指南針的問題 指南針的問題？？？
指南針指的是地理南極也就是地磁北極
指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。指南針的前身是中國古代四大發(fā)明之一的司南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的南極，利用這一性能可以辨別方向。常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面。
指南針的發(fā)明是我國勞動(dòng)人民，在長期的實(shí)踐中對物體磁性認(rèn)識的結(jié)果。由于生產(chǎn)勞動(dòng)，人們接觸了磁鐵礦，開始了對磁性質(zhì)的了解。人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石引鐵的性質(zhì)。后來又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。經(jīng)過多方的實(shí)驗(yàn)和研究，終于發(fā)明了可以實(shí)用的指南針。
【指南針指示方向的原理】
地球是個(gè)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(huì)一端指南一端指北。
我國“四大發(fā)明”之一的指南針，輾轉(zhuǎn)傳入歐洲后在航海大發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮出不可替代的作用。但科學(xué)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(xué)家吉爾伯特。那么，中國發(fā)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(shí)傳到了中國？明末清初的“西學(xué)東漸”，又對我國指南針理論的發(fā)展有過哪些影響？上海交通大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)系教授關(guān)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(xué)說基礎(chǔ)上的‘感應(yīng)說’。”關(guān)增建介紹，11世紀(jì)中葉時(shí)我國大科學(xué)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(fā)現(xiàn)和指南針的架設(shè)方法，但對指南針為什么會(huì)指南卻沒有一點(diǎn)概念——“磁石之指南……莫可原其理！”隨后，文人學(xué)者們從陰陽五行學(xué)說出發(fā)，結(jié)合當(dāng)時(shí)人們對大地形狀的認(rèn)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(chǎn)生于磁石，磁石是受陽氣的孕育而產(chǎn)生的，陽氣屬火，位于南方，因此南方相當(dāng)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(guān)增建表示，從近代物理學(xué)的觀點(diǎn)來看，“蒙氏理論”完全異想天開，但從事物的屬性出發(fā)解釋其行為，在東西方科學(xué)史上都是常用的做法。我國古代陰陽學(xué)說昌盛，用陰陽學(xué)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(rèn)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(fā)人們發(fā)現(xiàn)磁石的兩極，并進(jìn)一步聯(lián)想到磁極與磁針指向之間的關(guān)系，從而為正確認(rèn)識這一問題找到可能的途徑。
南宋人的指南針原理，仍認(rèn)為“指南針之所指，即陽氣之所在”，只是圍繞磁偏角現(xiàn)象，立論依據(jù)更多轉(zhuǎn)向地理方位的坐標(biāo)系統(tǒng)——中國古人認(rèn)為地是平的、大小有限，這樣地表面必然有個(gè)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(rèn)為，一旦測量地點(diǎn)不在這條南北線上，指南針?biāo)赶蜃匀弧吧倨薄５矫鞔腥思偻心咸迫酥髦赋觯改险樣纱蟮胤轿幌到y(tǒng)決定，而偏角則由天體方位劃分系統(tǒng)所決定。關(guān)增建認(rèn)為，這種說法“體現(xiàn)了傳統(tǒng)指南針理論在陰陽感應(yīng)學(xué)說和磁偏角的存在這一矛盾面前所表現(xiàn)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?qū)W說以及相關(guān)科技知識。受其影響，中國學(xué)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(xué)角度的分析不斷增加，但吉爾伯特1600年提出的科學(xué)理論連西方學(xué)界都沒統(tǒng)一，更談不上入主東土。傳教士中，1658年抵華的比利時(shí)耶穌會(huì)士南懷仁的指南針理論最系統(tǒng)，但他認(rèn)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(xué)的范圍，而不像吉爾伯特認(rèn)識到地球本身存在一個(gè)磁體。南懷仁理論在中國影響深遠(yuǎn)，直到19世紀(jì)中葉，我國仍有學(xué)者用它解釋指南針問題。而此時(shí)，清末來華的傳教士已開始著手把西方近代磁學(xué)知識介紹給中國了。
【磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)】
先秦時(shí)代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識，在探尋鐵礦時(shí)常會(huì)遇到磁鐵礦，即磁石（主要成分是四氧化三鐵）。這些發(fā)現(xiàn)很早就被記載下來了。《管子》的數(shù)篇中最早記載了這些發(fā)現(xiàn)：“山上有磁石者，其下有金銅。”其他古籍如《山海經(jīng)》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發(fā)現(xiàn)，《呂氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招鐵，或引之也。”那時(shí)的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。并認(rèn)為：“石是鐵的母親，但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女，不慈的石頭就不能吸引了。”據(jù)說秦始皇統(tǒng)一六國后，在咸陽附近修阿房宮，宮中有一座門是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵器，入宮行刺，就會(huì)被磁石門吸住。這個(gè)故事告訴我們，古代勞動(dòng)人民很早就掌握了磁學(xué)知識。
漢朝以前人們把磁石寫做“慈石”，是慈愛石頭的意思。
既然磁石能吸引鐵，那么是否還可以吸引其他金屬呢？我們的先民做了許多嘗試，發(fā)現(xiàn)磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬，也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時(shí)候人們已經(jīng)認(rèn)識到磁石只能吸引鐵，而不能吸引其他物品。
當(dāng)把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時(shí)，有時(shí)候互相吸引，有時(shí)候相互排斥。現(xiàn)在人們都知道磁體有兩個(gè)極，一個(gè)稱N極，一個(gè)稱S極。同性極相互排斥，異性極相互吸引。那時(shí)的人們并不知道這個(gè)道理，但對這個(gè)現(xiàn)象還是能夠察覺到的。
到了西漢，有一個(gè)名叫欒大的方士，他利用磁石的這個(gè)性質(zhì)做了兩個(gè)棋子般的東西，通過調(diào)整兩個(gè)棋子極性的相互位置，有時(shí)兩個(gè)棋子相互吸引，有時(shí)相互排斥。欒大稱其為“斗棋”。他把這個(gè)新奇的玩意獻(xiàn)給漢武帝，并當(dāng)場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封欒大為“五利將軍”。欒大利用磁石的性質(zhì)，制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。
地球也是一個(gè)大磁體，它的兩個(gè)極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)因磁體同性相斥，異性相吸的性質(zhì)指示南北。這個(gè)道理古人不夠明白，但這類現(xiàn)象他們很清楚。
【指南針的始祖——司南】
指南針的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國時(shí)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(zhuǎn)。當(dāng)它靜止的時(shí)候，勺柄就會(huì)指向南方。古人稱它為“司南”，當(dāng)時(shí)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(yīng)用，鄭國人采玉時(shí)就帶了司南以確保不迷失方向。
春秋時(shí)代，人們已經(jīng)能夠?qū)⒂捕?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(shí)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(jīng)過琢磨制成勺型，勺柄指南極，并使整個(gè)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(nèi)圓，四周刻有干支四維，合成二十四向。這樣的設(shè)計(jì)是古人認(rèn)真觀察了許多自然界有關(guān)磁的現(xiàn)象，積累了大量的知識和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過長期的研究才完成的。司南的出現(xiàn)是人們對磁體指極性認(rèn)識的實(shí)際應(yīng)用。 但司南也有許多缺陷，天然磁體不易找到，在加工時(shí)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(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦阻力過大，而難于旋轉(zhuǎn)，無法達(dá)到預(yù)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(yīng)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(shí)，勺尾指向?yàn)槟稀?br />
