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指南針是誰發(fā)明的
指南針是人類歷史上一個(gè)偉大的發(fā)明，那么“指南針是誰發(fā)明的？”，所以國美小編總結(jié)了指南針的相關(guān)信息，此刻分享給大家。
什么是指南針
指南針，古代叫司南，主要組成部分是一根裝在軸上的磁針，磁針在天然地磁場的作用下可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)并保持在磁子午線的切線方向上，磁針的南極指向地理南極(磁場北極)，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。物理上指示方向的指南針的發(fā)明有三類部件，分別是司南、羅盤和磁針，均屬于中國的發(fā)明。據(jù)《古礦錄》記載最早出現(xiàn)于戰(zhàn)國時(shí)期的磁山一帶。
指南針是中國古代勞動(dòng)人民在長期的實(shí)踐中對(duì)磁石磁性認(rèn)識(shí)的結(jié)果。作為中國古代四大發(fā)明之一，它的發(fā)明對(duì)人類的科學(xué)技術(shù)和文明的發(fā)展，起了無可估量的作用。在中國古代，指南針起先應(yīng)用于祭祀、禮儀、軍事和占卜與看風(fēng)水時(shí)確定方位。
發(fā)展史
戰(zhàn)國時(shí)期，人們發(fā)明了指南針的前身——司南；
晉、南北朝時(shí)期，將司南的勺狀磁石改為磁針；
唐代末期，人們在司南的基礎(chǔ)上發(fā)明了水羅盤；
北宋時(shí)期，出現(xiàn)了指南魚；
南宋時(shí)期，出現(xiàn)了旱羅盤；
元代時(shí)，水羅盤和旱羅盤傳入了西方；
明后期、清初時(shí)期，西方改造后的旱羅盤傳入中國，出現(xiàn)了中西合璧式旱羅盤。
司南——指南針的前身
大家聽說過司南嗎？它便是指南針的前身，它出現(xiàn)在距今2000多年的戰(zhàn)國時(shí)期，而在漢代得到進(jìn)一步發(fā)展。要使司南得以發(fā)明，首先需要發(fā)現(xiàn)磁石以及磁石的指極性，在戰(zhàn)國時(shí)的史書中就有記載磁石可以吸鐵的，后來人們也發(fā)現(xiàn)了磁石的指極性，并由此原理制成了司南。司南看上去是一個(gè)方盤，方盤上標(biāo)有方位。中間放一勺狀磁石，撥動(dòng)磁勺，讓其自由旋轉(zhuǎn)后靜止下來，勺柄所指的方向就是南方。利用磁石指極性發(fā)明的司南，從戰(zhàn)國一直到南北朝還在不斷應(yīng)用和發(fā)展。
司南的改進(jìn)
但是以天然磁石制成的司南，由于磁勺是琢磨而成的，這樣一來磁勺的磁性有所減弱。同時(shí)磁勺與方盤之間還存在著摩擦力，所以司南的靈敏性不夠。而且磁勺也不會(huì)固定在盤心，每次使用的時(shí)候都需要手動(dòng)撥動(dòng)磁勺，讓其轉(zhuǎn)動(dòng)，然后定向。這樣的方法在顛簸狀態(tài)下使用起來不太方便，甚至沒辦法定向了。
到了晉、南北朝時(shí)期，人們注意到了磁石可以吸引鐵針，并且也可以使鐵針磁化，他們便試圖將司南的勺狀天然磁石改為磁針，這樣便實(shí)現(xiàn)了磁體在材料和形態(tài)上的改進(jìn)。司南原來是方形地盤，當(dāng)其勺狀磁石改為磁針時(shí)，圓形地盤便取代了方形地盤，這樣更加適合磁針的指向需要。
但是磁針直接放在地盤上時(shí)是不能自由旋轉(zhuǎn)的，所以如果要用磁針來代替勺狀磁石，那么還是需要考慮怎樣使磁針在地盤中心自由旋轉(zhuǎn)，使其定向。古人們也想出了多種方法去解決這個(gè)問題
