指南针什么时候发明
① 指南针是谁发明的在哪个朝代
指南针的始祖——司南
指南针的始祖大约出现在
战国时期
。它是用
天然磁石
制成的。样子象一把汤勺,
圆底
,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡,且可以自由旋转。当它静止的时候,勺柄就会指向南方。
古人
称它为“司南”,当时的
著作
《韩非子》中就有:“先王立司南以端朝夕。”“端朝夕”就是正四方、定
方位
的意思。《鬼谷子》中记载了司南的应用,郑国人
采玉
时就带了司南以确保不
迷失方向
。
春秋时代
,
人们
已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种
形状
的器具,因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。
东汉
时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型,勺柄
指南
极,并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置于光滑的地盘之中,地盘
外方内圆
,四周刻有干支四维,合成二十四向。这样的设计是古人认真观察了许多
自然界
有关磁的现象,积累了大量的知识和经验,经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。
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,而且它与地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,无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量,携带很不方便,这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。
司南由
青铜
盘和天然磁体制成的磁勺组成,青铜盘上刻有二十四向,置磁勺于盘中心圆
面上
,静止时,勺尾指向为南。
指南针的发明
古代
民间常用薄
铁叶
剪裁成鱼形,鱼的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北。当时以此做为一种游戏。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。
北宋
时,曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法:“用薄铁叶剪裁,长二寸,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
水碗
于
无风
处平放,鱼在水面,令浮,其首常向午也。”这是一种
人工
磁化的方法,它利用
地球磁场
使
铁片
磁化。即把烧红的铁片放置在
子午线
的
方向上
。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态,使铁分子顺着地球磁场
方向
排列,达到磁化的目的。蘸入水中,可把这种排列较快地固定下来,而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明,对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在
磁学
和
地磁学
的发展史上也是一件大事。北宋的
沈括
在《
梦溪笔谈
》中提到另一种人工磁化的方法:“方家以磁石摩
针锋
,则能指南。”按沈括的说法,当时的技术人员用
磁石
去摩擦缝衣针,就能使针
带上
磁性。从现在的观点来看,这是一种利用天然磁石的
磁场
作用,使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向,从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比
地磁
法简单,而且磁化效果比地磁法好,摩擦法的发明不但世界最早,而且为有实用价值的磁指向器的出现,创造了条件。
沈括还在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象:“以磁石摩针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理应有异,未深考耳。”这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。从现在的观点来看,磁石都有N和S两个极,磁化时缝衣针针锋的方位不同,则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理,他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。
关于
磁针
的
装置
方法,沈括介绍了四种方法:
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,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。
沈括还对四种方法做了比较,他指出,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,转动很灵活,但容易掉落。沈括比较推重的是缕悬法,他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。
《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关我国古代
科学技术
的著作,书中谈到磁学和指南针的一些问题。
南宋陈元靓在《
事林广记
》中介绍了另一类指南鱼和
指南龟
的制作方法。这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样,是用
木头