【指南針——從“吸鐵石”說起】
指南針是磁鐵做成的。磁鐵能吸鐵，通常稱為“吸鐵石”，古代稱為“慈石”因?yàn)樗慌龅借F就吸住，好一個(gè)慈祥的母親吸引自己的孩子一樣。后來，人們才稱它為“磁石”。
每塊磁鐵兩頭都有不同的磁極，一頭叫S極，另一頭叫N極。我們居住的地球，也是一塊天然的大磁體，在南北兩頭也有不同的磁極，靠近地球北極的是S極，靠近地球南極的是N極。我們知道，同性磁極相斥，異性磁極相吸引，所以，不管在地球表面的什么地方，拿一根可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，它的N極總是指向北方，S極總是指向南方。
指南針是利用磁鐵的特性做成的，那么，世界上哪個(gè)國家最早發(fā)現(xiàn)磁鐵和它的特性的呢？
二千多年以前，也就是春秋戰(zhàn)國時(shí)候，我國已經(jīng)用鐵來制造農(nóng)具了。勞動(dòng)人民在尋找鐵礦的時(shí)候，就發(fā)現(xiàn)了磁鐵，并且知道它能夠吸鐵。
我國古書《管子》上有這樣的記載：“上有慈石者，下有銅金。”“銅金”就是一種鐵礦。《管子》這部書產(chǎn)生在公元前三世紀(jì)，這說明我國最遲在公元前三世紀(jì)就知道磁石能夠吸鐵了。
秦朝時(shí)候，還有這樣有趣的傳說，秦始皇統(tǒng)一中國以后，在陜西咸陽造了一個(gè)很大的阿房宮，阿房宮中有一個(gè)磁石門，完全用磁鐵造成。如果有誰帶著鐵器想去行刺，只要經(jīng)過那里，磁石門就會(huì)把這個(gè)人吸住。
另外，根據(jù)古書記載，漢武帝時(shí)候，膠東有個(gè)欒大，獻(xiàn)給漢武帝一種斗棋。這種棋子一放到棋盤上，就會(huì)互相碰擊，自動(dòng)斗起來。漢武帝看了非常驚奇。原來來大的棋子是用磁石做的，所以有磁性，能互相吸引碰擊，只是漢武帝不懂這個(gè)道理罷了。
【指南針的發(fā)明】
古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形，魚的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。當(dāng)時(shí)以此做為一種游戲。東晉的崔豹在《古今注》中曾提到這種“指南魚”。
北宋時(shí)，曾公亮在《武經(jīng)總要》載有制作和使用指南魚的的方法：“用薄鐵葉剪裁，長二寸，闊五分，首尾銳如魚型，置炭火中燒之，侯通赤，以鐵鈐鈐魚首出火，以尾正對子位，蘸水盆中，沒尾數(shù)分則止，以密器收之。用時(shí)，置水碗于無風(fēng)處平放，魚在水面，令浮，其首常向午也。”這是一種人工磁化的方法，它利用地球磁場使鐵片磁化。即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。燒紅的鐵片內(nèi)部分子處于比較活動(dòng)的狀態(tài)，使鐵分子順著地球磁場方向排列，達(dá)到磁化的目的。蘸入水中，可把這種排列較快地固定下來，而魚尾略向下傾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的發(fā)明，對指南針的應(yīng)用和發(fā)展起了巨大的作用。在磁學(xué)和地磁學(xué)的發(fā)展史上也是一件大事。北宋的沈括在《夢溪筆談》中提到另一種人工磁化的方法：“方家以磁石摩針鋒，則能指南。”按沈括的說法，當(dāng)時(shí)的技術(shù)人員用磁石去摩擦縫衣針，就能使針帶上磁性。從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來看，這是一種利用天然磁石的磁場作用，使鋼針內(nèi)部磁疇的排列趨于某一方向，從而使鋼針顯示出磁性的方法。這種方法比地磁法簡單，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的發(fā)明不但世界最早，而且為有實(shí)用價(jià)值的磁指向器的出現(xiàn)，創(chuàng)造了條件。
《夢溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關(guān)我國古代科學(xué)技術(shù)的著作，書中談到磁學(xué)和指南針的一些問題。他在《夢溪筆談》的補(bǔ)筆談中談到了摩擦法磁化時(shí)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象：“以磁石摩針鋒，則銳處常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理應(yīng)有異，未深考耳。”這是說，用磁石去摩擦縫衣針后，針鋒有時(shí)指南，也有時(shí)指北。從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來看，磁石都有N和S兩個(gè)極，磁化時(shí)縫衣針針鋒的方位不同，則磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道這個(gè)道理，他真實(shí)的記錄了這個(gè)現(xiàn)象并坦白承認(rèn)自己沒有做深入思考。以期望后人能進(jìn)一步探討。
關(guān)于磁針的裝置方法，沈括介紹了四種方法：
1.水浮法——將磁針上穿幾根燈心草浮在水面，就可以指示方向。
2.碗唇旋定法——將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉(zhuǎn)，指示方向。