第一種方法：懸針法。將磁針用細(xì)線于無風(fēng)的地方懸在地盤上，讓其自由旋轉(zhuǎn)，然后定向。人們發(fā)現(xiàn)這種方法是可行的，但是容易受風(fēng)的影響，會(huì)不停擺動(dòng)，也還是不能在顛簸狀態(tài)下使用。人們把磁針改造成蝌蚪形或者魚形薄片。這種方法在晉朝和南北朝時(shí)確實(shí)用過。
第二種方法：浮針法。將司南的中心圓做得凹下去，里面盛滿水，然后讓小磁針浮在上面，使其定位。正如我國科技史研究學(xué)者潘吉星教授的論斷，這種方法解決了磁針在地盤上的投放問題，這是對(duì)司南革命性的改進(jìn)。按照這種方法制造的指南裝置其實(shí)在北宋的文獻(xiàn)中也有所記載，也就是水羅盤的原理，但是其實(shí)在唐代時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)這種指南裝置了。
第三種方法：支軸法。將磁針利用樞軸支撐起來，讓其自由旋轉(zhuǎn)，從而可以定向。這是宋朝時(shí)才出現(xiàn)的方法。
指南針的發(fā)明及進(jìn)化
到了唐代末期，出現(xiàn)了風(fēng)水學(xué)上用的水羅盤，但是其構(gòu)造和早期的司南很不一樣，主要由可轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針和刻度盤組成，所以可以算得上是一項(xiàng)發(fā)明。而且在唐代時(shí)人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了磁偏角，也就是磁針靜止時(shí)，磁針并不是指向地球的地理北極，而是與真正的地球北極有一定的夾角，這個(gè)角就是磁偏角。
到了北宋時(shí)，北宋大臣曾公亮描述了一種指南魚的做法。用魚形的人工磁體代替了指南魚，其做法是將薄鐵片做成魚形，將魚首和魚尾都做得尖尖的，然后將其加熱到很高的溫度。取出后將其按照南北磁極朝向放置，使魚頭向南，魚尾向北，馬上放入冷水中，這樣鐵片便成了磁體。然后將這條磁魚放在水碗狀容器里面，便可使其指示方向。
北宋海陸旅行時(shí)，人們用的就是水羅盤，它有兩種形式，只是磁體磁化方式的不同，一種是曾公亮描述的方法，一種則是將鐵針與磁石摩擦的方法。這兩種形式的指南針在北宋得到廣泛使用，并且也傳到了國外。水羅盤一直沿用到了明清時(shí)代。而在北宋時(shí)，將指南針用于航海方面的記錄也多了起來，所以中國比西方使用航海羅盤早100多年的歷史。
南宋時(shí)人們也會(huì)使用一種旱羅盤，原理就是將磁針用銅釘支撐在上面，使其自由旋轉(zhuǎn)定向。因?yàn)闊o須用水，所以叫做旱羅盤。但旱羅盤的起源其實(shí)應(yīng)該追溯到兩宋之際。所以宋代指南針有水羅盤、旱羅盤兩種形式，水羅盤制造簡便，磁體有針狀磁體和魚形狀磁體兩種，但是它們定向不穩(wěn)，容易漂浮。旱羅盤制造較為精細(xì)，一律是用磁針的，它們定向也比較穩(wěn)定。
指南針傳入西方
到了元代，中國的水羅盤、旱羅盤傳入西方，西方人對(duì)旱羅盤進(jìn)行了改造。明清時(shí)代，用的水羅盤較多，磁體多為針狀。清初以后，因?yàn)槲鞣礁脑旌蟮暮盗_盤也進(jìn)入了中國，所以中西方制造指南針的技術(shù)進(jìn)行了相互融合，出現(xiàn)了中西合璧式旱羅盤，這種旱羅盤由于使用方便并且靈敏，便流行起來。而這種旱羅盤和現(xiàn)代羅盤儀比起來也相差無己了。
指南針開啟探索之旅
