古代人民发明和应用指南针的故事

古代人民发明和应用指南针的故事
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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.
再问： 能短一点吗？
再答： 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”宋代科学家沈括说用天然磁石摩擦钢针，使之磁化成为磁针这就是指南针，可以指南,后来又发展成磁针和方位盘联成一体的罗经盘,即罗盘