3.指甲旋定法——把磁針擱在手指甲上面由于指甲面光滑，磁針可以旋轉(zhuǎn)自如，指示方向。
4.縷懸法——在磁針中部涂一些蠟，粘一根蠶絲，掛在沒有風(fēng)的地方，就可以指示方向了。
沈括還對四種方法做了比較，他指出，水浮法的最大缺點(diǎn)，水面容易晃動(dòng)影響測量結(jié)果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，轉(zhuǎn)動(dòng)很靈活，但容易掉落。沈括比較推重的是縷懸法，他認(rèn)為這是比較理想而又切實(shí)可行的方法。事實(shí)上沈括指出的四種方法已經(jīng)歸納了迄今為止指南針裝置的兩大體系——水針和旱針。
南宋陳元靚在《事林廣記》中介紹了另一類指南魚和指南龜?shù)闹谱鞣椒ā＿@種指南魚與《武經(jīng)總要》一書記載的不一樣，是用木頭刻成魚形，有手指那么大，木魚腹中置入一塊天然磁鐵，磁鐵的S極指向魚頭，用蠟封好后，從魚口插入一根針，就成為指南魚。將其浮于水面，魚頭指南，這也是水針的一類。
指南龜是當(dāng)時(shí)流行的一種新裝置，將一塊天然磁石放置在木刻龜?shù)母箖?nèi)，在木龜腹下方挖一光滑的小孔，對準(zhǔn)并放置在直立于木板上的頂端尖滑的竹釘上，這樣木龜就被放置在一個(gè)固定的、可以自由旋轉(zhuǎn)的支點(diǎn)上了。由于支點(diǎn)處摩擦力很小，木龜可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)指南。當(dāng)時(shí)它并沒有用于航海指向，而用于幻術(shù)。但是這就是后來出現(xiàn)的旱羅盤的先聲。
指南龜發(fā)明年代不晚于1325年。木塊刻成龜型，龜腹部中心嵌以磁體，木龜安放在尖狀立拄上，靜止時(shí)首尾分指南北。
【羅盤定位】
要確定方向除了指南針之外，還需要有方位盤相配合。最初使用指南針時(shí)，可能沒有固定的方位盤，隨著測方位的需要，出現(xiàn)了磁針和方位盤一體的羅盤。羅盤有堪輿用的羅經(jīng)盤和水羅盤、旱羅盤。
方位盤仍是二十四向，但是盤式已經(jīng)由方形演變成圓形。這樣一來只要看一看磁針在方位盤上的位置，就能斷定出方位來。南宋時(shí)，曾三異在《因話錄》中記載了有關(guān)這方面的文獻(xiàn)：“地螺或有子午正針，或用子午丙壬間縫針。”這是有關(guān)羅經(jīng)盤最早的文獻(xiàn)記載。文獻(xiàn)中所說的“地螺”，就是地羅，也就是羅經(jīng)盤。文獻(xiàn)中已經(jīng)把磁偏角的知識應(yīng)用到羅盤上。這種羅盤不僅有子午針（確定地磁場南北極方向的磁針），還有子午丙壬間縫針（用日影確定的地理南北極方向）這兩個(gè)方向之間的夾角，就是磁偏角。
盤面周圍刻二十四方位，內(nèi)中盛水，磁針橫穿燈草，浮于水面。
現(xiàn)在人們已經(jīng)知道，地球的兩個(gè)磁極和地理的南北極只是接近，并不重合。磁針指向的是地球磁極而不是地理的南北極，這樣磁針指的就不是正南、正北方向而略有偏差，這個(gè)角度就叫磁偏角。又因?yàn)榈厍蚪魄蛐危源裴樦赶虼艠O時(shí)必向下傾斜，和水平方向有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁傾角。不同地點(diǎn)的磁偏角和磁傾角都不相同。成書于北宋的《武經(jīng)總要》在談到用地磁法制造指南針時(shí)，就注意利用了磁傾角。沈括在《夢溪筆談》談到指南針不全指南，常微偏東。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁傾角的發(fā)現(xiàn)使指南針的指向更加準(zhǔn)確。
【磁性質(zhì)的應(yīng)用】
指南針一經(jīng)發(fā)明很快就被應(yīng)用到軍事、生產(chǎn)、日常生活、地形測量等方面，特別是航海上。指南針在航海上的應(yīng)用有一個(gè)逐漸發(fā)展過程。成書年代略晚于《夢溪筆談》的《萍洲可談》中記有：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦則觀指南針。”這是世界航海史上最早使用指南針的記載。文中指出，當(dāng)時(shí)只在日月星辰見不到的時(shí)候才使用指南針，可見指南針剛開始使用時(shí)，使用還不熟練。二十幾年后，許兢的《宣和奉使高麗圖經(jīng)》也有類似的記載：“惟視星斗前邁，若晦冥則用指南浮針，以揆南北。”到了元代，指南針一躍而成海上指航的最重要的儀器了。不論晝夜晴陰都用指南針導(dǎo)航了。而且還編制出使用羅盤導(dǎo)航，在不同航行地點(diǎn)指南針針位的連線圖，叫做“針路”。船行到某處，采用何針位方向，一路航線都一一標(biāo)識明白，作為航行的依據(jù)。
指南針的發(fā)明是古代先民對磁現(xiàn)象的觀察和研究的結(jié)果。古代先民對磁現(xiàn)象的觀察和研究的過程中，進(jìn)一步了解了磁的性質(zhì)，并試圖更多地應(yīng)用這些性質(zhì)。傳說秦始皇修建阿房宮時(shí)，有一宮門是用磁鐵制造的。如果刺客帶劍而過，立刻會(huì)被吸住，被衛(wèi)兵當(dāng)場捕獲。這樣的故事還很多，《晉書.馬隆傳》記載馬隆率兵西進(jìn)甘、陜一帶，在敵人必經(jīng)的狹窄道路兩旁，堆放磁石。穿著鐵甲的敵兵路過時(shí)，被牢牢吸住，不能動(dòng)彈了。馬隆的士兵穿犀甲，磁石對他們沒有什么作用，可自由行動(dòng)。敵人以為神兵，不戰(zhàn)而退。東漢的《異物志》記載了在南海諸島周圍有一些暗礁淺灘含有磁石，磁石經(jīng)常把“以鐵葉錮之”的船吸住，使其難以脫身。