有了指南針后，人類探索未知世界的愿望便得以實(shí)現(xiàn)了。北宋時(shí)，將指南針用于航海的記載便多了起來，宋元時(shí)期都有許多的航海記錄，到了明代就出現(xiàn)了我們所熟悉的鄭和下西洋的故事，才出現(xiàn)了后面的哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸、麥哲倫環(huán)球旅行的故事。
我們還要接著聊一下鄭和下西洋的故事，因?yàn)檫@是中國航海事業(yè)上的一個(gè)偉大壯舉，更是世界航海事業(yè)上的偉大壯舉。鄭和于1405年至1433年間先后統(tǒng)率由百余艘遠(yuǎn)洋帆船和27000多名船員和官兵組成的龐大船隊(duì)七下西洋，足跡遍及亞非30余國，這是人類第一次大規(guī)模走向遠(yuǎn)洋的空前壯舉。他平均每4年要航海一次，而且每次航海往返還要約兩年呢，他在28年里差不多有一半的時(shí)間都在航海中度過了。而且最近很有趣的一個(gè)新聞是，美國學(xué)者發(fā)現(xiàn)美洲新大陸居然是我們中國人發(fā)現(xiàn)的，而且這個(gè)中國人極有可能就是鄭和，并且人家還有考古學(xué)證據(jù)呢！
按磁針指極性原理所做的指南針
現(xiàn)代指南針
到了現(xiàn)代社會(huì)，我們已經(jīng)很少用到上面所說的磁針指極性原理所做的指南針了。就算是需要用到指南針，我們現(xiàn)在也多用電子指南針了。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)能夠研制出結(jié)合了多種消除誤差技術(shù)和抗干擾技術(shù)的電子指南針。電子指南針內(nèi)部結(jié)構(gòu)是固定的，沒有動(dòng)來動(dòng)去的小磁針等可移動(dòng)部件。而且它們可以簡單地和其它電子系統(tǒng)接口，因此可代替舊的磁指南針。電子指南針具有較高的精度和較強(qiáng)的穩(wěn)定性，所以它們也得到了廣泛運(yùn)用。
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)
談到現(xiàn)代社會(huì)的導(dǎo)航定位，不得不說一下我們文章開頭說到的GPS系統(tǒng)（Global Positioning System的縮寫），也就是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用于我們的生產(chǎn)生活中。生活中的車載定位系統(tǒng)、手機(jī)地圖定位導(dǎo)航都會(huì)借助它，它與我們的生活可是緊密相關(guān)啊，甚至許多人去不熟悉的地方都要依賴導(dǎo)航定位系統(tǒng)了。
現(xiàn)在全球其實(shí)是有四大衛(wèi)星定位系統(tǒng)，美國的GPS系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)、歐盟的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和我們中國的北斗系統(tǒng)。這里需要特別介紹一下我們中國的北斗系統(tǒng)。隨著2003年第3顆“北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星”的成功發(fā)射，它與前兩顆“北斗一號(hào)”工作衛(wèi)星組成了中國完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，標(biāo)志著中國已建立了完善的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其定位精度20米，基本可以滿足運(yùn)輸、漁業(yè)、林業(yè)、氣象、電信、水利、測繪等行業(yè)以及大眾用戶的應(yīng)用需求[3]。今年7月25日，我國又成功發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，使北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星總數(shù)增加到了19枚[4]。
