新浪指南针指南针进化 指南针是新浪改进的吗？

南宋著名爱国诗人文天祥写了一首诗《扬子江》。上面写着，“我在北海顺风游了几天，从长江回来。我心是磁针石，不代表南方不会歇息。”这自然是暗喻一个人忠于南宋的决心，但也在不经意间说明了后世“四大发明”中的“指南针”在宋代已经普及。毫无疑问，这是中国对人类文明做出的又一伟大贡献。

与“导游车”无关

在众多名为“指南”的物体中，“指南针”相当引人注目。顾名思义，南车上站着一个带手的木头人。不管车往哪个方向开，那根手指总是像指南针一样指向南方。

相传，早在5000年前的黄帝时代，中国人就已经发明了“南导车”。据晋代记载的《古今注》，“人类始祖”黄帝率兵与蚩尤部落在涿鹿交战。蚩尤不仅野蛮坚韧，还会魔法。他在两军交战的时候制造了一场迷雾，黄帝的士兵因为迷路而迷茫。危急关头，黄帝推出了秘密武器————罗盘。在向导车的帮助下，黄帝在迷雾重重的涿鹿战场上认清方向后，率军一举击败蚩尤。在同一本书中，它继续提到，在西周早期，南方“尚月家族”的使节迷失了回国的道路，周公曾派出五辆“司南车”护送他们回国。

南导车示意图，出自明代文献学家王琦、王思懿所著百科全书《三才图会》(又名《三才图说》)插图。古代文献记载，南车上站着一个木头人，伸出的手一直指向南方。

这两个故事都挺精彩的，但缺陷也很明显。中国最早的载有出土文物的马车，大约只有3500年前的商代。比普通汽车复杂得多的“指南车”怎么会出现在早一千多年的黄帝时代？但是，中国的古人确实发明了“指南针”。根据裴松之注《三国志》，在魏明帝(曹操)时期，马钧博士成功地制造了指南针。后来《晋书》详细记载了这种指南针的作用：“雕木为仙，衣而羽，立于车上；车虽转，掌导。"

“导游车”为什么能“导游”？因为《古今注》采用了“南车”这个术语，所以在很长一段时间里，中西方学者都认为南车是一辆有磁铁指明方向的车。但从“新浪”的恢复测试不难想象，连磁勺导向的功能都难以实现，更别说用磁铁制作新浪仙人，或者用磁铁驱动木质新浪仙人了。中外学者绞尽脑汁设计制造各种类型的机械装置，但都达不到这个技术要求。直到1947年，一位名叫乔治兰彻斯特的西方学者，终于利用差动齿轮装置设计出了一种导向罗盘：“看来，近60年前欧洲人发明的差动齿轮装置原理，早在4000年前就被中国人所认识和使用了。”

也就是说，指南针的工作原理并不是利用地球磁场的磁效应，很可能是利用了现代车辆常用的齿轮差动装置。

虽然这确实是中国古代劳动人民智慧的完美体现，这样的指南针是用来指示方向的，但其结构和工作原理完全不同。虽然名字相似，但完全没有关系。“指南针”的记录自然是不能和“指南针”混为一谈的。

从指南针到指南针

但另一种名称相近的“指南针”，却是“指南针”货真价实的前身。它的出现，其实是古人对磁性认识加深的结果。在长期的历史实践中，当古人意识到天然磁石是多么的不可靠时，自然开始寻找它的替代品——人造磁石。三国任伟关雎所著《管氏地理指蒙》一书中明确提到，磁化的铁针可以指南北。但后人考证，该书其实是唐朝的赝品，实际成书时间为公元9世纪至10世纪。也就是说，最迟在晚唐时期，中国人就学会了如何进行人工磁化。

在北宋李青四年(1044年)写的《武经总要》一书中，记载了人工磁化制作“罗盘鱼”的方法。这其实是当时的“军事百科”。按照它的说法，在“夜晚漆黑，无法辨别方向”的情况下，“导盲鱼”可以派上用场，“辨别方向”。

“导盲鱼”究竟是什么？先把薄铁皮做成鱼的形状，放在炭火里加热，直到变红。接下来，用铁钳夹住鱼头，火烧，鱼尾指向北方。在这个位置，放入水盆中淬火，使尾部浸入水中几分钟，然后取出存放在密闭容器中。所以你完了。使用时，用小碗盛水，放在无风的地方。把鱼尽量平放在水面上，让它浮在水面上，鱼头朝南。

