指南针的发明者是谁 - 爱问答

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指南针的发明者是谁

相传公元前2700年中国的轩辕黄帝发明了指南针。黄帝用指南针,在大雾中辨别方向,打败了蚩尤。

指南针是我国古代劳动人民的四大发明之一,也是中华民族对世界文明作出的一项重大贡献。它是根据物理学上磁学原理研制而成。它最早发明于何时,是谁人发明的,目前还没有定论,但是传统的说法,也是权威性的说法是有熊国(今河南新郑市)的轩辕黄帝发明的。西晋崔豹《古今注》说:“黄帝与蚩尤战于涿鹿之野。蚩尤作大雾,兵士皆迷。于是作指南车以示四方,遂擒蚩尤而即帝位。”

关于指南针具体是谁发明的,在学术界没有定论。就是说没有谁说得清楚具体发明人是谁。

指南针的前身叫“司南”,相传公元前2700年中国的轩辕黄帝发明了指南针,黄帝用指南针,在大雾中辨别方向,打败了蚩尤。

战国时期

据《古矿录》记载最早出现于战国时期的磁山一带。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。 [2] 

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。 [2]  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。” [2]  又《明一统治》称:“磁州武安县西南有磁山,产磁铁石。” [2]  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。 [2] 

典籍记载有关指南针的事和典籍作者,全都在古代邯郸为中心的燕赵文化区域内; [2]  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; [2]  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)。[2]  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。 [2] 

 

观点之一

王振铎的相关观点,指南针的发明至早不逾于宋代,此种观点在其一系列的研究成果都有所体现。如在《司南、指南针与罗经盘(上)》一文中所述:“自周末至李唐,古人所称述之‘司南’或称‘指南’为一种辨别方向之仪器,其物便于携带及测验,宛如指南针之用矣。王振铎认为在唐朝已经出现了便于携带的类指南针仪器,但绝不是指南针。王振铎把此种物件看作是指南针的过渡形式。王振铎未明确论断指南针发明的具体时问,由于缺乏材料,出于科学严谨性方面考虑,所以未轻易论断。他在《司南、指南针与罗经盘(中)》中说:“(指南)鱼法固早于(指南)针法约半个世纪,然此二者先后相互之关系,仍有待史证之发现而说明也。”正是在此况下说的。另外,在同一篇论文中又说:“中国古代,藉缝纫之钢针,经人工传磁,而成人造磁体之指南针,其史证之发现,至今尚未见有早于十一世纪以前者。”这是以北宋时沈括《梦溪笔谈·杂志一》与《梦溪笔谈补》为根据而加以论断的。这两篇文章中记载了此种人工传磁而成人造磁体的指南针。另外王振铎在此篇文章中批判了英人维烈亚力(Alexanderwylie)所著《中国研究》中所指的唐朝僧一行已经注意到了磁针所指方向与北极之差的错误理解。最后郑重地提出论断:“按中国磁针偏向之记载,尚未发现史证有早逾《梦溪笔谈》者,存中记其‘微偏东’,寇宗爽记谓‘偏东’,即指磁针之偏角而言。”这便是王振铎由于材料所谓限制而不能对中国磁偏角的发现时间有一个确切的认识。关于指南针的发明时代,王振铎只是给出了一个大致的推测,在《司南、指南针与罗经盘(中)》中,王振铎说:“指南针之发明时代,以《萍洲可谈》海舶用磁针及沈括谓方家制磁针,信其创始必早。”指南针的发明应当是一个很漫长的时间中,慢慢地改进的结果,而不同时期的形式,也应以不同的形式出现,王先生也只能给出一个时间区间。 [4] 

 

观点之二

李约瑟的观点,顺序的磁偏角,先向东后偏西,体现在中国堪舆罗盘的设计的同心圆,这些同心圆一直存留至当代。勿容置疑,磁罗盘在中国用于堪舆目的很久以后,才被用于航海。但是航海罗盘确是中国人的发明,它可能发生在十一世纪以前的某个时期或更早的时期。”李约瑟在此段中对指南针,磁偏角、罗盘等问题论述的清楚,虽然有些论断过于武断,但是对中国指南针的发明问题,做出了一个总结性的论断。

潘吉星先生在王振铎先生与李约瑟先生研究的基础之上加以总结,但可以明显看出他比较同意李先生的观点,对于李约瑟先生所提到的几个材料在《中国古代四大发明——源流外传及世界影响》一书作了详细地论述与阐述。但同时也和李约瑟先生一样,在有些问题上过于武断,明显的证据不足,让人难以信服。

如他在书中所述:“但从司南仪到指南针中间经历了几个技术过渡,这些过渡发生在魏晋南北朝至唐代。”他这种论断性的结论没有太多的材料支持。但此结论在大体上是没有错的。潘吉星先生和李约瑟先生一样把崔豹《古今注》中的“蝌蚪,虾蟆,(青蛙)子也,一名悬针,一名玄鱼。”作为“从勺到针”的过渡来看。他说:“将在空中的磁针与方位盘配合,在晋南北朝曾经用过,确能指南,从而实现了李约瑟先生说的from the spoon to the needle(从勺到针)的过渡。”潘吉星先生在同一本书中也对水罗盘的出现时问做出了论断。他说:“有证据显示,9世纪唐代堪舆罗盘制造者已经做出了这决定性的一步。”在同一页中,他再一次强调说:“晋南北朝开始对司南作技术改进,而在唐代后期完成从司南向罗盘的转变,北宋人享受这些技术成果并使之发扬,历史的发展脉络应是如此。”进一步对指南针的发展脉络做出了阐述。潘吉星在李约瑟先生研究的基础之上,吸收了王振铎先生的部分观点,对指南针的发明时间与过程重新作了一个界定,虽然依然有部分不妥之处,但总体来说,是科技史上的一个进步。丽另外一些学者,或是没有新材料而做出惊人的论断,或是材料不足,仅凭某一材料片段做出新的论断,但总体来说均未能让众人信服,影响亦不是很大。”而把指南针起源论断于唐代。姑且不论此论断的正确与否,单依此材料根本不能得出此种论断。 [4] 

 

观点之三

在成都民间收藏族的藏品中,发现了一件极具学术研究价值的玉(石)器,它是由七块玉(石)板拼接而成,正面是图形,反面是古文字,特别是在第4块玉(石)板上的中间,有一个圆形图案,其上放置了一个类似半个“地球”的东西。在这个“地球”的顶部(北极)有一个直径4cm的小洞,其中插有一支玉(石)的指南针,在圆形图案上还有“东”、“南”、“西”、“北”四个古文字。依据现有学科专业知识分析,这四个古文字与我们今天在进行地质填图时所使用的罗盘上的“东”、“南”、“西”、“北”的方位字一样,除东字外,其余“南”、“西”、“北”三个字均与甲骨文不同。在三星堆玉(石)器上发现指南针很重要,那种认为指南针最早出现在春秋战国时代的观点由此会被彻底推翻,文献中曾提及的黄帝发明指南车一事,但至今只是推测,未见考古实物,而三星堆地区玉(石)器上指南针的发现把中国指南针的发现史推到了伏羲时代。三星堆发现的指南针是玉(石)的,不会转动,是象征性的。 [5] 

 

据说司南是黄帝与蚩尤大战时发明的 可信度不高 本人认为应该是谋士和工匠共同研发的

指南针是我国古代劳动人民的四大发明之一。它是根据 上磁学原理研制而成。它最早发明于何时,是谁发明的,目前还没有定论,但是传统的说法,也是权威性的说法是有熊国的轩辕黄帝发明的,

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。

指南针大约出现在战国时期,它的发明者是司南。

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