登陆注册
13586700000024

第24章 识别方向的工具:指南针

指南针是一种判别方位的简单仪器,又称指北针,我们现在所说的指南针,是指向仪器的总称,是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。利用磁铁的这一性能,指南针得以辨别方向,并能够应用于航海、旅行、军事等方面。中国是世界上公认发明指南针的国家。指南针的前身司南就是中国古代四大发明之一。

要说起指南针的历史,我们甚至可以追溯到远古的神话。相传黄帝曾与蚩尤进行过好几次大规模的战争。蚩尤铜头铁额,神勇无比,而且还会使用妖术。在同黄帝作战的时候,蚩尤降下漫天大雾,黄帝的军队都失去了方向。正在危险的时候,在仙女的帮助之下,黄帝制造出了指南车,借助于指南车,黄帝率领军队冲出了重重迷雾的阻挡,最终打败了蚩尤,取得了战争的胜利。

如果说黄帝的故事还只是传说的话,那么真正的指南针的发明就不得不说是我国劳动人民在长期的劳动生产中对物体磁性认识的结果。在生产劳动中人们接触了磁铁矿,首先是发现了磁石吸引铁的性质,后来又发现了磁石的指向性。经过多方面的实验和研究,终于发明了实用的指南针。最早的指南针是用天然磁体做成的,那就是战国时的司南。

司南是用天然磁石雕琢而成,样子像一把勺子,底部圆滑,可以放置在平滑的“地盘”中自由旋转。“地盘”的形状为方形,也叫罗经盘,四周刻有8干、12支以及四维,一共24个方向。使用司南的时候,先把“地盘”平稳地放置,把司南放在上面,轻轻一拨,司南就转动起来,等停下来的时候勺头所指向的就是北方,勺柄所指向的就是南方。

然而司南的准确性却不是很强,原因在于制造司南需要天然的磁石,而这种磁石很少,在雕琢的过程中,要准确地找出极向也不是一件易事,加之在转动过程中,司南与地盘有摩擦,也影响了它的准确性。因此,这种原始的指南针并没有被广泛推广。

关于早期的磁石有许多有趣的逸事,因为磁石的特殊属性还不能为当时的科学所解释,人们纷纷觉得磁石是很神奇的东西。传说秦始皇修建阿房宫时,有一宫门是专门用磁铁制造的。如果刺客带剑而过,立刻会被吸住,被卫兵当场捕获。《晋书·马隆传》中也记载了一例运用磁铁的故事,马隆率兵西进甘、陕一带,在敌人必经的狭窄道路两旁,堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时,被牢牢吸住,不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲,磁石对他们没有什么作用,可自由行动。敌人以为神兵,不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石,磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住,使其难以脱身。到了西汉,传说有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有时两个棋子相互吸引,有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝,并当场演示。汉武帝惊奇不已,龙心大悦,竟封栾大为“五利将军”。这些故事有的并不太可信,但都充分说明了古时候的人们对磁铁神奇效果的赞叹。

而真正将磁铁用来指示方向也即发明指南针还是张衡在《东京赋》中第一次提出“指南”,以后经过魏晋、南北朝、隋、唐,直到宋代经过1000多年才真正逐渐发展起来。宋代杰出的科学家沈括在《梦溪笔谈》中对指南针发展的当时状况作了详尽的论述,据他认为,在生产和科学实验发展的推动下,特别是航海事业和外贸的兴起扩大下,指南针才逐步发展起来。

到了宋代,劳动人民掌握了制造人工磁体的技术,又制造了指南鱼。当时,人们将薄铁片剪成鱼形,长二寸,宽五分,鱼的肚皮部分凹下去,使鱼像船一样能浮在水面上,放在炭火中加热,烧至通红,趁热取出铁片,使鱼尾对着南北方向,然后,急速把鱼尾浸入水中。这样,一个“指南鱼”就造成了。使用的时候,先将一只碗盛满水,利用水的表面张力将指南鱼浮在水面上。平静下来,鱼头所指向的便是北方,鱼尾所指向的就是南方。其实这种制造方法,主要是利用了地球磁场的作用。由于高温加热,铁片中的分子运动加速,受到地球磁场的作用,铁片中磁畴的排列趋于整齐。遇到冷水,铁片骤然冷却,使得磁畴固定,形成永久磁铁。指南鱼比司南更为灵巧,便于携带。水的阻力也要比司南与地盘的摩擦力小得多,就更加准确了。