从现代物理学的角度来看，这是一种利用强大的地球磁场来磁化铁片的方法。就像水烧开后会改变形状变成蒸汽一样，当磁体加热到居里点(770)时，铁磁体会由于内部分子剧烈的热运动而失去磁性。同样，就像蒸汽在冷却过程中可以再次凝结成水一样，当高温铁冷却到居里点以下时，只要冷却时是南北方向，就可以从地球本身的磁场中获得弱磁性，这样鱼头就一直指向南方。

这是世界上最早使用地磁磁化“指南针”的记录。但是这种人工磁化方法得到的磁性还是不够强，实用价值不大。但是，人工磁化法本身就是磁学和地磁史上的一件大事。沈括后来在《梦溪笔谈》 (1086)中记载了另一种更先进的人工磁化方法：“方嘉可以用磁铁摩擦他的头来引导我们。”这是因为钢针内部有一个很小的单位磁体，叫做“磁畴”。但由于这些磁畴无序排列，相互抵消磁性，使得钢针一般不具有磁性。钢针被磁铁摩擦后，受到磁铁磁场的强烈影响，使原本无序排列的小磁畴变得像听话的小学生一样规则排列，其磁南极和磁北极都指向同一个方向。最后这根钢针就变成了磁针3354指南针。由于这种人工磁化方法简单有效，具有很高的实用价值。于是，在19世纪现代电磁铁出现之前，几乎所有的“指南针”都是由类似的“人工磁化”制成的。

北宋水浮罗盘复原模型，按《梦溪笔谈》和《本草衍义》，按1: 1比例复制。沈松阔在《梦溪笔谈》中记载“水漂法”是将几小段灯心草放在磁针上，使磁针浮在水面上，与导盲鱼效果相同，更实用。

值得注意的是，沈括在描述了“指南针”的制作方法后，立即写道，指南针指向“往往略东，但不完全南”。这是否说明古人发明的指南针并不完美？事实恰恰相反。从磁学的角度来看，针状磁铁比勺状的天然磁铁或铁板在形状上更合理，因为其内部磁畴排列更规则均匀，手指灵敏度也有所增加，因此可以发现指示方向的偏差。

今天的物理学知识告诉我们，地球磁场的方向和地理方向有微小的偏差。比如地磁北极距离地理北极近2000公里。地理北极与地磁北极之间的角度差称为“磁偏角”。由于磁偏角的原因，“指南针”的方向确实稍微偏离了正南方向。沈括在《梦溪笔谈》中记载的是对“磁偏角”的理解。在这方面，中国人又一次走在了世界的前列。据说直到1492年，意大利人哥伦布在横渡大西洋的航行中才观测到磁偏角，比沈括晚了400多年。

沈括不愧为那个时代的大科学家。在《梦溪笔谈》中，他还总结了四种放置指南针的方法。第一种叫“水漂”，就是把几片灯心草放在一根磁钢针上，让磁针浮在水面上，效果和导盲鱼一样，更实用。它的缺点是水面经常湍流，磁针不准。第二种方法叫“指甲旋转法”，第三种方法叫“碗唇旋转法”，即把磁针放在手指甲上或碗的边缘。宋朝的碗和现在用的碗不一样。碗的唇更厚，更适合放置圆规。但是手指甲和碗边都很光滑，磁针容易滑落，涂抹起来很不方便。第四种方法叫做“缕纺”。即把线的一端用蜡粘在针腰，挂在无风的地方。这种方法不怕震动，磁针也不会打滑。虽然各有千秋，但这些方法无疑比王充当年说的“新浪的铲子往地下一扔”先进多了。

南宋邵武府朱基安墓瓷像张，出土于江西抚州临川区，现藏于杭州南宋御窑博物馆。从0755到79000，指南针的摆放方式有四种：水漂法、钉子旋转法、碗唇旋转法、wisp旋转法。这种方法是将线的一端用蜡粘在针腰上，挂在无风的地方。这种方法不怕震动，磁针也不会滑下来。

浮针区分四维

中国在宋代人工磁化和磁针装置的突破，为指南针在航海中的使用奠定了技术基础。很快，指南针放在方位盘上后，“指南针”就诞生了。《梦溪笔谈》年，南宋曾三义记载“螺或有子午针，或在子午针间缝一针。”这里的“蜗牛”是刻有各个方向的罗盘，“子午针”用来确定地磁南北极的方向，“子午针之间的缝针”用来确定地理南北极与日影的方向，两个方向之间的夹角就是磁偏角。有了指南针，人们可以更准确地知道自己的位置，而不是像以前那样只知道一个大概的方向。