未來幾年內(nèi)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)將進(jìn)入新的階段，四大衛(wèi)星定位系統(tǒng)90余顆導(dǎo)航衛(wèi)星并存，到那時(shí)候?qū)崟r(shí)定位的精度達(dá)到1到5米也不再是件難事了。
最原始的指南針
早在兩千多年前的戰(zhàn)國時(shí)期，人們利用磁石指示南北的特性制成了指南工具──司南。但是，戰(zhàn)國時(shí)期的司南是什么樣貌無法考證。
據(jù)1982年3月，《光明日?qǐng)?bào)》報(bào)道：磁山（在今河北省邯鄲市武安）是我國四大發(fā)明之一指南針的發(fā)源地。據(jù)《古礦錄》記載：《明史地理志》稱：“磁州武安縣西南有磁山，產(chǎn)磁鐵石�！庇帧睹饕唤y(tǒng)治》稱：“磁州武安縣西南有磁山，產(chǎn)磁鐵石�！庇帧豆诺V錄》記載：《明一統(tǒng)治》稱：磁山，在縣西南30里，土產(chǎn)礦石，州名取此。磁山，指南針的故鄉(xiāng)。
典籍記載有關(guān)指南針的事情和典籍作者，全都在古代邯鄲為中心的燕趙文化區(qū)域內(nèi)；在可考典籍范圍內(nèi)記載的中國古代指南針，全都是用天然磁石磨制而成；且根據(jù)先秦典籍記載，產(chǎn)天然磁石的只有武安磁山（今河北省邯鄲市武安）。在春秋戰(zhàn)國時(shí)期有可能制造司南的地方，只能在以邯鄲為中心的燕趙文化區(qū)域內(nèi)，武安極有可能就是指南針的故鄉(xiāng)。
《中國歷史》課本插圖──“司南”，是根據(jù)中國歷史博物館展品“漢代司南模型”繪制的。這個(gè)模型是后人根據(jù)史書記載以及地下出土的漢代地盤實(shí)物制成的。地盤是青銅做成的，內(nèi)圓外方，中心圓面磨得十分光滑，以保證勺體指示方向的準(zhǔn)確性。中心圓外圍依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共計(jì)二十四個(gè)方位。地盤中心的小勺是用整塊的天然磁鐵磨成的，磁鐵的正極磨成司南的長柄，勺頭底部是半球面，十分光滑。使用時(shí)先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動(dòng)勺柄，使它轉(zhuǎn)動(dòng)，等到司南停下來，勺柄所指方向就是南方。這種勺形司南直到八世紀(jì)時(shí)仍在應(yīng)用。
到了宋代，勞動(dòng)人民掌握了制造人工磁體的技術(shù)，又制造了指南魚。指南魚是把薄鋼片剪成魚形，長二寸，寬五分，魚的肚皮部分凹下去，使魚象船一樣能浮在水面上。然后加熱并沿子午線方向淬火使之被地磁場磁化（詳見上指南魚部分）。這種人工傳磁方法制成的指南魚比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南魚放在水面上就能辨別方向了。經(jīng)過長期的改善，人們又把鋼針在天然磁體上摩擦，鋼針也有了磁性。這種經(jīng)過人工傳磁的鋼針能夠說是正式的指南針了。沈括在他的《夢溪筆談》中提到他對(duì)指南針的用法做過四種試驗(yàn)，即水浮法、縷懸法、指甲法和碗唇法�！八》ā笔前阎改厢樂旁谟兴耐肜�，使它浮在水面上，指示方向�！