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指南针

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''' 指南针 '''(''' compass''' ), ( 辨方工具),又称罗盘或司南,是一种用于指示 [[ 方向 ]] 的工具,广泛应用于各种方向判读,譬如 [[ 航海 ]] 、野外 [[ 探险 ]] 、城市 [[ 道路 ]] [[ 地图阅读 ]] 等领域。 指南针可分为 [[ 依靠磁力 ]] [[ 不依靠磁力 ]] 两类。依靠磁力的指南针又可再细分为两类:一是根据 [[ 地球磁场 ]] [[ 有极性 ]] 制作的 [[ 地磁指南针 ]] ,但这种指南针指示的南北方向与真正的南北方向不同,存在磁偏角;二是 [[ 电子指南针 ]] ,采用 [[ 磁场传感器 ]] [[ 磁阻 ]] (MR)技术,可很好地修正 [[ 磁偏角 ]] 的问题,现已大量用于 [[ 卫星定位 ]] 装置中。至于不依靠磁力的则纯粹依靠器件内部的 [[ 物理方法 ]] 指示方向,如指南车<ref>[http://www.ufo110.net/Mysteries/renlei/3259.html 指南车工作原理最早的设计草图是谁发明的] ,线索网,发布时间:2016-08-08 09:49</ref>或惯性导航系统。
指南针又称指北针,因为当代指向针常在指向北方的一端漆上颜色标记,以便使用者寻找北方。
==产生背景==
[[File:指南针 中国古代十大发明(之一).jpg| 有框350px|缩略图|右|<big>指南针 中国古代四大发明(之一)</big>[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1575765819942&di=f6fe76b07ca08916a05eee4a3e4f1480&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fpic.kekenet.com%2F2015%2F0707%2F57751436254698.png 原图链接][http://www.kekenet.com/read/201507/384451.shtml 来自可可英语 的图片]]]
[[ 地球 ]] 是一个大磁体。地球的两个极分别在接近地理 [[ 南极 ]] 和地理 [[ 北极 ]] 的地方。地球表面的磁体,当可以自由转动时,就会因磁体 [[ 同性相斥 ]] [[ 异性相吸 ]] 的性质指示南北-- —— 这个道理,古人不够明白; 但这类现象,古人已经发现。
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)。《管子》的数篇中早已记载了这些发现:" :“ 山上又磁石者,其下有金铜。" 《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:" :“ 慈招铁,或引之也。" 古人称" " " "
==司南==
===磁现象的发现===
有一种观点认为中国古代记载的“司南”就是指南针最早形式(战国时 [[ 韩非子 ]] 《有度篇》即已出现司南一词)。东汉王充(公元27~约97)《论衡》(明嘉靖版)卷十七是应篇第五十二说“司南之杓,投之于地,其柢指南”,这个记载虽不是最早,但是最早表述清楚的一个。司南具体形式却有很大争议,根据《论衡》以及 [[ 唐韦肇 ]] 《瓢赋》中的记载, [[ 王振铎 ]] 判定司南为勺型 [[ 天然磁石 ]] 配合 [[ 地盘 ]] ,虽有出土汉地盘和河南南阳东汉墓出土石刻司南勺图佐证,但毕竟无完整配合出土。1950年代 [[ 钱临照 ]] 试图以天然磁石制做勺形司南,但因天然磁石磁距小、底部摩擦大而未成功。
