司南及其对航海的影响

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1、指南针及其对航海技术影响信息学院708班李鹏学号：200728260525002指南针，据史料记载，在战国时已有用天然磁铁矿琢磨成的指南针，称为司南，即为指南针的前身。最早记载见于《韩非子·有度》，其著作年代约在公元前3世纪。指南针的发明是我国人民在科技领域的伟大创造。它对今后的航海技术产生了极大的影响。磁现象的发现先秦时代我们的现任已经积累了许多磁方面的认识，在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是Fe3O4）。这些发现很早就被记载下来。《管子》中早有记载：“山上有磁石者，其下有金铜。”其他古籍如《山海经》

2、中也有类似记载。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。”古时人称磁为“慈”，把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。古时人们也发现磁的两极铁性，并应用于生活之中，指南针就是其引申而出的。指南针的起源谈到指南针的起源就得上推至战国时代，当时有一种称为「司南」的指南器具，那就是指南针的雏形。在战国时代，采玉的工人四处去采玉时，往往需要带著「司南」以帮忙指引方向。至于「司南」究竟形状、使用方法为何，依据东汉王充在《论衡》一书中的叙述，它应该是以一块天然的磁石仔细雕琢成勺子的形状，南极位在

3、勺子的长柄，在雕琢过程中还需使勺子的重心刚好在底部中心，再加上由「四维」（即乾、坤、巽、艮）、「八干」（即今之天干）、「十二支」（即今之地支）组成二十四向而雕刻其上的底盘。其使用方法，则是先把底盘放正，再把「司南」放上让其旋转，一旦「司南」停止，长柄所指之处就是南方。但司南也有许多缺陷，天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱，而且它与底盘接触处要非常光滑，否则会因转动摩擦阻力过大而难于旋转，无法达到理想的指南的效果，而且司南的体积和重量不方便携带，这也是阻碍其广泛应用的主要原因之一。

4、显存的司南模型是已故科技考古学家王振铎先生根据王充《论衡·是应篇》中“司南之杓，投之于地，其柢指南”这句话，设计了司南复原模型，为中国国家博物馆收藏。而后国家博物馆研究员孙机发表论文指出，司南并非一种勺形磁性指向器，在我国古代司南其实指的是“司南车”或“指南车”。“司南之杓”，还是“司南之酌”？但争论还是没有定论，由于中国古代科技史是没有系统的科学研究，而是根据一些文献资料，着重于训诂研究，只是希望能有更多的人对此进行研究，从而真正地探究出古代司南为何物。我们暂且还是按照主流的看法来看待司南。指南针的发明指南针的发

5、明并无确切的时间及发明者出现，东晋的崔豹在《古今注》中提到之指南鱼，北宋曾公亮的《武经总要》中也曾提及在行军时用指南鱼来帮助辨别方向，“用薄铁叶剪裁，长而寸，阔五分，首尾锐如鱼型，置炭火中烧之，侯通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时，置于水碗于无风处放平，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”这一种人工磁化的方法，它利用地球磁场磁化铁片，烧红的铁片中分子由于高温极其活跃，会按照地球磁场的方向排列，达到磁化的目的。蘸水可以使分子排列很快固定，鱼尾略向下倾斜可增大其磁化强度。人工磁化

6、的发明，对指南针的应用和发展起了重大的作用。北宋的沈括在《梦溪笔谈》一书中，更记载往后对于指南针的制作方法、及世上最早发现磁偏角、人工磁化制作指南针这三件关于指南针的相关记载，除了记录下当时发展，沈括更把制作方法加以比较出优劣，成为了解当时指南针发明的最佳参考资料。同时也记载了摩擦法磁化的方法制作指南针。关于磁针的装置方法，沈括介绍四种方法：1.水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。2.碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。3.指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面，由于指甲面光滑

7、，磁针可以旋转自如，指示方向。4.缕悬法——在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。沈括认为，水浮法的最大缺点，水面容易晃动影响测量结果，碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，转动灵活，但容易掉落。他比较推崇缕悬法，他认为这是比较理想而又切实可行的方法。实际上这四种方法已经归纳了迄今为止指南针的两大体系——水针和旱针。指南针的发展一般谈到指南针的发展，就让人立刻联想到罗盘。所谓罗盘指得是磁针和方位盘的相结合，它又称为罗经盘，我国在南宋时代就出现了，当时称为地螺。罗盘依照磁针在方位盘的放置

8、方法而分为水针和旱针两种，两者分述如下：l水针出现年代：宋代制作方式：磁针用水浮法放在方位盘上史书证明：徐竞所著之《宣和奉使高丽田经》和《事林广记》中所称之指南鱼l旱针出现年代：宋末元初制作方式：不用水浮法者即是通过其他方法使磁针任意转动，来确定方向史书证明：《事林广记》中所称之指南龟指南针对中国古代航海的影响我国幅员辽阔，海岸线很长，不但是一个大陆国家，而