翱|懸法”就是在磁針中部涂上一些蠟，上方粘一根絲線，把絲線懸在木架上，針下安放一個(gè)標(biāo)有方位的圓盤，靜止時(shí)鋼針就指示南北�！爸讣追ā本褪前唁撫樂旁谑种讣酌嫔希p輕轉(zhuǎn)動(dòng)，由于手指甲的光滑，磁針就和司南一樣也能發(fā)生指南作用。“碗唇法”是把磁針放在光滑的碗邊上，轉(zhuǎn)動(dòng)磁什，便和指甲法一樣發(fā)生指南作用。沈括經(jīng)過精密的觀察實(shí)驗(yàn)，還發(fā)現(xiàn)磁針指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和東南，這種發(fā)此刻科學(xué)上叫磁偏角。
名稱來源
最早在戰(zhàn)國時(shí)期《韓非子》一書中，就記載了指南針的原型——司南，“先王立司南以端朝夕”；并在東漢王充《論衡》中便記述了司南的具體形制，“司南之杓，投之于地，其柢指南”。
且，指南針不但最早為中國發(fā)明，并隨后演變成羅盤并應(yīng)用于航海事業(yè)上。北宋朱彧所著《坪洲可談》一書中，最早記載了航海中使用指南針的狀況，“舟師識(shí)地理，夜則觀星，晝則觀日，隱晦觀指南針”。其后，南宋福建路市舶司(當(dāng)時(shí)管理對(duì)外貿(mào)易的政府機(jī)關(guān))提舉趙汝適在所著《諸蕃志》中提到，“舟舶來往，惟以指南針為則，晝夜守視惟謹(jǐn)，毫厘之差，勝似系焉”。
就在這一時(shí)期（北宋末南宋初，約為1180年左右），中國的指南針(或者說羅盤)透過阿拉伯商人傳入歐洲。此后，羅盤在世界航海事業(yè)上被廣泛應(yīng)用，因此才有15世紀(jì)-16世紀(jì)歐洲人的世界地理大發(fā)現(xiàn)。這一切，按照中國官方的歷史教科書來看，由于這一淵源關(guān)系，歐洲人的指南針亦是應(yīng)來“指南”。
之后查了一下大英百科全書和中國大百科全書中的指南針詞條，才發(fā)現(xiàn)事情遠(yuǎn)非“指南”一說這么簡單。
在大英百科全書中，有兩個(gè)不一樣的詞條來解釋：
第一個(gè)詞條為“direction determinants”，即方向指定儀器，解釋如下：“中國古代四大發(fā)明之一，有磁指南和機(jī)械指南兩種，磁指南發(fā)明于公元前3世紀(jì)，稱為‘司南’……機(jī)械指南儀器為指南車，約在3世紀(jì)發(fā)明……”
第二個(gè)詞條為“pass”，譯為“羅盤”，即通常好處上用于航海的指南針。解釋如下：“航�；蚩睖y時(shí)在地球上使用的基本測向儀器，……最老、最常用的羅盤為磁羅盤，……12世紀(jì)，顯然中國和歐洲的航海家都各自發(fā)現(xiàn)，一塊天然磁石，一種自然界存在的磁性礦石，漂在水中木棒上時(shí)總是指向北極星方向……”
兩個(gè)詞條其實(shí)是對(duì)指南針作了區(qū)分。一種是在陸地上、較簡單的指南儀器，源于中國司南(也就應(yīng)僅僅使用于出產(chǎn)在中國的指南針)，另一種是用于航海和勘測上、較專業(yè)的指北儀器，歐洲和中國同時(shí)出現(xiàn)，無先后之分。
分歧就這么出來了，比較這兩個(gè)詞條，發(fā)現(xiàn)大英百科全書似乎把“中國是最早發(fā)明指南針”這一說法完全給推倒了，因?yàn)樵跉W洲歷史上，羅盤才是真正的“指南針”，并在歐洲人發(fā)現(xiàn)新大陸、爭霸海權(quán)和開拓殖民地等近現(xiàn)代歷史的決定性事件中，與火炮和航海術(shù)一樣扮演了功不可沒的主角。對(duì)“中國古老的指南針”不但否定，而且用了兩個(gè)不一樣的詞條加以區(qū)分。
