指南针的发展历史

① 指南针的发展历程

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② 中国的指南针历史

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。 我国“四大发明”之一的指南针，辗转传入欧洲后在航海大发现中发挥出不可替代的作用。但科学史家清楚，最早解答“指南针为何能够指南”问题的并不是中国人，而是英国科学家吉尔伯特。那么，中国发明指南针后对指南针理论作过什么样的探讨？吉尔伯特的理论是否及时传到了中国？明末清初的“西学东渐”，又对我国指南针理论的发展有过哪些影响？上海交通大学科学史与科学哲学系教授关增建从2003年起开始着手研究这些基本上还是空白的问题。 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。 《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。他在《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。 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

③ 指南针的演变历程

指南针大约在我国战国时期就已经出现了。最初的指南针是用天然磁石制成的，样子像一只勺，底圆，可以在平滑的“地盘”上自由旋转，等它静止的时候勺柄就会指向南方。占人称它“司南”。东汉的王充，在他的《论衡·是应篇》中曾说：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”这里的“地”，是指汉代栻占的方形“地盘”，地盘四周刻有八千（甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸）和十二支（子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、西、戌、亥），加上四维（乾、坤、粪、民），共二十四向，用来配合司南定向。从战国、秦汉、六朝以至隋唐的古籍中。有不少关于司南的记载。如《韩非子·有度篇》里有“先王立司南以端朝夕”的话，“端朝夕”就是正四方的意思。《鬼谷子·谋篇》里也记载说，“郑人取玉，必载司南，为其不惑也。”就是说郑国的人到远处去采玉，就带了司南去，以便不迷失方向。

古代的司南是用天然磁石经人工用琢玉的办法琢磨成的。我国商周时期琢玉工人的技术已经很精湛，至迟在春秋时期就已经能把硬度五到七的软玉和硬玉琢制成各种形状的玉器，因此也能够把硬度只有五·五到六·五的天然磁石制成形体比较简单的司南来。
由于天然磁石在琢制成司南的过程中不容易找出准确的极向，而且也容易因受震而失去磁性，因而成品率低。同时也因为这样琢制出来的司南磁性比较弱，而且在和地盘接触的时候转动摩擦阻力比较大，效果不很好，因此这种司南未能得到广泛的使用。

随着社会生产力的不断发展，科学技术的不断进步，航海业的不断扩大和发展，制造出一种比司南更好的指向仪器不但成为必要，而且也有了可能。在经过劳动人民长期的生产实践和反覆多次的试验之后，人们终于发现了人工磁化的方法，这样就产生了更高一级的磁性指向仪器。

北宋初年由曾公亮主编的一部军事著作《武经总要》和由著名的科学家沈括撰写的《梦溪笔谈》里，分别介绍了指南鱼和指南针。指南鱼是用薄铁叶裁成鱼形，然后用地磁场磁化法，使它带有磁性（详后）。在行军需要的时候，只要用一只碗，碗里盛半碗水，放在无风的地方，再把铁叶鱼浮在水面，就能指南。但是这种用地磁场磁化法所获得的磁体磁性比较弱，实用价值比较小。另一种指向仪器是指南针，它是以天然磁石摩擦钢针制得。钢针经磁石摩擦之后，便被磁化，也同样可以指南。沈括根据他的见闻，在《梦溪笔谈》卷二十四里说道：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”直到十九世纪现代电磁铁出现以前，几乎所有的指南针都是采用这一种人工磁化法制成的。这时，指南针在它的发展史上已经跨过了两个发展阶段——司南和指南鱼，发展成一种更加简便、更有实用价值的指向仪器。以后各种名目繁多的磁性指向仪器，就都以这种磁针为主体，只是磁针的形状和装置法有所变化罢了

④ 请说出指南针的发展史

指南针的发展，经历了司南、磁勺、磁针、罗盘、现代指南针几个阶段。

1、司南（战国到唐）

司南是最早的磁性指向器。这个名字从战国（公元前475年—公元前221年）开始使用，终止于唐代（公元618年—公元907年）

记载司南的最早的文献是《鬼谷子》（成书于春秋战国时期），其中写道：“郑人之取玉也，必载司南之车，为其不惑也。”从《鬼谷子》中的记载可以看出，郑人去“取玉”，必须要带上司南，就是为了避免方向的迷失。

