磁性。 关于怎样进行人工传磁,《武经总要》没有明白的记载,但是它指出,指南鱼要用“密器收之”,也就是说,要拿一个密封的合子藏起来。根据这一点来看,当时的人工传磁法大约是这样的:把钢片做的鱼和天然磁铁放在同一个密封的 合子里,使它们接触,时间久了,钢片做的鱼就也会具有磁性,变成磁铁。 原来,不管磁化或者没有磁化的钢铁里面,每一个分子都是一根“小磁铁”。没有磁化的钢条,它的分子毫无次序地排列着,“小磁铁”的磁性都互相抵消了。磁化了的钢条,所有的“小磁铁”都整整齐齐地排列着,同性的磁极朝着一个方向,不用说,整个钢条就具有磁性了。如果拿一块磁铁,紧紧擦着一根没有磁化的钢条,老是从这一头向另一头移动,那么,由于磁铁的吸力,普通钢条中的分子也都顺着一个方向排列起来,这样,就完成“传磁”的工作了。《武经总要》上讲到的“密器收之”,可能就是指这种人工传磁方法。 我国人民发明用人造磁铁做指南鱼,这是一个很大的进步。这说明我国人民在九百多年前就已具有相当丰富的磁铁知识了。 使用指南鱼,比使用司南要方便,它不需要再做一个光滑的铜盘,只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平,也不会影响指南的作用,因为碗里的水面是平的。而且,由于液体的摩擦力比固体小,转动起来比较灵活所以它比司南更灵敏,更准确。当时不但有钢片做的指南鱼,还有用木头做的指南鱼和指南龟。 这种木头指南鱼和指南龟,很可能是一些懂得方术的方士创造的,做成以后只是用来变戏法。本回答被网友采纳
第2个回答 2018-08-04
指南针又称司南,主要组成部分是一根装在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极指向地理的北极,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。物理上指示方向的指南针的发明由三部件组成,分别是司南、罗盘和磁针,均属于中国的发明。据《古矿录》记载最早出现于战国时期的磁山一带。
指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果。作为中国古代四大发明之一,它的发明对人类的科学技术和文明的发展,起了无可估量的作用。在中国古代,指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。
11世纪末或12世纪初,中国船舶开始使用指南针导航。北宋《萍州可谈》:“舟师(掌舵者)识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”指南针应用在航海上,是全天候的导航工具,弥补了天文导航、地文导航之不足,开创了航海史的新纪元。
由阿拉伯人传入欧洲,为后来欧洲航海家的航海活动创造了条件。本回答被网友采纳
第3个回答 2011-06-02
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,终于发明了可以实用的指南针。
指南针辗转传入欧洲后在航海大发现中发挥出不可替代的作用。但科学史家清楚,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。那么,中国发明指南针后对指南针理论作过什么样的探讨?吉尔伯特的理论是否及时传到了中国?明末清初的“西学东渐”,又对我国指南针理论的发展有过哪些影响?上海交通大学科学史与科学哲学系教授关增建从2003年起开始着手研究这些基本上还是空白的问题。
“中国最早的指南针理论,是建立在阴阳五行学说基础上的‘感应说’。”关增建介绍,11世纪中叶时我国大科学家沈括还对指南针感到匪夷所思,他的《梦溪笔谈》介绍了指南针的人工磁化方法、磁偏角的发现和指南针的架设方法,但对指南针为什么会指南却没有一点概念——“磁石之指南……莫可原其理!”随后,文人学者们从阴阳五行学说出发,结合当时人们对大地形状的认识,提出各种指南针理论。例如,最晚成书于宋代的《管氏地理指蒙》,首先提出如下逻辑:
“磁针是铁打磨成的,铁属金,按五行生克说,金生水,而北方属水,因此北方之水是金之子。铁产生于磁石,磁石是受阳气的孕育而产生的,阳气属火,位于南方,因此南方相当于磁针之母。这样,磁针既要眷顾母亲,又要留恋子女,自然就要指向南北方向。”
关增建表示,从近代物理学的观点来看,“蒙氏理论”完全异想天开,但从事物的属性出发解释其行为,在东西方科学史上都是常用的做法。我国古代阴阳学说昌盛,用阴阳学说阐释指南针指南及“常微偏东”的原理,是再自然不过的事情。特别是,该理论认为磁石不同端面有不同属性,它们决定磁针的指向,这种说法很容易启发人们发现磁石的两极,并进一步联想到磁极与磁针指向之间的关系,从而为正确认识这一问题找到可能的途径。
南宋人的指南针原理,仍认为“指南针之所指,即阳气之所在”,只是围绕磁偏角现象,立论依据更多转向地理方位的坐标系统——中国古人认为地是平的、大小有限,这样地表面必然有个中心,过该中心的那条子午线就是唯一的南北方向。南宋人曾三异等认为,一旦测量地点不在这条南北线上,指南针所指向自然“少偏”。到明代,有人假托南唐人著作指出,指南正针由大地方位系统决定,而偏角则由天体方位划分系统所决定。关增建认为,这种说法“体现了传统指南针理论在阴阳感应学说和磁偏角的存在这一矛盾面前所表现出来的窘迫”。
明万历年间(公元1573~1620年),传教士来华,带来西方的指南针理论、地球学说以及相关科技知识。受其影响,中国学者开始从新的视角探讨指南针理论问题,在此过程中,阴阳五行的作用不断淡化,力学角度的分析不断增加,但吉尔伯特1600年提出的科学理论连西方学界都没统一,更谈不上入主东土。传教士中,1658年抵华的比利时耶稣会士南怀仁的指南针理论最系统,但他认为决定磁针指向的是地球的地理南北两极本身,理论仍然局限在古代科学的范围,而不像吉尔伯特认识到地球本身存在一个磁体。南怀仁理论在中国影响深远,直到19世纪中叶,我国仍有学者用它解释指南针问题。而此时,清末来华的传教士已开始着手把西方近代磁学知识介绍给中国了。
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。