魏晉南北朝時(shí)，我國先民對磁石的性質(zhì)已有了很多認(rèn)識。就連當(dāng)時(shí)的詩人曹植在矯志詩中也用了“磁石引鐵，于金不連。”的句子。可見他也了解磁石的性質(zhì)。南北朝梁代的陶弘景在《名醫(yī)別錄》中提出了磁力測量的方法，他指出：優(yōu)良磁石出產(chǎn)在南方，磁性很強(qiáng)，能吸引三、四根鐵針，使幾根針首尾相連掛在磁石上。磁性更強(qiáng)的磁石，能吸引十多根鐵針，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不僅提出了磁性有強(qiáng)弱之分，而且指出了測量方法。這可能是世界上有關(guān)磁力測量的最早記載。
我國先民對磁石的性質(zhì)的研究和認(rèn)識是指南針發(fā)明和發(fā)展的基礎(chǔ)。
指南針在古代主要被堪輿家們用于相宅相墓，同時(shí)也被用于航海及其他。正是這后者對人類社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮了巨大作用，因而指南針才得以躋身于古代四大發(fā)明的行列。我國典籍記載指南針用于航海，始于宋代朱彧1119年寫的《萍洲可談》，書中寫道：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。”之后，類似的文獻(xiàn)層出不窮，這表明在航海活動(dòng)中，指南針普及得相當(dāng)快。這一發(fā)明后來經(jīng)阿拉伯傳入歐洲，對歐洲的航海業(yè)乃至整個(gè)人類社會(huì)的文明進(jìn)程，都產(chǎn)生了巨大影響。
【電子指南針】
指南針是一個(gè)重要的導(dǎo)航工具，甚至在GPS中也會(huì)用到。電子指南針將替代舊的針式指南針或羅盤指南針，因?yàn)殡娮又改厢樔捎霉虘B(tài)的元件，還可以簡單地和其他電子系統(tǒng)接口。
電子指南針系統(tǒng)中磁場傳感器的磁阻（MR）技術(shù)是最佳的解決方法，和現(xiàn)在很多電子指南針還在使用的磁通量閘門傳感器相比較，MR技術(shù)不需要繞線圈而且可以用IC生產(chǎn)過程（IC-like process）生產(chǎn)，是一個(gè)更值得使用的解決方案。由于MR有高靈敏度，它甚至比這個(gè)應(yīng)用范圍中的霍爾元件更好。
【為什么叫指南針？】
就是因?yàn)檫@東西用來指南的。況且，最早在戰(zhàn)國時(shí)期《韓非子》一書中，就記載了現(xiàn)在稱為指南針的原型——司南，“先王立司南以端朝夕”；并在東漢王充《論衡》中便記述了司南的具體形制，“司南之杓，投之于地，其柢指南”。
且，指南針不但最早為中國發(fā)明，并隨后演變成羅盤并應(yīng)用于航海事業(yè)上。北宋朱彧所著《坪洲可談》一書中，最早記載了航海中使用指南針的情況，“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，隱晦觀指南針”。其后，南宋福建路市舶司(當(dāng)時(shí)管理對外貿(mào)易的政府機(jī)關(guān))提舉趙汝適在所著《諸蕃志》中提到，“舟舶來往，惟以指南針為則，晝夜守視惟謹(jǐn)，毫厘之差，勝似系焉”。
就在這一時(shí)期(北宋末南宋初，約為1180年左右)，中國的指南針(或者說羅盤)通過阿拉伯商人傳入歐洲。此后，羅盤在世界航海事業(yè)上被廣泛應(yīng)用，因此才有15世紀(jì)-16世紀(jì)歐洲人的世界地理大發(fā)現(xiàn)。這一切，按照中國官方的歷史教科書來看，由于這一淵源關(guān)系，歐洲人的指南針亦是應(yīng)來“指南”。
后來查了一下大英百科全書和中國大百科全書中的指南針詞條，才發(fā)現(xiàn)事情遠(yuǎn)非“指南”一說這么簡單。
在大英百科全書中，有兩個(gè)不同的詞條來解釋：
第一個(gè)詞條為“direction determinants”，即方向指定儀器，解釋如下：“中國古代四大發(fā)明之一，有磁指南和機(jī)械指南兩種，磁指南發(fā)明于公元前3世紀(jì)，稱為‘司南’……機(jī)械指南儀器為指南車，約在3世紀(jì)發(fā)明……”
第二個(gè)詞條為“compass”，譯為“羅盤”，即通常意義上用于航海的指南針。解釋如下：“航海或勘測時(shí)在地球上使用的基本測向儀器，……最老、最常用的羅盤為磁羅盤，……12世紀(jì)，顯然中國和歐洲的航海家都各自發(fā)現(xiàn)，一塊天然磁石，一種自然界存在的磁性礦石，漂在水中木棒上時(shí)總是指向北極星方向……”
兩個(gè)詞條其實(shí)是對指南針作了區(qū)分。一種是在陸地上、較簡單的指南儀器，源于中國司南(也應(yīng)該僅僅使用于出產(chǎn)在中國的指南針)，另一種是用于航海和勘測上、較專業(yè)的指北儀器，歐洲和中國同時(shí)出現(xiàn)，無先后之分。
分歧就這么出來了，對比這兩個(gè)詞條，發(fā)現(xiàn)大英百科全書似乎把“中國是最早發(fā)明指南針”這一說法完全給推倒了，因?yàn)樵跉W洲歷史上，羅盤才是真正的“指南針”，并在歐洲人發(fā)現(xiàn)新大陸、爭霸海權(quán)和開拓殖民地等近現(xiàn)代歷史的決定性事件中，與火炮和航海術(shù)一樣扮演了功不可沒的角色。對“中國古老的指南針”不但否定，而且用了兩個(gè)不同的詞條加以區(qū)分。
在中國大百科全書中，也有指南針和羅盤(磁羅盤)兩個(gè)詞條，但不論是對指南針的解釋，還是對羅盤的解釋，都最終追溯了到戰(zhàn)國的“司南”，這兩種不同的指向儀器是同源關(guān)系，而沒有像歐洲觀念中區(qū)分的如此涇渭分明。
