航海常识：指南针的发展简要解析

指南针是怎样发展起来的？

指南针是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器，也叫罗盘针。正因为磁石的缘故，所以我们介绍指南针就必须从磁石说起。

磁石像一个慈祥的母亲吸引自己的孩子那样，把许多铁屑紧紧吸在一起，所以人们称它为“慈石”，它通常被称为“吸铁石”。

磁石吸铁是因为每块磁石两端都有不同的磁极，一端叫正极，另一端叫负极。其实，人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。(www.xing528.com)

战国时期，出现了指南工具——司南，司南是人们利用磁石指示南北的特性而制成的。但是，无法考证战国时期的司南到底是什么样子。《中国历史》课本插图有关“司南”的图片，其实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24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。使用时应当先把地盘放平，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。这种勺形司南一直沿用到公元8世纪。

随着时代的发展，劳动人民逐步掌握了制造人工磁体的技术，因此到了宋代，出现了指南鱼。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，使鱼像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。这种人工传磁方法制成的指南鱼使用起来比司南方便多了，只需要一碗水，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4种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”就是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，来指示方向。“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，静止时钢针就会指示南北。“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”就是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁针，便可以和指甲法一样发生指南作用。经过精密的观察实验，沈括还有一个重大发现，就是磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种情况在科学上叫磁偏角。