将司南理解为 [[ 磁勺 ]] 从古文献考证及实验方面在学术界一直存有异议。其中 [[ 东北师范大学 ]] 教授 [[ 刘秉 ]] 正在1956年考证出指南鱼 <ref>[http://b2museum.cdstm.cn/ancmach/machine/jb_49.html 指南鱼],中国古代机械</ref> 是中国人最早地进行人工磁化的应用,同时也对司南是磁性指南工具提出质疑。
近些年来他进一步提出《论衡·是应篇》以及《瓢赋》中的司南是天上的 [[ 北斗 ]] , 而其它的文献中的司南或指南有的是 [[ 指南车 ]] 如《鬼谷子》记载的司南,有的是 [[ 行事的准则 ]] 如《抱朴子·外篇·疾谬》中的指南,还有是指官职如《韩非子》中的记载。
2005年中国国家博物馆研究员 [[ 孙机 ]] 近根据前北平历史博物馆旧藏残宋本《论衡》认定“司南之杓”杓字实为酌,那么看来“其柢指南”之柢也非指勺柄。根据最新的文献考证表明,司南是北斗的别称,同时司南的其他用法也都与北斗有关。此文通过对北魏· [[ 温子升 ]] 《定国寺碑》中“幽隐长夜,未睹山北之烛;沉迷远路,讵见司南之机。”
梁· [[ 吴均 ]] 《酬萧新浦王洗马诗二首》中的“独对东风酒,谁举指南酌”等唐以前文献的分析,认为这些文献中司南只能解释成北斗,而《论衡》,《瓢赋》中的司南也应是北斗。
[[ 元稹 ]] 《加裴度幽镇两道招抚使制》中的司南应是官职,宋· [[ 释正觉 ]] 《颂古》:“妙握司南造化柄,水云器具在甄陶。”中的司南应是 [[ 权力 ]]
唐· [[ 宋暠 ]] 《獬廌赋》中“守法者仰之以司南,疾恶者投之于有北。”的司南是 [[ 法律 ]] ,这些词意都来源于北斗。
另外《韩非子·有度》中的司南也应解释成法律,其中的“朝夕”不是方向,而是早晚朝见或 [[ 君王 ]] 早晚听政。其他司南引申 时间( [[ 杜甫 ]] 《咏鸡》中的司南)、指德高望重的人( [[ 张九龄 ]] 《祭张燕公文》)、以及指导准则等意也来源于北斗。
===罗盘的发明与西传===
磁针问世后,先后用于 [[ 堪舆 ]]<ref>[https://cidian.911cha.com/MXFzd2k=.html 堪舆],汉语词典</ref> [[ 航海 ]] 。为了使用方便,读数容易,加上磁偏角的发现,对指南针的使用技巧提出了更高的要求,方家首先将磁针与分度盘相配合,创制了新一代指南针-- —— 罗盘。不过有些场合,碗中的 [[ 水浮磁针 ]] 仍在使用,故 [[ 沈括 ]] 《梦溪笔谈》卷二十四称" 水浮多荡摇" [[ 江苏 ]] [[ 河北 ]] [[ 辽宁 ]][[ 旅大 ]] 曾出土元代的不带刻度的指南针专用针碗。当航船还在使用浮针加针碗时, [[ 堪舆罗盘 ]] 却远远地跑到了前面。
===指南鱼===
若遇天景曀霾,夜色螟黑,又不能辨方向,则当纵老马前行,令识道路,或出指南车或指南鱼以辨所向。指南车法世不传。鱼法以薄铁叶剪裁,长二寸、阔五分,首尾锐如鱼形,置炭火中烧之,候通赤,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,平放鱼在水而令浮,其首常南向午也。
[[ 李约瑟 ]] 指出,铁皮从高于居里点(600℃-700℃)的温度急速降温,就会被 [[ 地磁场 ]] 磁化成为 [[ 磁铁 ]] 。这种利用地磁场制作磁铁的方法,虽然磁性较弱,但具有不需天然磁铁 <ref>[http://www.yihao16888.com/new.asp?id=303 天然磁铁是怎么形成的?],深圳市亿豪杰磁铁有限公司</ref> 的优点。上文中的“道路”、“指南鱼以辨所向”等字句,说明指南针在1044年已经用于陆路交通了。