因此，康熙的說法和佩雷菲特對其的嘲笑便有了答案——顯然，康熙認(rèn)同指南針和羅盤同出一源，用來指南，而作者佩雷菲特則按西方人的觀念，認(rèn)為指南針顯然應(yīng)該是羅盤；佩雷菲特則認(rèn)為，羅盤是歐洲人自己發(fā)明的，與中國的“司南”沒有必然聯(lián)系，羅盤用來指北，而中國的司南則用來指南。這似乎是一種不同文化背景上的誤解。當(dāng)然，羅盤和“司南”到底什么關(guān)系，現(xiàn)在還是各有各的說法。
此外，佩雷菲特對康熙固執(zhí)地認(rèn)為指南針用來指南作了解釋。他認(rèn)為，康熙之所以認(rèn)為指南針用來指南，是因?yàn)樵谥袊糯幕校鲜撬膫€(gè)方位中最尊貴的方位，皇帝的御座、宮殿、陵墓，寺廟，甚至紫禁城，一切尊貴的建筑物都朝向南方。他繼續(xù)寫道，“雖然皇帝是來自北方的滿人，他的論據(jù)卻是始料不及的：‘在北方，一切活動(dòng)在凋萎，在衰亡。吸引磁針的力量怎么可能來自北方呢？’……‘力量、精氣和繁榮都在南方’”。
聽佩雷菲特一說，似乎也不無道理。但，中國史書上對司南的記述確實(shí)為“其柢指南”，并沒有因?yàn)楹髞怼澳稀弊兂闪艘环N皇帝尊貴的象征才改的方向。這位曾先后六次訪問中國的法蘭西學(xué)院院士，用這種說法來解釋康熙認(rèn)為指南針指南是合理的這一固執(zhí)的想法，到底算是對中國文化的理解，還是誤解呢？
到現(xiàn)在來說，中國人認(rèn)為指南針指南，歐洲人認(rèn)為指南針指北，皆合理。因?yàn)楝F(xiàn)在的指南針為棱形，指針兩頭均衡，并非如“司南”只有一個(gè)杓柄，指南指北之爭，似乎徒費(fèi)口舌。
【指南針的發(fā)展史】
指南針也叫羅盤針，是我國古代發(fā)明的利用磁石指極性制成的指南儀器。因此，介紹司南必須從磁石說起。
磁石通常稱為“吸鐵石”，它把許多鐵屑緊緊吸在一起，就象一個(gè)慈祥的母親吸引自己的孩子，所以人們稱它為“慈石”。
磁石吸鐵是因?yàn)槊繅K磁石兩頭都有不同的磁極，一頭叫正極，另一頭叫負(fù)極。人類居住的地球也是一塊天然大磁鐵，地球的南北兩頭也有不同的磁極，地球的北極是負(fù)磁極，地球南極為正磁極。根據(jù)同性磁極相排斥，異性磁極相吸引的原理，拿一根可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，無論站在地球的什么地方，它的正極總是指北，負(fù)極總是指南。
戰(zhàn)國時(shí)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(zhàn)國時(shí)期的司南是什么樣子無法考證。《中國歷史》課本插圖——“司南”，是根據(jù)中國歷史博物館展品“漢代司南模型”繪制的。這個(gè)模型是后人根據(jù)史書記載以及地下出土的漢代地盤實(shí)物制成的。地盤是青銅做成的，內(nèi)圓外方，中心圓面磨得非常光滑，以保證勺體指示方向的準(zhǔn)確性。中心圓外圍依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共計(jì)二十四個(gè)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(shí)先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動(dòng)勺柄，使它轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jì)時(shí)仍在應(yīng)用。
到了宋代，勞動(dòng)人民掌握了制造人工磁體的技術(shù)，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。然后把魚和天然磁鐵放在一起，由于磁體的吸力，鋼片受磁感應(yīng)也具有磁性。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(jīng)過長期的改進(jìn)，人們又把鋼針在天然磁體上磨擦，鋼針也有了磁性。這種經(jīng)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(yàn)，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(gè)標(biāo)有方位的圓盤，靜止時(shí)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(zhuǎn)動(dòng)，由于手指甲的光滑，磁針就和司南一樣也能發(fā)生指南作用。“碗唇法”是把磁針放在光滑的碗邊上，轉(zhuǎn)動(dòng)磁什，便和指甲法一樣發(fā)生指南作用。沈括經(jīng)過精密的觀察實(shí)驗(yàn)，還發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)在科學(xué)上叫磁偏角。