在使用的过程中,人们发现,其实并不一定要制造成鱼的外形,使用磁针会更方便。于是,指南针就诞生了。沈括在《梦溪笔谈》中就记载了这种指南针的制造方法,就是拿一根小钢针在磁石上反复摩擦,使其磁化。指南针不仅在外形上要比指南鱼更为简便,而且体积更小,被磁化的程度更强,使用方法也更为多样,可以将它放在指甲盖上或者是碗口边沿上,使其平衡,指南针就会自动旋转,停止下来的时候,所指的就是南北方向。但是在漂泊不定的船上,将指南针放在指甲盖上或者碗口上都不太固定,因此沈括建议在指南针的中部用少许蜡粘上一根细线,于无风处悬挂起来,这样,即使在航海的过程中也可以使用了。此外,沈括还发现,指南针所指示的方向,常常略偏东,并非正南。对于这种现象,沈括虽然不能加以科学的解释,但他的观察却与近代的地磁偏差学说完全符合。

后来,为了更准确地辨别方向,人们又把指南针与方位盘配合在一起使用,称为罗盘。方位盘仍然有24个方向,但大多采用圆形。这样人们就可以明确地知道自己的方位,而不再像原来那样只能知道一个大概的方向。

指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面,尤其是在航海方面,指南针更是不可缺少的工具。在指南针没有发明以前,人们主要依据自己的经验以及靠太阳、月亮、星星等自然物来辨别方向。人们只能在沿着海岸线的近海地区活动,到茫茫的大洋深处航行只能是一个梦想。指南针的发明并被应用于航海后,人们才具备全天候的航行能力,才真正走向宽广的海洋。

一开始的时候,指南针只是作为天文导航的辅助工具,只有在阴雨天气之下才拿出来使用。随着人们对指针性质以及功能的认识不断加深,它也就越来越成为主要的导航仪器。航海者特地在船上设置放置指南针的场所,称为“针房”,并交给有经验的船员专门掌管,其他人不能随便进入。到了元代,指南针已经成了航海的基本装备之一,如果没有指南针就贸然出海,会被看成是一件不可思议的事情。

大约在12世纪末13世纪初,指南针由海路传入阿拉伯,又由阿拉伯人传播到西方。欧洲人对指南针加以改造,把磁针用钉子支在重心处,尽量使支点的摩擦力减少,让磁针自由转动。由于磁针有了支点,不再需要漂浮在水面之上,这种经过改造的指南针就更加适宜于航海的需要。大约在明代后期,这种指南针又传回我国。

指南针在古代主要被堪舆家们用于相宅相墓,同时也被用于航海及其他,正是这后者对人类社会进步发挥了巨大作用,因而指南针才得以跻身于古代四大发明的行列。指南针的运用,使人们获得了全天候的航行能力,开创了人类航海的新纪元。而航海业对人类社会的文明进程有着至关重要的推动作用——正是在茫茫大海中的探索,人们一次次发现新大陆与新文明,而这个过程中,指南针的作用不言而喻。我们今天的世界之所以是这个样子,指南针作出了不少贡献!这又是一个中华古代科技影响世界的例子!

同类推荐
  • 必谈的军事之谜

    必谈的军事之谜

    军事是一个国家和民族强大和稳定的象征,在国家生活中具有举足轻重的作用。国家兴亡,匹夫有责,全面而系统地掌握军事知识,是我们每一个人光荣的责任和义务,也是我们进行国防教育的主要内容。
  • 揭开神秘大洋的面纱(海洋与科技探索之旅)

    揭开神秘大洋的面纱(海洋与科技探索之旅)

    《揭开神秘大洋的面纱(畅销版)》将带领读者走进浩瀚的海洋,探索神秘莫测的海洋动物世界,认识干奇百怪的生命,了解各种有趣而又鲜为人知的海洋动物生活习性。同时,揭开生物资源与人类之间的关系,从而增强人们保护海洋生物的意识。
  • 探索未知-生物的行为

    探索未知-生物的行为

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 《地理知识篇》(上)

    《地理知识篇》(上)

    该套丛书是丰富青少年阅历,培养青少年的想象力、创造力,加强他们的探索兴趣和对未来的向往憧憬,热爱科学的难得教材,是青少年生活、工作必备的大型工具书。本书在内容安排上,注意难易结合,强调内容的差异特点,照顾广大读者的理解力,真正使读者能够开卷有益,在语言上简明易懂,又富有生动的文学色彩,在特殊学科的内容中附有大量图片来帮助理解,具有增加知识,增长文采的特点,可以说该书在当今众多书刊中是不可多得的好书。
  • 必学的数学智力