刻成鱼形,有手指那么大,木鱼腹中置入一块天然
磁铁
,磁铁的S极指向鱼头,用蜡封好后,从
鱼口
插入一根针,就成为指南鱼。将其浮于水面,鱼头指南,这也是水针的一类。
指南龟是当时流行的一种新装置,将一块天然磁石放置在
木刻
龟的腹内,在木龟腹下方挖一光滑的小孔,对准并放置在直立于木板上的
顶端
尖滑的竹钉上,这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的
支点
上了。由于支点处摩擦力很小,木龟可以自由转动指南。当时它并没有用于航海指向,而用于幻术。但是这就是后来出现的
旱罗盘
的先声。
指南龟发明
年代
不晚于1325年。木块刻成龟型,龟腹部中心嵌以磁体,木龟安放在尖状立拄上,静止时首尾分指南北。
罗盘
定位
要确定方向除了指南针之外,还需要有方位盘相配合。最初使用指南针时,可能没有固定的方位盘,随着测方位的需要,出现了磁针和方位盘一体的罗盘。罗盘有堪舆用的罗经盘和
水罗盘
、旱罗盘。
方位盘仍是二十四向,但是盘式已经由方形演变成圆形。这样一来只要看一看磁针在方位盘上的位置,就能断定出方位来。南宋时,
曾三异
在《因话录》中记载了有关这方面的文献:“地螺或有子午
正针
,或用子午丙壬间缝针。”这是有关罗经盘最早的文献记载。文献中所说的“地螺”,就是地罗,也就是罗经盘。文献中已经把
磁偏角
的知识应用到罗盘上。这种罗盘不仅有子午针(确定地磁场南北极方向的磁针),还有子午丙壬间缝针(用日影确定的
地理
南北极方向)这两个方向之间的夹角,就是磁偏角。
盘面周围刻二十四方位,内中
盛水
,磁针横穿灯草,浮于水面。
现在人们已经知道,
地球
的两个磁极和地理的南北极只是接近,并不重合。磁针指向的是
地球磁极
而不是地理的南北极,这样磁针指的就不是
正南
、正北方向而略有偏差,这个角度就叫磁偏角。又因为地球近似
球形
,所以磁针指向磁极时必向下倾斜,和水平方向有一个夹角,这个夹角称为
磁倾角
。不同地点的磁偏角和磁倾角都不相同。成书于北宋的《武经总要》在谈到用地磁法制造指南针时,就注意利用了磁倾角。沈括在《梦溪笔谈》谈到指南针不全指南,常微偏东。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁倾角的发现使指南针的指向更加准确。
磁性质的应用
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,特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,
阴晦
则观指南针。”这是世界
航海史
上最早使用指南针的记载。文中指出,当时只在
日月星辰
见不到的时候才使用指南针,可见指南针刚开始使用时,使用还不熟练。二十几年后,许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载:“惟视星斗前迈,若
晦冥
则用指南浮针,以揆南北。”到了元代,指南针一跃而成
海上
指航的最重要的
仪器
了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航,在不同航行地点指南针针位的连线图,叫做“针路”。船行到某处,采用何针位方向,一路航线都一一标识明白,作为航行的依据。
指南针的发明是古代
先民
对
磁现象
的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中,进一步了解了磁的性质,并试图更多地应用这些性质。
传说
秦始皇修建阿房宫时,有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过,立刻会被吸住,被卫兵当场捕获。
这样的故事
还很多,《晋书.马隆传》
记载
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。
魏晋南北朝时,我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁,
于金
不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了
磁力
测量的方法,他指出:优良磁石出产
在南方
,磁性很强,能吸引三、四根
铁针
,使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石,能吸引十多根铁针,甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分,而且指出了
测量方法
。这可能是
世界上
有关磁力测量的最早记载。
我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和
发展的基础
。
② 指南针是什么时候出现的
指南针是我国四大发明之一。它经过漫长的岁月,跨过了司南和指南鱼两个发展阶段,最终发展成一种更加简便、更有实用价值的指向仪器。
我国是最早将指南针用于航海的国家。南宋后,罗盘在航海中普遍使用,约12世纪末13世纪初,我国指南针由海路传入阿拉伯,又由阿拉伯传到欧洲。
最初的指南针古人称它“司南”。“司南”是指南的意思。它是用天然磁石制成的。
磁石的南极磨成长柄,放在青铜制成的光滑如镜的地盘上,再铸上方向性的二十四向刻纹。这个磁勺在地盘上停止转动时,勺柄指的方向就是正南,勺口指的方向就是正北,这就是传统上认为的世界上最早的磁性指南仪器。
③ 指南针最早是什么时候谁发明的
据说是黄帝发明的指南车
指南针的发明
古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形,鱼的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北。当时以此做为一种游戏。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。