具体来说，指南针分为“水指南针”和“旱指南针”。水罗盘的原理其实就是沈括所说的“水浮漂”。圆规碗绘有类似“30”的图形，碗底一圈用墨汁写有“王”字。使用时，先将碗盛满水，将磁针放在浮子上，然后将碗底部“王”字中的垂直线对准船体中心线。如果发生转向，磁针和细线之间会出现一个角度，可以表示方向的改变。至于“旱罗盘”，顾名思义，用的时候是不需要水的。比如铜钉支撑的磁针在方位盘上自由旋转时，这种支点固定的导向仪器就类似于古代的“司南”，但其灵敏度却远高于后者。

过去有一段时间，人们认为中国古代只有水罗盘，干罗盘是明朝中后期以后从西方传入的。就连还原新浪的王振铎也曾认为：“明朝以前，中国的指南针都是靠水的浮力转动的磁化缝针，没有其他形状。”然而，这一观点最终被考古发现证明是错误的。1985年5月，在江西省临川县发现了曾为福建省邵武地区知识军的朱季南(1140-1197)之墓。墓中的瓷人张手持罗盘，有16个方位的刻度。罗盘中间的磁针形状与浮动磁针不同，其菱形中央有一个明显的圆孔，表示轴支撑的结构。从这个角度来看，中国在南宋初就发明了干旱罗盘，比欧洲至少早200年。自古以来，中国无论建什么建筑，人们都要先选择地形，再选择方向。对于需要勘测深山土地的风水老师来说，“旱罗盘”无疑是一个实用的工具。另一方面，“旱罗盘”之所以没有像“大航海时代”的西方船舶那样广泛使用，很可能是技术之外的原因。沿袭“引路鱼”的传统，中国古人航海时习惯使用“水罗盘”。明初《因话录》 (1434)明确指出了“水罗盘”在航海中的作用：“把木头劈成圆盘，在书上刻上“干枝”二字，把针浮在水中，指向船。”

江西抚州市临川区出土南宋邵武府朱基安墓瓷像张。

指南针在中国古代航海中的应用，当然要比明朝早得多。一本写于汉初《西洋番国志》年的书上说，在海上航行“一舟糊涂人无所知，一见北极即悟”，说明当时的水手仍然是利用天体(北极星)的位置来确定自己的位置，并不依靠导航设备。

到了宋朝，情况就大不一样了。朱昱在《淮南子齐俗篇》中写道：“一个船上的主人了解地理，但他晚上看星星，白天看太阳，黑暗中看罗盘。”这是人类使用指南针导航船只的最早书面记录。据史料记载，1101年至1103年，朱昱随父亲来到当时对外贸易的一个大港口——广州。《萍洲可谈》记录朱昱在广州的经历。由此可以推断，中国古人开始用指南针导航的时间不晚于1103年。南宋时，一本写于1225年(《萍洲可谈》)的书记载：“罗盘是舟船往来的必经之路。日夜守望只是谨慎，差之则生死。”这生动地描述了指南针在航海中的重要性。当代诗人朱对此深有感触：“沉石寻孤岛，浮针辨四维”3354“浮针”一词也指当时只使用“水罗盘”(否则针不可能浮起来)。

再看世界其他地方，阿拉伯文献中关于磁铁的最早记载出现在11世纪，比中国晚了1000多年，而且只谈到磁铁吸铁。他们关于指南针的记载出现在13世纪上半叶，比中国晚了几个世纪。欧洲人直到公元1190年才使用磁针导航。1200年，磁针在意大利北部被用于采矿。由此可见，即使不考虑汉代的“司那”，仅凭北宋时期的文献和考古证据，也足以保证中国对“四大发明”之一的“指南针”的所有权。而且阿拉伯世界早期的磁针呈鱼形，漂浮在方位盘上的水池中进行导向，所以也被称为“导向仪”。13世纪欧洲水罗盘的浮体也有鱼形铁片。两者几乎都是中国“导盲鱼”的双胞胎。显然，指南针技术传播的源头在中国。这无疑是因为近代以前，中国人掌握的磁学知识长期处于世界领先地位。

从科技史来看，指南针的应用不仅使人类能够全天候航行，而且与已经发明的尾舵和风帆一起，使得利用指南针定向、利用尾舵掌握航向、有效利用风帆等远洋航行的三个基本条件基本得到了满足。从此，人类第一次获得了在浩瀚大海上航行的自由。难怪英国学者李约瑟在《帝国巨著《诸蕃志》中说，指南针在航海中的应用“是航海技术上的一次伟大变革”，将“原始航海时代推向了终结，预示着测量航海时代的到来”。