地球好像一塊巨大的磁鐵，具有磁性，并在它的周圍形成永久性的磁場。地球的磁場具有正極（磁北極）和負(fù)極（磁南極），是一個(gè)偶極磁場.1975<年測得的地磁南極位于北半球2N,100．6W離地理北極約1600<公里，在加拿大北部巴瑟斯特島的西北；地磁北極位于南半球65,139,離地理南極約1600<公里，在南極洲大陸邊緣威爾克斯地東北。習(xí)慣上人們把位于北半球的地磁南極叫北磁極，位于南半球的地磁北極叫南磁極。可見地磁的南極和北極與地理的南極和北極是不一致的，所以地磁子午線與地理子午線有個(gè)交角，這個(gè)角稱磁偏角。以指北針為準(zhǔn)，偏東為正，偏西為負(fù)。如果地球是個(gè)均勻磁球體，在兩地磁極所在的地理經(jīng)線上，地磁偏角應(yīng)為0或180，這條經(jīng)線叫無偏線。無偏線把全球分為東偏半球和西偏半球兩大部分。實(shí)際上地球不是個(gè)均勻磁體，磁偏角的分布也較復(fù)雜。磁針只能在地磁道地區(qū)保持水平，在其他地區(qū)都是傾斜的，而在兩極則為直立狀態(tài)。磁針在各處與水平面之間的夾角稱磁傾角，在不同緯度上磁傾角不同，以指北針為準(zhǔn)，下傾者為正，上仰者為負(fù)。磁偏角與我們?nèi)粘Ｉ罟ぷ饔休^密切關(guān)系，用指南針定方向時(shí)，首先要知道當(dāng)?shù)氐拇牌牵M(jìn)行校正后，才能確定該地的真正南北方向。從理論上可以推算出地面上每一點(diǎn)的磁偏角和磁傾角，如果在某地實(shí)測的磁偏角、磁傾角與理論值不符時(shí)，稱為地磁異常。如果地下存在磁鐵礦和其它有磁性礦物質(zhì)時(shí)，常常引起地磁異常，可以利用這種現(xiàn)象進(jìn)行探礦，這是地球物理探礦方法之一。通過研究古老巖石中保存下來的剩余磁性，可以推斷地質(zhì)時(shí)代地球磁場方向的變化及磁極移動(dòng)等，稱為古地磁學(xué)。古地磁資料常為地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供證據(jù)。本世紀(jì)60年代以來，獲得大量海底磁場資料，發(fā)現(xiàn)在海嶺兩側(cè)地磁異常帶對稱排列，這為海底擴(kuò)張說和板塊構(gòu)造說提供了重要科學(xué)證據(jù)。
地理南面是地磁北面那么指南針的南極指向地磁的北極，也就是地磁的南極了。不是說指向地磁南極，是小磁針的南極指向地磁北極
我們知道，同極相斥異極相吸（PS：地球人都知道~）
那么，為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象呢？？
這樣：地球的“北極”實(shí)際上是“地磁南極”
地球的“南極”實(shí)際上是“地磁北極”
而指南針指向地磁南極（即我們通常說的北極）的指針一定是N極針，因?yàn)橥瑯O相斥異極相吸的原理嘛，所以就會(huì)有“北極針”指向“北極”這種現(xiàn)象了。
指南針上的那個(gè)針其實(shí)指的是地磁南極，所以我們叫其為指南針。
雙獄19819912916： 關(guān)于現(xiàn)代指南針的問題
棗陽市塔輪： ______ 肯定是紅色的指北. 使用指南針的方法是把指針對準(zhǔn)南北方向才能開始辨認(rèn)方向的.指針對準(zhǔn)后,現(xiàn)實(shí)的方向就與表盤上一一對應(yīng)了. 數(shù)字是360等分的,為了更精確.比如可以表示正北偏東25度、正南偏西10度……. 以下是就圖說圖: 表盤上的字應(yīng)該是:“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”,不過有四個(gè)字被“東西南北”占據(jù)了. 這個(gè)指南針還可以看時(shí)間的,表盤上不是還有一個(gè)指針嗎,對應(yīng)“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”,就是12個(gè)小時(shí),所以這個(gè)指針和手表上的時(shí)針是一樣的,可以看做沒有分針和秒針的手表.
雙獄19819912916： 為什么指南針不是指南 而是指北的? -
棗陽市塔輪： ______[答案] 指南針是我國古代司南演化而來,中國人習(xí)慣叫指南針;目前賣的多叫指北針,都是兩端,N為北,S為南,其實(shí)南北都能指,不過是稱謂不同罷了
雙獄19819912916： 指南針的一端總是指向南方.___(判斷對錯(cuò)) -
棗陽市塔輪： ______[答案] 因?yàn)橹改厢樋偸怯幸欢酥赶蚰?所以題干說法正確; 故答案為:√.
雙獄19819912916： 指南針沒有壞的情況下指著一個(gè)方向 壞的時(shí)候也是指著一個(gè)方向
棗陽市塔輪： ______ 這個(gè)問題是你們空想出來的,不符合科學(xué)道理. 因?yàn)橹改厢槻徽撌呛脡?不論在南極或北極,它都指向某一方向,絕不會(huì)轉(zhuǎn)圈.指南針是指向北極的,你就是到了北極的中心點(diǎn)上,它也不會(huì)轉(zhuǎn)圈,而是指向某一方向不動(dòng). 如果當(dāng)做腦筋急轉(zhuǎn)彎來回答,那就是:1、當(dāng)?shù)厍虻拇艌鲞B續(xù)有規(guī)律變化時(shí),指南針才有轉(zhuǎn)圈的可能.而事實(shí)上地球上的磁場在長時(shí)間內(nèi)相對穩(wěn)定,總是從一極指向另一極.2、從相對運(yùn)動(dòng)的角度說,指南針可以轉(zhuǎn)圈:在某一個(gè)地方不位移,讓表盤轉(zhuǎn)圈,因針指向一方不動(dòng),這時(shí)可以說,以表盤為參照物,指南針轉(zhuǎn)圈了. 這個(gè)問題這樣回答行嗎:拿一個(gè)磁棒,圍著指南針轉(zhuǎn)圈
雙獄19819912916： 指南針方向 -
棗陽市塔輪： ______ 準(zhǔn)確地說,應(yīng)該是南北方向.指南針的指針上會(huì)標(biāo)注方向,N為北,S為南. 一般是指北的那一端會(huì)用醒目的顏色標(biāo)注出來.也有部分指南針是標(biāo)注南方的. “指南”是一種歷史叫法,代指方向. 如果考慮地理南北極與地磁南北極的話,問題就不那么簡單:指南針指的是地磁極,由于同極相斥異極相吸,地理北極(就是我們一般說的北極)附近是地磁南極,吸引指南針的北極指針.反之,地理南極附近是地磁北極,吸引指南針的南極指針.地理極和地磁極之間有磁偏角.
