中国古代四大发明：东方之光指南针助你走出混沌

“混沌如鸡子，盘古生其中，万八千岁。天地开辟，阳清为天，阴浊为地。盘古在其中，一日九变，神于天，圣于地。天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈。如此万八千岁，天数极高，地数极深，盘古极长。后乃有三皇。数起于一，立于三，成于五，盛于七，处于九，故天去地九万里。”这段文字就是三国时东吴人徐整在《三王历纪》一书中为我们留下的著名神话传说——“盘古开天地”。由此可知，当人类始祖从树上来到地上之初，面对绵延无边的崇山峻岭、辽阔无际的草原、茫茫戈壁沙漠、浩翰无垠的大海，不分南北，难辨东西，处于一片混沌之中。让人走出这混沌世界，开辟广阔的活动空间，天南海北任意驰骋的当然不是神话传说中的盘古，而是我们中华民族的祖先。因为他们用勤劳的双手，聪明的大脑发明了指南针。

早在史前的神话传说时代，中华民族便在探索研制测向仪器，历史上最先出现的测向仪是指南车。

据《太平御览》记载：“黄帝与蚩尤战于涿鹿之野。蚩尤作大雾弥三日，军人皆惑，黄帝乃令风后法斗机作指南车，以别四方，遂擒蚩尤。”另据传说，西周初年，四方诸侯国皆派使前往朝拜周天子。周天子将一辆指南车赐与来自南方的越裳国朝拜使，以防其回国途中迷失方向。据北宋学者燕肃考证，指南车为一依齿轮转动原理制成的机械测向器。车有两轮，用四马拉动，车上装有一长方形箱子，箱里装置的齿轮与车轮相联动，在一个平放着的大齿轮中心插有一根杆子，杆子上装有一手臂笔直指向前方的木人。指南车开动前，人们先将木人手臂所指方向调准南方。指南车走起来后，如果车子向左转弯，箱里的齿轮便会带动木人向右转；反之，当车向右转弯时，齿轮就会带动木人向左转。因此，无论车轮转向何方，车上所载木人的手臂始终指向南方。

有了指南车人们就不必担心旅行时会迷失方向了。不过，在实际使用中指南车有诸多不便。首先，车体笨重，不便携带；其次，受环境限制太大，当在水路上行船和爬山时都无法使用；再其次，制作技术复杂、成本高。因此，战国时人们又发明了一种更简便实用的测向仪器——“司南”。

“司南”是一种依据磁石的指极特性而制成的一种测向仪器，是世界上最早的指南针。人类居住的地球是一个巨大的磁性天体。与一般磁体相同，它有性质相反的两个磁极，其中一极接近于地球的南极，另一极则接近于地球的北极，它们在地球周围空间形成了一个大磁场。根据磁体“同性相斥，异性相吸”的原理，在地球上任意一点转动一磁体，它都必然会自动停止在南北方向上。根据这个原理，人们便制成了一种磁体测向仪——“司南”。

中华民族的祖先，很早便对磁性有了一定认识，并将之广泛用于生活和生产活动中。如《管子》中有“上有慈（磁）石，下有铜金。”这是人们用磁性知识探矿的最早记录，另据传说，秦代，根据磁石可以吸铁的原理，用磁石制做了阿房宫大殿的北门，以防行刺。因为，如果有人穿着铁甲，或携带兵器进殿的话，磁门便可以强大的吸力，将刺客吸在磁门上无法逃脱。

对磁性的最杰出的运用还是用以测向。战国时期著名思想家韩非曾有“立司南从端朝夕”的记载。另据《鬼谷子》一书记载：战国时郑国曾有人在车子上装了“司南”，以防进深山采金时迷失方向。公元一世纪初，东汉王充在其所著《论衡》一书中对司南的形状作了大致的描述：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”据考证，司南的样子像一把汤匙，有一根长柄和光滑的园底，把它放在一个光滑的地盘上。地盘四周刻着八卦和天干、地支，以示方位。这个用以指示方向的“汤匙”是用磁石制成的，其园底即其重心点，磨的特别光滑，放在地盘上，只要轻轻一扳，即可转动起来，待其停止转动后所指方向即南方。由于“司南”在使用时必须配以地盘，故又称“罗盘针”。(www.xing528.com)

据古籍记载：北宋后期（公元11世纪）人们又进一步发现，将一块钢铁与一块磁石相互磨擦至一定程度后，铁块上也会带有磁性，而且比较稳固。于是，人们便根据这个原理磨制出了人造磁铁，并用这种人造磁铁造出了“指南鱼”。北宋的曾公亮和丁度在《武经总要》一书中指出：“行军时让老马在前面带路，或者用指南车、指南鱼辨明方向。”据考证：所谓“指南鱼”即用人造磁铁片做成鱼的形状，让鱼浮在水面上自动转动，待其自然停止转动后，鱼头和鱼尾便停止在南北向上。

利用磁石的指极性研制测向仪器事业的重大突破是指南针的发明。据史籍记载，北宋时期，人们用磁铁片磨制成细小的磁针，用以测向，此即指南针。

指南针不仅制作简单、便于携带，而且对使用方法和条件没有限制，可根据不同条件灵活使用。北宋科学家沈括曾在《梦溪笔谈》一书中将指南针的使用方法大致归纳为如下四种：第一种、“水浮法”，即用几根灯草横穿磁针，使其在水面上转动。这种方法的缺点是，当水面震荡时则不便于使用。第二种、“指甲旋定法”，即将磁针放在指甲上旋转，这种方法使用简便，但容易滑落。第三种、“碗唇旋定法”，即将磁针放在碗边旋转。这种方法的缺点也是稳定性差，容易滑落。第四种、“缕旋法”或称“悬挂法”，即用一小滴黄腊将磁针中部粘在很细的蚕丝上，然后将其悬挂于无风处。沈括认为这种方法既不怕震动，也不怕滑落，最为完善。另外，据陈元靓说，他曾将磁针装入一用木头刻制的鱼肚内，然后用腊封好，将之浮于水面或置于一根尖竹针上转动，待其停止时，鱼头和鱼尾便会停在南北向上。这或许可以称做当时的第五种装置方法——“支撑法”。

指南针的广泛研制和使用，进一步加深了人们对磁性的认识，人们不仅发现了两极磁性的不同，而且还提出了“磁偏角”理论。宋代著名科学家沈括在《梦溪笔谈》中指出：“方家以磁石磨针锋，则能指南。然常微偏东，不全南也。水浮多荡摇。指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为最善。其法取新行中独玺缕，以芥子许蜡，缀于针腰，无风处悬之，则针常指南。其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。”为什么有的指南，有的指北呢？在《补笔谈·药议》中，沈括对此作出了解释：“以磁石磨针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不同，如夏至鹿角解，冬至麋角解，南北相反，理应有异，未深考耳。”对于沈括所提到的指南针“常微偏东，不全南也”的现象，宋代药物学家寇宗在其作于1116年的《本草衍义·磁石条》中进一步进行了量化说明：“磨针锋则能指南，然常偏东，不全南也。其法取新纩中独缕，以半芥子许腊，缀于针腰，无风处垂之，则针常指南。以针横贯灯心，浮水中，亦指南，然常偏丙位。”即指南针指的非正南，而是为正南偏东15度。

指南针的广泛使用和地磁偏角理论的提出，标志着人类对其生存空间已不再“晕头转向”了，而是真正做到了“心明眼亮”。人们将困扰他们若干世纪的“混沌世界”送进了博物馆。然后，昂首挺胸地向全球一体化的新世界迈进。