關(guān)于指南針

指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。又稱指北針。指南針的前身是中國古代四大發(fā)明之一的司南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉(zhuǎn)動的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的北極，利用這一性能可以辨別方向。常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面。同名的還有樂隊名稱以及電影名稱。
中國是世界上公認(rèn)發(fā)明指南針的國家。指南針的發(fā)明是我國漢族勞動人民在長期的實踐中對物體磁性認(rèn)識的結(jié)果。由于生產(chǎn)勞動，人們接觸了磁鐵礦，開始了對磁性質(zhì)的了解。人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石吸引鐵的性質(zhì)，后來又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。經(jīng)過多方面的實驗和研究，終于發(fā)明了實用的指南針。最早的指南針是用天然磁體做成的，這說明中國漢族勞動人民很早就發(fā)現(xiàn)了天然磁鐵及其吸鐵性。據(jù)古書記載，遠在春秋戰(zhàn)國時期，由于正處在奴隸制社會向封建社會過渡的大變革時期，生產(chǎn)力有了很大的發(fā)展，特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更是興盛發(fā)達，因而促使了采礦業(yè)、冶煉業(yè)的發(fā)展。在長期的生產(chǎn)實踐中，人們從鐵礦石中認(rèn)識了磁石。 最早的指南針是司南。
　　公元前7世紀(jì)成書的《管子·地數(shù)》中就記載：“上有磁石者，下有銅金”。意思說，如果山上有磁石時，山里就藏有鐵礦。地理名著《山海經(jīng)》中，也曾記載“題灌山中多磁石”?！端?jīng)注》里記載了秦國阿房宮前面，用磁石制成大門，防避有人進宮謀刺暗殺，如壞人暗披盔甲、暗藏兵器入宮，就會被門吸住而被發(fā)現(xiàn)，這說明人民很早就發(fā)現(xiàn)了磁石的吸鐵性，并加以利用了。
　　在長期的生產(chǎn)斗爭中，我國漢族勞動人民進一步利用磁體的指極性，制成指示方向的機械，這就是指南針。這在《韓非子·有度篇》中和《鬼谷子》一書中都有記載。在《鬼谷子》中記載說，鄭國人到深山密林中去采集玉石時，為了不迷失方向，帶著“司南”。這“司南”就是指南針這種機械。東漢王充在《論衡》中描述過“司南”，它象只水勺， 指南針圖一用天然磁石磨制面成，勺底為球面體，勺呈橢圓狀，勺柄通體漸漸縮成柱狀。為了確定方向，還配有一個“地盤”，它是銅質(zhì)或涂漆木制盤，中央是平滑圓槽，形狀可能是內(nèi)圓外方，框上刻劃出定向的刻度，用“干”、“支”（即甲、乙、丙、丁……和子、丑、寅、卯……）以及八卦等表明二十四方位。將會投于地盤中央時，它的柄部就會大體停止在指南的方位上。以上可知司南是現(xiàn)代指南針（磁羅盤）的體型。“指南”是張衡在《東京賦》中第一次提出來的，以后經(jīng)過魏晉、南北朝、隋、唐，直到宋代經(jīng)過一千多年才逐漸發(fā)展起來了。宋代杰出的科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中，對指南針發(fā)展的當(dāng)時狀況作了詳盡的論述。當(dāng)時在生產(chǎn)和科學(xué)實驗發(fā)展的推動下，特別是航海事業(yè)和外貿(mào)的興起擴大下，指南針逐步發(fā)展起來。沈括總結(jié)了勞動人民在實踐在創(chuàng)造的四種指南針的裝置方法。第一種是水浮法，將磁針浮于水面進行指南，雖然比較平穩(wěn)，但容易動蕩不定；第二種是指甲旋定法，將磁針置于指甲上，轉(zhuǎn)動靈活，也容易滑落；第三種是碗唇旋定法，將磁針置于碗口邊上，轉(zhuǎn)動較靈活，但易滑落；第四種是縷旋法，用蠶絲將磁針懸掛起來，可達到轉(zhuǎn)動靈活而又穩(wěn)定。他還記載了人工授磁方法即“以磁石磨針鋒，則能指南”。這種用人工制成磁體，是一個巨大的進步。此外，還曾制出過“指南魚”、“旱針”、“水針”。旱針、水針這兩種指南針，成為近代指南針（羅盤針）的基本結(jié)構(gòu)原理奠定了基礎(chǔ)。沈括在研究指南針的過程中，還總結(jié)和發(fā)現(xiàn)了地磁有偏角存在。也就是說，指南針指示的方向，“常微偏東，不全南也”。這是我國對地磁學(xué)做出的偉大貢獻。