⑤ 指南针的演变历程是什么

大家知道，有一种石头具有吸铁的性质，人们通常称为“吸铁石”。因为一碰到铁，它就会把铁吸住。在古代，人们叫它“磁石”。每块磁石的两端都有不同的磁极，一头叫正极，一头叫负极。我们居住的地球也是一个大磁体，在南北两端也有不同的磁极。
大家又知道，凡是同性磁极则相排斥，而异性磁极则相吸引。所以无论在地球表面的什么地方，拿一根可以自由转动的磁针，它的正极总是指向北方，负极指向南方。我们的祖先掌握了这些知识，发明了最早的定向仪器司南。司南，就是指南的意思。这种仪器就是人们在对磁石功能的认识基础上发明的。
司南的样子像勺子，大约是用整块的天然磁石，轻轻地琢磨而成，并且把磁石的负极琢磨成司南的长柄。司南做好后还得做一个光滑的底盘。使用的时候，先把底盘放平，再把司南放在底盘中间，用手拨动它的柄，使它转动，等到司南停下来，它的长柄总是指着南方。
随着社会生产力的发展，尤其航海业不断扩大和发展，对指向仪器要求越来越高。北宋时代，人们用薄铁叶裁成鱼形，然后用地磁场磁化法，使它带有磁性，行军中可随身携带，使用时，将其浮在水面，便可指南。后来，人们又用钢针经磁石摩擦磁化。到了19世纪，现代电磁铁出现，取代了历来人工磁化法。由于不同时期指针形状不同，名称也各异，如指南鱼、指南龟、指南车、罗盘和罗经等。到13世纪时，中国发明的指南针传到阿拉伯，现在人们广泛使用的指北针就是这样演化来的。

现代电子罗盘
现代人制作了各种电子指南针，智能手机普遍有这个软件，电子罗盘也叫数字罗盘，是利用地磁场来定北极的一种方法，应用到手机上，其实就是电子指南针，电子罗盘一般用磁阻传感器和磁通门加工而成。
虽然GPS在导航、定位、测速、定向方面有着广泛的应用，但由于其信号常被地形、地物遮挡，导致精度大大降低，甚至不能使用。尤其在高楼林立城区和植被茂密的林区，GPS信号的有效性仅为60%。并且在静止的情况下，GPS也无法给出航向信息。为弥补这一不足，可以采用组合导航定向的方法。电子罗盘正是为满足用户的此类需求而设计的。它可以对GPS信号进行有效补偿，保证导航定向信息100%有效，即使是在GPS信号失锁后也能正常工作，做到“丢星不丢向”

⑥ 指南针的发展史

指南针发展的四个阶段：

一、司南

早在两千多年前汉（公元前206－公元220年），能工巧匠把磁石打磨凿雕成一个勺形，放在青铜制成的光滑如镜的底盘上，再铸上方向性的刻纹。这个磁勺在底盘上停止转动时，勺柄指的方向就是正南，勺口指的方向就是正北，这就是我国祖先发明的世界上最早的指示方向的仪器，叫做司南。

二、古代罗盘

后来古人又在司南的基础上制作了古代罗盘。这时的罗盘已很像现在使用的指南针了，它具有指方向的磁针和显示方位的刻度盘。把罗盘装在船上，可以为人们航海指引方向。

三、指南鱼

大约在北宋初年，由于军事和航海等需要和材料与工艺技术的发展，先后利用人造的磁铁片和磁铁针以及人工磁化方法制成了在性能和使用上比司南先进的指南鱼。

四、指南针

在指南鱼发明后不久，又发明了一种意义更重大、制法更简单、使用更方便和用途更广泛的指南针。最早是北宋的著名政治家和科学家沈括在其著作《梦溪笔谈》（公元1086年）中记述的，大意是利用天然磁石磨铁针，受磨的铁针就能指向南方。还记述指南针并不完全指南，而是略微东。这就是磁偏角现象。

(6)指南针的发展历史扩展阅读

原理：磁极间的相互作用，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 地球本身就是一个巨大的磁体，叫地磁体，地磁体的南极在地理的北极附近，地磁体的北极在地理的南极附近，因此地球上的小磁针静止时总是一端指南，一端指北。

用法：把指南针平放、周围不要有磁场干扰，待指针摆动停止后，看指针，南、北指针对应的方向就是南北；如果标有N和S，那N是北，S是南。

⑦ 指南针的发展过程.

先秦时代的中国劳动人民已经积累了对磁现象的认识，在探寻铁矿的时候，常常遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是四氧化三铁——化学式Fe3O4，别名氧化铁黑、磁铁、吸铁石，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁）。

古人把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为：“石是铁的母亲，但石有慈和不慈两种，慈爱的石头能吸引他的子女，不慈的石头就不能吸引了。”汉以前古人把磁石写成“慈石”，是慈爱石头的表达。

到了西汉，有一个名叫栾大的方士，他利用磁石的特性做了两个棋子的东西，通过调整两个棋子极性的相互位置，有时两个棋子相互吸引，有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝，并当场演示。汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。

(7)指南针的发展历史扩展阅读：

一、磁针的发明

指南针的发明应当是在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，应以不同的形式出现。唐代堪舆家的活动相当活跃，并开始强调方向的选择，寻找比磁勺更方便的指向器成了当务之急。于是指南铁鱼或者蝌蚪形铁质指向器及水浮磁针应运而生。

二、磁子午线

磁子午线随一年四季的变化而变化。其一，在春分，秋分这天，磁子午线与子午线，以及地球的经线三线重合，指南针直指地球的南北方向极点，误差只有0.08°地轴偏心率，可以忽略不计。