世界上最早的关于用 [[ 天然磁石磨钢针 ]] 的方法造磁针,以及人造磁针指南的记载,出现在北宋沈括《梦溪笔谈》:
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。其法取新纩中独茧缕,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。余家指南、北者皆有之。
其中记载:
方家用磁石磨针锋,制造指南针。
四种支撑磁针的方法: [[ 水浮 ]] (水磁针)、放在指甲上、放在碗边,用一根蚕丝悬挂磁针(旱磁针)。磁偏角现象 <ref> [http://www.kepuchina.cn/wiki/ct/201802/t20180219_552697.shtml 磁偏角],科普中国</ref>
亦有人制造 [[ 指北针 ]]
===旱罗盘===
元初《事林广记》记载:  [[ 木刻 ]] 鱼子,如拇指大,陷好磁石一块子,却以蜡填满,用针一半佥从鱼子口中钩入,令没水中,自然指南。以手拨转,又复如此。以木刻龟子一个,一如前发制造,但于尾边敲针入去,用小板子,上安以竹钉子,如箸尾大,龟腹下微陷一穴,安钉子上,拨转常指北。
===元、明航海罗盘的运用===
最早见于 [[ 航海 ]] 用途的指南针记载于 [[ 北宋 ]][[ 朱彧 ]] 撰写的《萍洲可谈》:
舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针,或以十丈绳钩,取海底泥嗅之,便知所至。海中无雨,凡有雨则近山矣。……
《萍洲可谈》成书于1111年-1117年间,但所叙述的是1086年的事。这比Alexander Neckam可能写于1190年的《论器具(De naturis rerum)》中说法:航海时“白天云遮太阳,或夜间黑暗不辨方向时,使用磁铁摩擦铁针,针停时指南北,”早约一个世纪。与 [[ 英国 ]] 几乎同时 [[ 法国 ]] 和稍晚一点的 [[ 意大利 ]] 也有了首次指南针的记载。
1123年宋朝派遣使臣取海路出使 [[ 朝鲜 ]] ,《宣和奉使高丽图经》记载用水浮指南针 [[ 导航 ]]
是夜洋中不可住,维观星斗前迈。 若晦冥,则用指南浮针, 以揆南北。
宋代的航海指南针,除“南北”,还未见有其他方位,如:东、西、西北等方向。
[[ 四十八方位罗盘 ]] 用于航海的文献纪录,最早见于元代 [[ 周达观《 ]] 真腊风土记》:
[[ 温州 ]] 开洋,行丁未针。历闽、广海外诸州港口,过七洲洋,经交趾洋到占城。又自占城顺风可半月到 [[ 真蒲 ]] 。又自真蒲行 [[ 坤申针 ]] ,过 [[ 昆仑 ]] 洋入港。
其中丁未针= 202.5°、坤申针= 232.5°。
明朝永乐年间随 [[ 郑和下西洋 ]] 的巩珍在《西洋番国志》的《自序》中叙述应用水浮罗盘的情况[15]:
往还三年,经济大海,绵邈弥茫,水天连接,四望迥然,绝无纤翳之隐蔽。惟日月升坠,以辨西东,星头高低,度量远近。斫木为盘,书刻干支之字,浮针于水,指向行舟。
《郑和航海图》中纪录109道航海针路。例如:
“太仓港口开船,用丹乙针,一更,船平吴淞江。用乙卯针,一更,船到南汇嘴。平招宝”。 (郑和航海图五) “ [[ 苏门答腊 ]] 开船,用干戌针,十二更,船平龙涎屿。四十更,船又用辛酉针。五十更,船见锡兰山”; (郑和航海图十八 干戌= 307.5° ,辛酉= 277.5°) “官溜屿用庚酉针,船收木骨都束”。 (郑和航海图二十。庚酉= 262.5°) 
明代《顺风相送》、《指南正法》、《东西洋考》等文献都有针路记录:
[[ 广东 ]] 往磨六甲:南亭门放洋,用坤未针 (217.5°)五更船取乌头山。用单坤针(西南 225°)十三更取七洲洋。坤未 (217.5°)针 七更船平独猪山。……干亥 (322.5°)针五更船平昆宋屿,单亥针(330°)五更船取前屿,干(315°)针五更取五屿;沿山使取磨六甲。 [[ 台湾 ]] 往日本从大港出。东南风可用丁未 (202.5°)及单未 (210°)过茄老湾线。南到青水乌水干,可牵舵及用壬(345°)及壬子(352.5°),转变取澎湖东过。 [[ 七洲洋 ]] 用坤未针,三更取铜鼓山。 
明代舟师使用的罗盘,用水浮针,有一定的规矩:
取水下针,务要阳水,不取阴水”,“安罗经,下指南(针),须从干宫下”。下针之前,舟师必须诵读《地罗经下针神文》,拜 [[ 周公 ]] 圣人, [[ 李淳风 ]] 仙师, [[ 定针童子 ]] [[ 转针神郎 ]] [[ 换水神君 ]] [[ 下针力士 ]] [[ 走针神兵 ]] [[ 罗经坐向守护尊神 ]] 、护国庇民 [[ 妙灵昭 ]] 应明著天妃等神灵,祈求“今日良辰下针,青龙下海永无灾。
近来曾在 [[ 青岛 ]] [[ 海南 ]] 发现明代 [[ 瓷质水浮指南针 ]] ,尺寸大至为:最大外径9.5厘米;上有盛水同心圆孔径4.4厘米,孔深2.3厘米,外围 [[ 青花釉 ]] 绘刻度,底座、四壁厚实坚固,估计是去水收藏,用时加水。现代液体罗盘基本原理类似,不过改进采用了密封技术。
==现代指南针==
中国在12世纪已经发明旱罗盘即现代指南针基本形式。经过 [[ 阿拉伯 ]] 人有效改进后才传入 [[ 欧洲 ]] 。但是欧洲现存关于指南针的记载早于阿拉伯,阿拉伯语中指南针(al-konbas)一词也似源于古 [[ 意大利 ]] 语。近来在 [[ 江西临川 ]] 一座葬于公元1198年的宋墓里发现一俑(标写“ [[ 张仙人 ]] ”),手持一似 [[ 风水罗盘 ]] “亦是旱罗盘”物,有观点认为旱罗盘中国也可能早于西方使用,但可能先发明于 [[ 江南 ]] 沿海(如泉、广)一带应用,故博学如沈括也未见到,今后尚须考古文物工作者努力。内陆后世旱罗盘则多用于 [[ 风水罗盘 ]] [[ 校时罗盘 ]] ,如174/l189曾三异《同话录》“地螺,或有子午正针,或用子午丙壬间缝针。天地南北之正,当用于午。”“地螺”可能是一种校时罗盘,主要用途是校时。
另外,越是靠近两极地区,指南针就越没办法发挥功效:在北极点时,地表上的任何方向都可以被视为南方;在南极点时,地表上的任何方向都可以被视为北方。
==打开了世界市场==
指南针在航海上的应用对地理大发现和海上贸易有极大的促进作用。指南针的发明源于中国古人如何定向问题的研究,也表明古人对如何定向问题的重视,为此,指南针被誉为 [[ 中国古代四大发明之一 ]] 。古代中国人将指南针用于军事和航海的活动,也被用于 [[ 堪舆术 ]] ,后来还辗转传入欧洲,在欧洲的航海活动和地理大发现中,发挥了不可替代的重要作用。在 [[ 航海技术 ]] 发明中,指南针也是最重要的单项发明。==视频== ===<center>指南针相关视频</center>=== <center>中国--指南针的发明</center> <center>{{#iDisplay:w0399a4mhty|650|480|qq}}</center> <center>海丝指南鱼的视频</center>
<center>{{#iDisplay:a03210ql0yw|650|480|qq}}</center>
==参考文献==
[[Category:470 330 製造 物理學 總論]]
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