指南针的历史

早在两千多年前的战国时期,人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具──司南.但是,战国时期的司南是什么样子无法考证.《中国历史》课本插图──“司南”,是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的.这个模型是后人根据史书记载以及地下出土的汉代地盘实物制成的.地盘是青铜做成的,内圆外方,中心圆面磨得非常光滑,以保证勺体指示方向的准确性.中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿,共计二十四个方位.地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的,磁铁的正极磨成司南的长柄,勺头底部是半球面,非常光滑.使用时先把地盘放平,再把司南放在地盘中间,用手拨动勺柄,使它转动,等到司南停下来,勺柄所指方向就是南方.这种勺形司南直到八世纪时仍在应用.　　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.指南鱼是把薄钢片剪成鱼形,长二寸,宽五分,鱼的肚皮部分凹下去,使鱼象船一样能浮在水面上.然后加热并沿子午线方向淬火使之被地磁场磁化（详见上指南鱼部分）.这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了,只要有一碗水,把指南鱼放在水面上就能辨别方向了.经过长期的改进,人们又把钢针在天然磁体上摩擦,钢针也有了磁性.这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了.沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验,即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法.“水浮法”是把指南针放在有水的碗里,使它浮在水面上,指示方向.“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡,上面粘一根丝线,把丝线悬在木架上,针下安放一个标有方位的圆盘,静止时钢针就指示南北.“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上,轻轻转动,由于手指甲的光滑,磁针就和司南一样也能发生指南作用.“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上,转动磁什,便和指甲法一样发生指南作用.沈括经过精密的观察实验,还发现磁针指示的方向并不是正南正北,而是微偏西北和东南,这种发现在科学上叫磁偏角.