其二，在夏至，冬至这天，磁子午线和子午线是不重合的并且偏磁角最大，最大偏差量为正负23.26°，也就是说在地球南北极附近偏磁点最大，用地球的周长除以365°角在正负23°，等于偏磁极点对应南北极点的距离(正负弧度公里)。

⑧ 指南针的发展历程是怎样的

指南针来的发明，同火自药的发明十分相似，今天已经不可能详细考察了。早在战国时期，我国就有了关于使用磁石确定方向的记载了。当时用磁石所做的指示方向的工具叫做“司南”。

到了宋朝，人们已经学会了用钢铁制造人工磁铁的方法。

最早发明的是指南鱼，有两种制法：一是把薄钢片剪成一个鱼形的小船，然后烧红了顺南北方向放到地面上，受大地磁场感应变成人造磁铁，再把这小磁钢鱼片放到水面上，就可以灵活地指向南极了。二是用磁石去磨针尖，然后用线把针吊起来，针尖就会指向南方。这种方法既简便又有效，为具有实用价值的指南针的出现，创造了重要的技术条件。

到了南宋时期，指南针的制造已经相当科学了。人们把指南针涂上腊，然后用一根蚕丝悬挂在一个木架上，并在下面放一个标有方位的圆盘，这样，在静止时指南针就会精确地指向南北了。这就是著名的“缕悬法指南针”。

⑨ 指南针的以前到现在发展过程

中国是世界上公认发明指南针的国家。指南针的发明是我国汉族劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石吸引铁的性质，后来又发现了磁石的指向性。经过多方面的实验和研究，终于发明了实用的指南针。最早的指南针是用天然磁体做成的，这说明中国汉族劳动人民很早就发现了天然磁铁及其吸铁性。据古书记载，远在春秋战国时期，由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期，生产力有了很大的发展，特别是农业生产更是兴盛发达，因而促使了采矿业、冶炼业的发展。在长期的生产实践中，人们从铁矿石中认识了磁石。 最早的指南针是司南。
公元前7世纪成书的《管子·地数》中就记载：“上有磁石者，下有铜金”。意思说，如果山上有磁石时，山里就藏有铁矿。地理名著《山海经》中，也曾记载“题灌山中多磁石”。《水经注》里记载了秦国阿房宫前面，用磁石制成大门，防避有人进宫谋刺暗杀，如坏人暗披盔甲、暗藏兵器入宫，就会被门吸住而被发现，这说明人民很早就发现了磁石的吸铁性，并加以利用了。
在长期的生产斗争中，我国汉族劳动人民进一步利用磁体的指极性，制成指示方向的机械，这就是指南针。这在《韩非子·有度篇》中和《鬼谷子》一书中都有记载。在《鬼谷子》中记载说，郑国人到深山密林中去采集玉石时，为了不迷失方向，带着“司南”。这“司南”就是指南针这种机械。东汉王充在《论衡》中描述过“司南”，它象只水勺， 用天然磁石磨制面成，勺底为球面体，勺呈椭圆状，勺柄通体渐渐缩成柱状。为了确定方向，还配有一个“地盘”，它是铜质或涂漆木制盘，中央是平滑圆槽，形状可能是内圆外方，框上刻划出定向的刻度，用“干”、“支”（即甲、乙、丙、丁……和子、丑、寅、卯……）以及八卦等表明二十四方位。将会投于地盘中央时，它的柄部就会大体停止在指南的方位上。以上可知司南是现代指南针（磁罗盘）的体型。“指南”是张衡在《东京赋》中第一次提出来的，以后经过魏晋、南北朝、隋、唐，直到宋代经过一千多年才逐渐发展起来了。
宋代杰出的科学家沈括在《梦溪笔谈》中，对指南针发展的当时状况作了详尽的论述。当时在生产和科学实验发展的推动下，特别是航海事业和外贸的兴起扩大下，指南针逐步发展起来。沈括总结了劳动人民在实践在创造的四种指南针的装置方法。第一种是水浮法，将磁针浮于水面进行指南，虽然比较平稳，但容易动荡不定；第二种是指甲旋定法，将磁针置于指甲上，转动灵活，也容易滑落；第三种是碗唇旋定法，将磁针置于碗口边上，转动较灵活，但易滑落；第四种是缕旋法，用蚕丝将磁针悬挂起来，可达到转动灵活而又稳定。他还记载了人工授磁方法即“以磁石磨针锋，则能指南”。这种用人工制成磁体，是一个巨大的进步。此外，还曾制出过“指南鱼”、“旱针”、“水针”。旱针、水针这两种指南针，成为近代指南针（罗盘针）的基本结构原理奠定了基础。沈括在研究指南针的过程中，还总结和发现了地磁有偏角存在。也就是说，指南针指示的方向，“常微偏东，不全南也”。这是我国对地磁学做出的伟大贡献。