    必学的数学智力

    数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科,是透过抽象化和逻辑推理的使用,在计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生的一门学科。基础数学知识的学习与运用是个人与团体生活中不可缺少的一个重要组成部分。然而,对于这样一门重要的学科,一些同学却视为畏途,兴趣淡漠,这使一些教师、家长乃至专家、学者大伤脑筋。事实上,“兴趣是最好的老师”,对任何事物,只要有了兴趣,就能产生学习钻研的冲动,就能取得理想的效果。兴趣是打开科学大门的钥匙,中小学生对数学不感兴趣的根本原因是没有体会到蕴含于数学之中的奇趣和美妙。
热门推荐
  • 男生十七:恰逢年华正酣时

    男生十七:恰逢年华正酣时

    陈朝阳第二次看见辛薇和尹朵儿是在课间操的时候,两个女孩就站在隔壁班的女生队伍里。当时陈朝阳同尹朵儿的距离仅有一米之遥,尹朵儿就那么随着自己心跳的频率,随着陈朝阳步子前行的节奏,一下一下转动脑袋,在尹朵儿看来,那一眼便是地老天荒……
  • 安然酒馆

    安然酒馆

    酒馆里有着很多种酒,每种酒都代表着一个人。有人喝下了蜉蝣醉,有人喝下了黄粱酒,酒的味道就像他们的人生,短暂、幻梦。这是一个故事集,一种酒一个故事,一个故事一段人生......
  • 您的任务已完成

    您的任务已完成

    徐尘意外获得位面任务系统,仙侠、玄幻、科技,这里全部都有!
  • 女权世界之重活一世

    女权世界之重活一世

    “可恶,为什么会这样子?!”苏九身为一个孤儿只想好好的考上大学,出人头地。没想到自己认为最好的兄弟却对自己图谋不轨,虽然破坏了对方的计划,但是自己也一无所有了。躲在出租屋的苏九只是睡一觉就来到了一个男女反转的世界,自己不但变得无比帅气,名字也变成了苏玖,本以为可以好好的再来一次生活,却没想到来到这里短短的时间经历了大量的事情,被那些女人各种……苏九(玖)只想大喊一声:“为什么这样子对我!”
  • 专属萌妻:叔我是你老婆昂

    专属萌妻:叔我是你老婆昂

    “好小子,你给我等着,我定出现在你家户口簿,我就算当不了你老婆也要做你后妈!”毒兮颜鼓着腮帮指着君天涯的俊脸大吼,某男顿时起了兴致,从沙发上酷酷的站起来,弯腰和她面对面说:“哦?是嘛?丫头是不是皮痒痒了?”毒兮颜听到这句话后彻底醒了酒慌乱地看着眼前男人紧皱的剑眉:“啊?叔我有说什么昂?哈哈...”某女笑得尴尬。
  • 唐朝商业帝国

    唐朝商业帝国

    在悲剧的前世祁山以一个残疾人的身体什么都做不得,而如今却居然做了李唐的太子,要怎样使这个短命太子转危为安,要怎样让自己这个太子成为帝皇。祁山在一步步的艰难的行走。且看今日大唐,祁山的命运!
  • 那一段安静的青春

    那一段安静的青春

    从高中生活的开始到高中生活的结束,仿佛经过了很长很长的时间,又仿佛就在昨日,从我拉着重重的行李箱开始。脑海中一遍一遍上演的美好的高中生活就此展开,但终究还是败给了现实。
  • 血魂噬天

    血魂噬天

    血魂出,万物灭。陈言误得血魂箍,修炼血魂决。血魂箍,奴控天下。血魂决,炼血炼魂。
  • 隐婚:我的老公是大佬

    隐婚:我的老公是大佬

    交往一年的平凡男朋友,突然变成顶级大佬是什么感觉?穆漓夕,女,二十六岁,大学毕业后嫁给了爱情,却用三年的婚姻证明了爱情和婚姻是两回事。被渣后,她决定余生只谈恋爱不结婚!遇上家境平凡的学霸唐同学,真的是偶然,在她的眼中,唐同学很完美,和她门当户对,没有穷困潦倒也不是大富大贵,性格也是好到没话说,妥妥的暖男一枚。她觉得,如果可以,也许能尝试再婚?谁知道,突然有一天,她发现了他顶级大佬的身份。她呵呵了,原来,她不过是顶级大佬吃惯了大鱼大肉之后,用来调节脾胃的清粥小菜,换换口味而已?罢了,一个男朋友而已,拜拜就拜拜,下一个更乖。这年头,谁还交不到几个男朋友?小奶狗、小狼狗、小鲜肉,比姐长得好看的,统统来一遍!--情节虚构,请勿模仿
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!