北宋时,曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法:“用薄铁叶剪裁,长二寸,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,置水碗于无风处平放,鱼在水面,令浮,其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法,它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态,使铁分子顺着地球磁场方向排列,达到磁化的目的。蘸入水中,可把这种排列较快地固定下来,而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明,对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法:“方家以磁石摩针锋,则能指南。”按沈括的说法,当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针,就能使针带上磁性。从现在的观点来看,这是一种利用天然磁石的磁场作用,使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向,从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单,而且磁化效果比地磁法好,摩擦法的发明不但世界最早,而且为有实用价值的磁指向器的出现,创造了条件。
《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关我国古代科学技术的著作,书中谈到磁学和指南针的一些问题。他在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象:“以磁石摩针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理应有异,未深考耳。”这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。从现在的观点来看,磁石都有N和S两个极,磁化时缝衣针针锋的方位不同,则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理,他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。
关于磁针的装置方法,沈括介绍了四种方法:
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,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。
沈括还对四种方法做了比较,他指出,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,转动很灵活,但容易掉落。沈括比较推重的是缕悬法,他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。
南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样,是用木头刻成鱼形,有手指那么大,木鱼腹中置入一块天然磁铁,磁铁的S极指向鱼头,用蜡封好后,从鱼口插入一根针,就成为指南鱼。将其浮于水面,鱼头指南,这也是水针的一类。
指南龟是当时流行的一种新装置,将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内,在木龟腹下方挖一光滑的小孔,对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上,这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。由于支点处摩擦力很小,木龟可以自由转动指南。当时它并没有用于航海指向,而用于幻术。但是这就是后来出现的旱罗盘的先声。
指南龟发明年代不晚于1325年。木块刻成龟型,龟腹部中心嵌以磁体,木龟安放在尖状立拄上,静止时首尾分指南北。
-------已无从考究具体发明者
④ 指南针是什么时候发明的
正史的记载来说,提出指南的,是汉朝的张衡,这是两千年前,宋朝时候的航海就已经使用指南针作为辅助工具判断方向了,这大约是一千年以前
神话故事里面来说,黄帝战蚩尤,就使用指南车来辨别方向,这大约是五千年前
⑤ 指南针是谁发明出来的哪个朝代
指南针是中国古代的四大发明之一。发明的年代较早,具体年代和发明人已不可考。
地球是个大磁体,其地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。指南针[1]在地球的磁场中受磁场力的作用,所以会一端指南一端指北。我国“四大发明”之一的指南针,辗转传入欧洲后在航海大发现中发挥出不可替代的作用。但科学史家清楚,最早解答“指南针为何能够指南”问题的并不是中国人,而是英国科学家吉尔伯特。那么,中国发明指南针后对指南针理论作过什么样的探讨?吉尔伯特的理论是否及时传到了中国?明末清初的“西学东渐”,又对我国指南针理论的发展有过哪些影响?上海交通大学科学史与科学哲学系教授关增建从2003年起开始着手研究这些基本上还是空白的问题。“中国最早的指南针理论,是建立在阴阳五行学说基础上的‘感应说’。”关增建介绍,11世纪中叶时我国大科学家沈括还对指南针感到匪夷所思,他的《梦溪笔谈》介绍了指南针的人工磁化方法、磁偏角的发现和指南针的架设方法,但对指南针为什么会指南却没有一点概念——“磁石之指南……莫可原其理!”随后,文人学者们从阴阳五行学说出发,结合当时人们对大地形状的认识,提出各种指南针理论。例如,最晚成书于宋代的《管氏地理指蒙》,首先提出如下逻辑:“磁针是铁打磨成的,铁属金,按五行生克说,金生水,而北方属水,因此北方之水是金之子。铁产生于磁石,磁石是受阳气的孕育而产生的,阳气属火,位于南方,因此南方相当于磁针之母。这样,磁针既要眷顾母亲,又要留恋子女,自然就要指向南北方向。”