指南針是古代漢族勞動人民在長期的實踐中對物體磁性認識的結果，對人類的發展起著重大的作用。那么關于指南針的知識大家了解多少呢?知道是誰發明的嗎?知道當中的發明歷史嗎?下面跟隨學習啦小編一起來看看吧。

　　指南針的發明者

　　指南針的始祖大約出現在戰國時期。它是用天然磁石制成的。樣子象一把湯勺，圓底，可以放在平滑的“地盤”上并保持 平衡，且可以自由旋轉。當它靜止的時候，勺柄就會指向南方。古人稱它為“司南”，當時的著作《韓非子》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》中記載了司南的應用，鄭國人采玉時就帶了司南以確保不迷失方向。

　　春秋時代，人們已經能夠將硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具，因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。東漢時的王充在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了明確的記錄。司南是用整塊天然磁石經過琢磨制成勺型，勺柄指南極，并使整個勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置于光滑的地盤之中，地盤外方內圓，四周刻有干支四維，合成二十四向。這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象，積累了大量的知識和經驗，經過長期的研究才完成的。司南的出現是人們對磁體指極性認識的實際應用。 但司南也有許多缺陷，天然磁體不易找到，在加工時容易因打擊、受熱而失磁。所以司南的磁性比較弱，而且它與地盤接觸處要非常光滑，否則會因轉動摩擦阻力過大，而難于旋轉，無法達到預期的指南效果。而且司南有一定的體積和重量，攜帶很不方便，這可能是司南長期未得到廣泛應用的主要原因。

　　司南由青銅盤和天然磁體制成的磁勺組成，青銅盤上刻有二十四向，置磁勺于盤中心圓面上，靜止時，勺尾指向為南。

　　指南針的發明歷史

　　早在兩千多年前的戰國時期，人們利用磁石指示南北的特性制成了指南工具──司南。但是，戰國時期的司南是什么樣子無法考證。

　　據1982年3月，《光明日報》報道：磁山(在今河北省邯鄲市武安)是我國四大發明之一指南針的發源地。據《古礦錄》記載：《明史地理志》稱：“磁州武安縣西南有磁山，產磁鐵石。” 又《明一統治》稱：“磁州武安縣西南有磁山，產磁鐵石。”又《古礦錄》記載：《明一統治》稱：磁山，在縣西南30里，土產礦石，州名取此。磁山，指南針的故鄉。

　　典籍記載有關指南針的事情和典籍作者，全都在古代邯鄲為中心的燕趙文化區域內;在可考典籍范圍內記載的中國古代指南 針，全都是用天然磁石磨制而成;且根據先秦典籍記載，產天然磁石的只有武安磁山(今河北省邯鄲市武安)。在春秋戰國時期有可能制造司南的地方，只能在以邯鄲為中 心的燕趙文化區域內，武安極有可能就是指南針的故鄉。

　　《中國歷史》課本插圖──“司南”，是根據中國歷史博物館展品“漢代司南模型”繪制的。這個模型是后人根據史書記載以及地下出土的漢代地盤實物制成的。地盤是青銅做成的，內圓外方，中心圓面磨得非常光滑，以保證勺體指示方向的準確性。中心圓外圍依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共計二十四個方位。地盤中心的小勺是用整塊的天然磁鐵磨成的，磁鐵的正極磨成司南的長柄，勺頭底部是半球面，非常光滑。使用時先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動勺柄，使它轉動，等到司南停下來，勺柄所指方向就是南方。這種勺形司南直到八世紀時仍在應用。

　　到了宋代，勞動人民掌握了制造人工磁體的技術，又制造了指南魚。指南魚是把薄鋼片剪成魚形，長二寸，寬五分，魚的肚皮部分凹下去，使魚象船一樣能浮在水面上。然后加熱并沿子午線方向淬火使之被地磁場磁化(詳見上指南魚部分)。這種人工傳磁方法制成的指南魚比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南魚放在水面上就能辨別方向了。經過長期的改進，人們又把鋼針在天然磁體上摩擦，鋼針也有了磁性。這種經過人工傳磁的鋼針可以說是正式的指南針了。沈括在他的《夢溪筆談》中提到他對指南針的用法做過四種試驗，即水浮法、縷懸法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南針放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“縷懸法”就是在磁針中部涂上一些蠟，上面粘一根絲線，把絲線懸在木架上，針下安放一個標有方位的圓盤，靜止時鋼針就指示南北。“指甲法”就是把鋼針放在手指甲面上，輕輕轉動，由于手指甲的光滑，磁針就和司南一樣也能發生指南作用。“碗唇法”是把磁針放在光滑的碗邊上，轉動磁什，便和指甲法一樣發生指南作用。沈括經過精密的觀察實驗，還發現磁針指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和東南，這種發現在科學上叫磁偏角。

　　指南針的制作方法

　　材料：縫衣針、蠟燭、鐵絲、冷水、透明塑料瓶、鐵錘、細木棒

　　制作方法：

　　1.用鐵絲纏住縫衣針，然后放入火中燒紅，之后馬上浸入冷水中冷卻。要記住：浸的時候一定要把針按南北方向擺放，這樣針才能變成小磁針。還有，你一定要小心別燙著!