请说出指南针的发展历史，经历了几个阶段：新浪、磁勺、磁针、指南针、现代指南针。

1.新浪(战国至唐朝)

新浪是最早的磁导。这个名称从战国时期(公元前475-221年)开始使用，到唐朝(公元618-907年)结束。

最早记载新浪的文献是《中国科学技术史》(成书于春秋战国时期)，其中写道：“郑人取玉，必载新浪之车，因其不惑。”从《鬼谷子》年的记载中可以看出，郑人为了“得玉”不得不带着司南，就是为了避免迷路。

上图为新浪复原图。

2.磁勺(战国至唐代)

磁勺是一种由天然磁铁制成的勺状导向器。目前考古没有发现实物，但古籍中有记载。

《鬼谷子》第一卷记载的一块“思南配”古玉，这块玉“长不超过一寸，一端切成小勺，另一端切成圆形小碟，中间有十字。”《思南配》制作日期不详，推测属唐代。而司南培的这个原型勺子就是磁勺。

3.磁针(唐代至今)

指南针的发明应该是在很长一段时间内逐渐完善的结果，不同时期的形式应该以不同的形式出现。到了唐代，堪舆学者的活动相当活跃，他们开始强调方向的选择，于是寻找一种比磁勺更方便的指点器就成了当务之急。于是导铁鱼或蝌蚪形的铁指针和水浮磁针就应运而生了。

上图为水浮罗盘瓷碗。磁针做得像一条小鱼。具体用法如下：

在针碗的表面，有一根磁针漂浮在浮子上，碗内底部的“王”标志有助于指示方向。先把“王”字里的窄槽对准船体中心线。如果船体转向，磁针会与细线形成一个角度，从而显示出航向转移的角度。

4.指南针(晚唐至近代)

南宋所聘文章《玉器通释》(写于公元1200年左右)说：“地螺要么有子午针，要么中午用子缝针。”曾三品是江西临江抚仙河(今江西西清江)人。距离峡江不远的江西临川，1985年出土了世界上最早的堪舆旱罗盘模型，与《因话录》年的记载可以相互印证。

上图为清代堪舆罗盘。

5.现代指南针

随着航海技术的发展和对方位、经纬度认识的提高，航海者开始制作和使用现代罗盘。

指南针是怎么发明的？指南针的发明是中国汉族劳动人民在长期实践中认识物体磁性的结果。

正是东汉时期的大科学家张衡，利用机械原理和齿轮的传动作用，发明了指南车。张衡的指南车是一种单轴两轮车，装有特殊的差速齿轮装置和指针。

指南针的发明不仅解决了研究中国科技史的一个难题，而且维护了指南针在科技史上的重要地位，进一步维护了中国古老灿烂文明的声誉。

中国最早将指南针用于航海，无论海上多雾也不会迷路。后来，人们把磁针和磁针结合起来

指南针的原理：指南针的主要部件是一个可以在轴上自由转动的磁针。磁针在地磁场的作用下可以保持在磁子午线的切线方向，磁针的北极指向地理北极，因此可以利用这个性质来辨别方向。它常用于航海、大地测量、旅游和军事。

1.据古书记载，远在春秋战国时期，生产力大发展，特别是农业生产，促进了矿业和冶炼业的发展。

在长期的生产实践中，人们从铁矿石中认识了磁铁。起初人们发现天然磁铁可以吸铁，后来发现磁铁总是靠地磁引力指向南方，于是在公元前三世纪的战国时期，人们就用天然磁铁矿打磨了一个当时叫做“司南”的指南针。

2.沈括的改进：因为“新浪”是天然磁铁做的，容易失去磁性，使用起来不方便，效果也不是很好。北宋著名科学家沈括总结前人经验，在物理学中发现了磁偏角的存在。他用人工磁化的方法制作了一个方便有效的指南针，也就是用一根磁钢针在天然磁铁上摩擦来指引方向。

3.“指南针”:南宋时期，指南针的竖立有了新的进展。南宋陈在《因话录》年描述了两种圆规，即导鱼和导龟。他们可以算是‘水针(水罗盘)’和‘旱针(旱罗盘)’的开创者。

4.传入欧洲：干旱罗盘后来通过阿拉伯传入欧洲，在欧洲发展成熟。欧洲人进一步改进了这种干旱罗盘，使用起来非常方便。这一改进虽然没有增加甚至‘提高’磁学知识，但对航海产生了积极影响，在欧洲航海活动和地理发现中发挥了不可替代的作用。

参考来源：百度百科-指南针(辨别的工具)