关增建表示,从近代物理学的观点来看,“蒙氏理论”完全异想天开,但从事物的属性出发解释其行为,在东西方科学史上都是常用的做法。我国古代阴阳学说昌盛,用阴阳学说阐释指南针指南及“常微偏东”的原理,是再自然不过的事情。特别是,该理论认为磁石不同端面有不同属性,它们决定磁针的指向,这种说法很容易启发人们发现磁石的两极,并进一步联想到磁极与磁针指向之间的关系,从而为正确认识这一问题找到可能的途径。南宋人的指南针原理,仍认为“指南针之所指,即阳气之所在”,只是围绕磁偏角现象,立论依据更多转向地理方位的坐标系统——中国古人认为地是平的、大小有限,这样地表面必然有个中心,过该中心的那条子午线就是唯一的南北方向。南宋人曾三异等认为,一旦测量地点不在这条南北线上,指南针所指向自然“少偏”。到明代,有人假托南唐人著作指出,指南正针由大地方位系统决定,而偏角则由天体方位划分系统所决定。关增建认为,这种说法“体现了传统指南针理论在阴阳感应学说和磁偏角的存在这一矛盾面前所表现出来的窘迫”。明万历年间(公元1573~1620年),传教士来华,带来西方的指南针理论、地球学说以及相关科技知识。受其影响,中国学者开始从新的视角探讨指南针理论问题,在此过程中,阴阳五行的作用不断淡化,力学角度的分析不断增加,但吉尔伯特1600年提出的科学理论连西方学界都没统一,更谈不上入主东土。传教士中,1658年抵华的比利时耶稣会士南怀仁的指南针理论最系统,但他认为决定磁针指向的是地球的地理南北两极本身,理论仍然局限在古代科学的范围,而不像吉尔伯特认识到地球本身存在一个磁体。南怀仁理论在中国影响深远,直到19世纪中叶,我国仍有学者用它解释指南针问题。而此时,清末来华的传教士已开始着手把西方近代磁学知识介绍给中国了。
⑥ 四大发明之一指南针什么时候发明
据1982年3月,《光明日报》报道:磁山(在今河北省邯郸市武安)是我国四大发明之一指南针的发源地。据《古矿录》记载:《明史地理志》称:“磁州武安县西南有磁山,产磁铁石。”
又《明一统治》称:“磁州武安县西南有磁山,产磁铁石。”又《古矿录》记载:《明一统治》称:磁山,在县西南30里,土产矿石,州名取此。磁山,指南针的故乡。
典籍记载有关指南针的事情和典籍作者,全都在古代邯郸为中心的燕赵文化区域内;在可考典籍范围内记载的中国古代指南针,全都是用天然磁石磨制而成;
且根据先秦典籍记载,产天然磁石的只有武安磁山(今河北省邯郸市武安)。在春秋战国时期有可能制造司南的地方,只能在以邯郸为中心的燕赵文化区域内,武安极有可能就是指南针的故乡。
指南针,古代叫司南,主要组成部分是一根装在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极指向北磁极,利用这一性能可以辨别方向。
常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。物理上指示方向的指南针的发明有三类部件,分别是司南、罗盘和磁针,均属于中国的发明。
指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果。作为中国古代四大发明之一,它的发明对人类的科学技术和文明的发展,起了无可估量的作用。在中国古代,指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。
(6)指南针什么时候发明扩展阅读
司南是最早的磁性指向器。“司南”之称,始于战国(公元前475年—公元前221年),终止于唐代(公元618年—公元907年)。因为司南古义不断演化,使它与一系列的古代发明结下了不解之缘。
记载司南的最早的文献是《鬼谷子》,其中写道:“郑人之取玉也,必载司南之车,为其不惑也。”(谋篇)从《鬼谷子》中的记载可以看出,郑人去“取玉”,必须要带上司南,就是为了避免方向的迷失。
在提到司南的文献中,王充的记述是最重要的,他明确指出:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”(是应篇)其中的“杓”是指勺子。具备这种“指南”性能的司南,应是磁性指向器。但是,这里的“地”是指古代械盘中的“地盘”。
械盘是秦汉时期发明的,用于游戏或占卜。在“地盘”的四周刻有24个方位,中心刻有象征北斗七星的标志。中国现代著名的科技史家和文物复制专家王振铎曾依据这些记载成功地复原了汉代的司南(如图1所示)。
司南模型(王振铎复原)勺形司南尚无实物出土,但汉代画像石上,有类似勺形司南形象的画面,这表明王充的记载应该是可信的。在这幅石像中,可看到,画面主体是魔术师和杂技演员在表演,上面一行人是贵族观众,右上角的小方台上放着一个疑似司南的长柄匙(见画面外小插图),一个人在跪着观察它。
苏黎世里特堡博物馆的汉代石浮雕(本图引自李约瑟《中国科学技术史·物理学卷》)从所留下的材料看,利用磁石指极性的司南就是磁性指向器具有的最早的形制。
磁体定向装置的出现,就使人从靠观察天体定向的被动性转向靠地磁定向的主动性。人类最早的磁体定向装置,是以天然条状磁石制成的司南,它出现后在中国战国末期(前三世纪)而在汉代得到进一步的发展。
司南仪的出现具有重要历史意义,因为它是以与天文定向原理截然不同的磁学原理制成的新型导向装置,在任何天气条件下都能昼夜工作,迅速指出方向,操作简便易于携带。
最初,“司南”指测影的表杆。如《韩非子·有度篇》说,“故先王立司南,以端朝夕。”“端朝夕”即正东西,引申为确定东西南北方向。“立司南”来源于殷商甲骨文中的“立中”和战国时的“立朝夕”,它们的意思都是立表以测日影。
⑦ 指南针是什么时候发明的
春秋时期,中国抄劳动人民袭就在采矿、冶炼中,逐渐认识了磁石。到战国时期,就有人用磁石做成器具来判定方向,当时叫“司商”它是在一个无沿的方盘上放置一只水勺似的磁石,水勺的柄端向南指。到北宋后期(公元11世纪),中国人民创造了人工磁铁,此后又创制了“指南鱼”把用磁钢片制成的“鱼”放在水面上,以此指示方向。后来经过反复研究改进,又把磁钢片改成细小的磁钢针,并使它的尖端成磁北极,末端成为磁南极,这就成了指南针。北宋杰出的科学家沈括,对于指南针的制作和使用,作了许多科学的说明和分析。到了14世纪初,指南针才由中国传到欧洲。