　　2.把塑料瓶剪去口，用鐵錘在底部的中央扎一個孔，然后把細線一端拴在小磁針的中部，再把線從孔中穿過。倒立塑料瓶，使小磁針慢慢靜止，這時你會發現，小磁針的一端指向的是南方，另一端指的是北方。

　　指南針的原理

　　地球是個大磁體，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。

　　指南針在地球的磁場中受磁場力的作用，所以會一端指南一端指北。

　　我國“四大發明”之一的指南針，輾轉傳入歐洲后在航海大發現中發揮出不可替代的作用。但科學史家清楚，最早解答“指南針為何能夠指南”問題的并不是中國人，而是英國科學家吉爾伯特。那么，中國發明指南針后對指南針理論作過什么樣的探討?吉爾伯特的理論是否及時傳到了中國?明末清初的“西學東漸”，又對我國指南針理論的發展有過哪些影響?上海交通大學科學史與科學哲學系教授關增建從2003年起開始著手研究這些基本上還是空白的問題。

　　“中國最早的指南針理論，是建立在陰陽五行學說基礎上的‘感應說’。”關增建介紹，11世紀中葉時我國大科學家沈括還對指南針感到匪夷所思，他的《夢溪筆談》介紹了指南針的人工磁化方法、磁偏角的發現和指南針的架設方法，但對指南針為什么會指南卻沒有一點概念——“磁石之指南……莫可原其理!”隨后，文人學者們從陰陽五行學說出發，結合當時人們對大地形狀的認識，提出各種指南針理論。例如，最晚成書于宋代的《管氏地理指蒙》，首先提出如下邏輯：

　　“磁針是鐵打磨成的，鐵屬金，按五行生克說，金生水，而北方屬水，因此北方之水是金之子。鐵產生于磁石，磁石是受陽氣的孕育而產生的，陽氣屬火，位于南方，因此南方相當于磁針之母。這樣，磁針既要眷顧母親，又要留戀子女，自然就要指向南北方向。”

　　關增建表示，從近代物理學的觀點來看，“蒙氏理論”完全異想天開，但從事物的屬性出發解釋其行為，在東西方科學史上都是常用的做法。我國古代陰陽學說昌盛，用陰陽學說闡釋指南針指南及“常微偏東”的原理，是再自然不過的事情。特別是，該理論認為磁石不同端面有不同屬性，它們決定磁針的指向，這種說法很容易啟發人們發現磁石的兩極，并進一步聯想到磁極與磁針指向之間的關系，從而為正確認識這一問題找到可能的途徑。

　　南宋人的指南針原理，仍認為“指南針之所指，即陽氣之所在”，只是圍繞磁偏角現象，立論依據更多轉向地理方位的坐標系統——中國古人認為地是平的、大小有限，這樣地表面必然有個中心，過該中心的那條子午線就是唯一的南北方向。南宋人曾三異等認為，一旦測量地點不在這條南北線上，指南針所指向自然“少偏”。到明代，有人假托南唐人著作指出，指南正針由大地方位系統決定，而偏角則由天體方位劃分系統所決定。關增建認為，這種說法“體現了傳統指南針理論在陰陽感應學說和磁偏角的存在這一矛盾面前所表現出來的窘迫”。

　　明萬歷年間(公元1573～1620年)，傳教士來華，帶來西方的指南針理論、地球學說以及相關科技知識。受其影響，中國學者開始從新的視角探討指南針理論問題，在此過程中，陰陽五行的作用不斷淡化，力學角度的分析不斷增加，但吉爾伯特1600年提出的科學理論連西方學界都沒統一，更談不上入主東土。傳教士中，1658年抵華的比利時耶穌會士南懷仁的指南針理論最系統，但他認為決定磁針指向的是地球的地理南北兩極本身，理論仍然局限在古代科學的范圍，而不像吉爾伯特認識到地球本身存在一個磁體。南懷仁理論在中國影響深遠，直到19世紀中葉，我國仍有學者用它解釋指南針問題。而此時，清末來華的傳教士已開始著手把西方近代磁學知識介紹給中國了。
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