在中國大百科全書中，也有指南針和羅盤(磁羅盤)兩個(gè)詞條，但不論是對(duì)指南針的解釋，還是對(duì)羅盤的解釋，都最終追溯了到戰(zhàn)國的“司南”，這兩種不一樣的指向儀器是同源關(guān)系，而沒有像歐洲觀念中區(qū)分的如此涇渭分明。
因此，康熙的說法和佩雷菲特對(duì)其的嘲笑便有了答案——顯然，康熙認(rèn)同指南針和羅盤同出一源，用來指南，而作者佩雷菲特則按西方人的觀念，認(rèn)為指南針顯然就應(yīng)是羅盤；佩雷菲特則認(rèn)為，羅盤是歐洲人自我發(fā)明的，與中國的“司南”沒有必然聯(lián)系，羅盤用來指北，而中國的司南則用來指南。這似乎是一種不一樣文化背景上的誤解。當(dāng)然，羅盤和“司南”到底什么關(guān)系，還是各有各的說法。
此外，佩雷菲特對(duì)康熙固執(zhí)地認(rèn)為指南針用來指南作了解釋。他認(rèn)為，康熙之所以認(rèn)為指南針用來指南，是因?yàn)樵谥袊糯幕校鲜撬膫�(gè)方位中最尊貴的方位，皇帝的御座、宮殿、陵墓，寺廟，甚至紫禁城，一切尊貴的建筑物都朝向南方。他繼續(xù)寫道，“雖然皇帝是來自北方的滿人，他的論據(jù)卻是始料不及的：‘在北方，一切活動(dòng)在凋萎，在衰亡。吸引磁針的力量怎樣可能來自北方呢？’……‘力量、精氣和繁榮都在南方’”。
聽佩雷菲特一說，似乎也不無道理。但，中國史書上對(duì)司南的記述確實(shí)為“其柢指南”，并沒有因?yàn)橹蟆澳稀弊兂闪艘环N皇帝尊貴的象征才改的方向。這位曾先后六次訪問中國的法蘭西學(xué)院院士，用這種說法來解釋康熙認(rèn)為指南針指南是合理的這一固執(zhí)的想法，到底算是對(duì)中國文化的理解，還是誤解呢？
中國人認(rèn)為指南針指南，歐洲人認(rèn)為指南針指北，皆合理。因?yàn)榇丝痰闹改厢槥槔庑�，指針兩頭均衡，并非如“司南”只有一個(gè)杓柄，指南指北之爭，似乎徒費(fèi)口舌。
中國古代四大發(fā)明
1、造紙術(shù)
造紙術(shù)的重要程度自然不必多講，造紙術(shù)是由蔡倫發(fā)明的，在造紙術(shù)之前，人們只能把字刻在竹簡上，而在竹簡上刻字，工程量是非常巨大的，對(duì)于文化的傳承也是極為不利的。蔡倫的造紙術(shù)直接使得文字的記錄變得更為方便，對(duì)于文獻(xiàn)的收藏也有很多好處。
2、指南針
指南針是一直沿用至今的發(fā)明之一，喜歡戶外旅行的小伙伴們，肯定不會(huì)對(duì)指南針感到陌生。它可以在古代幫助人們，最直觀的分辨方向，也為古代人們的生活和行軍提供了重要的幫助，也給古代探險(xiǎn)家們提供了有力的工具，時(shí)至今日，指南針仍然是旅行家和探險(xiǎn)家的必備工具之一。
3、火藥
火藥的發(fā)明也是我國古人智慧的結(jié)晶，古代人們可以利用火藥制造煙花爆竹，烘托節(jié)日氣氛，我國春節(jié)放鞭炮的習(xí)俗，就是在火藥發(fā)明之后才逐漸出現(xiàn)的。另外，火藥還可以制作成武器，用來保衛(wèi)家園，不得不佩服古人的聰明才智。
4、印刷術(shù)
印刷術(shù)，也被稱為活字印刷術(shù)，是中國歷史上最偉大的發(fā)明之一。在活字印刷術(shù)之前，雖然也有印刷術(shù)，但是那個(gè)時(shí)期的印刷術(shù)只能一版印一版，十分浪費(fèi)材料，并且增加了刻版人員的工作量，活字印刷術(shù)的出現(xiàn)，大大的改變了傳統(tǒng)印刷術(shù)的不便之處，為文獻(xiàn)和典籍的印刷做出了突出的貢獻(xiàn)。
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