雙獄19819912916： 指南針的指針一定指向南嗎?小學(xué)數(shù)學(xué)第三冊聯(lián)系冊里面有這樣一道判斷題,我把握不準(zhǔn), -
棗陽市塔輪： ______[答案] 指南針的指針并不是嚴(yán)格指向南北方向的 南北極有地理南北極和磁性南北極之分 磁北極在地理南極附近 但并不完全重合 所以. 使用過高級一點(diǎn) 精確一點(diǎn)的指南針的話應(yīng)該能發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題的
雙獄19819912916： 關(guān)于指南針的問題.為什么指南針叫指南針呢?為什么不叫指北針?為什么不叫指西針,指東針?????????????????? -
棗陽市塔輪： ______ 指南針也可以叫指北針啊,為什么不叫指東,指西是因?yàn)榇裴樀姆较蛑粫?huì)指向南方或者北方的
雙獄19819912916： 指南針紅色的一頭指向什么方向?
棗陽市塔輪： ______ 北方指南針紅色的一頭指向北方.現(xiàn)在制作的指南針統(tǒng)一是按照國際標(biāo)準(zhǔn),磁針紅色端為磁針的N極,也就是北極.地球的地理北極實(shí)際上是地球磁場的南極,根據(jù)異性相...
雙獄19819912916： 科學(xué)題:答案一定要精準(zhǔn),正確的話另加分,今晚必定要回答問題.在桌上放一個(gè)指南針,指針停止擺動(dòng)后,指南針紅色部分指向__________(方向),把電... -
棗陽市塔輪： ______[答案] 北,指針與導(dǎo)線平行,恢復(fù)到初始位置
指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。指南針的前身是中國古代四大發(fā)明之一的司南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的南極，利用這一性能可以辨別方向。常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面。
指南針的發(fā)明是我國勞動(dòng)人民，在長期的實(shí)踐中對物體磁性認(rèn)識的結(jié)果。由于生產(chǎn)勞動(dòng)，人們接觸了磁鐵礦，開始了對磁性質(zhì)的了解。人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石引鐵的性質(zhì)。后來又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。經(jīng)過多方的實(shí)驗(yàn)和研究，終于發(fā)明了可以實(shí)用的指南針。
【指南針指示方向的原理】
地球是個(gè)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(huì)一端指南一端指北。
我國“四大發(fā)明”之一的指南針，輾轉(zhuǎn)傳入歐洲后在航海大發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮出不可替代的作用。但科學(xué)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(xué)家吉爾伯特。那么，中國發(fā)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(shí)傳到了中國？明末清初的“西學(xué)東漸”，又對我國指南針理論的發(fā)展有過哪些影響？上海交通大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)系教授關(guān)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(xué)說基礎(chǔ)上的‘感應(yīng)說’。”關(guān)增建介紹，11世紀(jì)中葉時(shí)我國大科學(xué)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(fā)現(xiàn)和指南針的架設(shè)方法，但對指南針為什么會(huì)指南卻沒有一點(diǎn)概念——“磁石之指南……莫可原其理！”隨后，文人學(xué)者們從陰陽五行學(xué)說出發(fā)，結(jié)合當(dāng)時(shí)人們對大地形狀的認(rèn)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(chǎn)生于磁石，磁石是受陽氣的孕育而產(chǎn)生的，陽氣屬火，位于南方，因此南方相當(dāng)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(guān)增建表示，從近代物理學(xué)的觀點(diǎn)來看，“蒙氏理論”完全異想天開，但從事物的屬性出發(fā)解釋其行為，在東西方科學(xué)史上都是常用的做法。我國古代陰陽學(xué)說昌盛，用陰陽學(xué)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(rèn)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(fā)人們發(fā)現(xiàn)磁石的兩極，并進(jìn)一步聯(lián)想到磁極與磁針指向之間的關(guān)系，從而為正確認(rèn)識這一問題找到可能的途徑。
南宋人的指南針原理，仍認(rèn)為“指南針之所指，即陽氣之所在”，只是圍繞磁偏角現(xiàn)象，立論依據(jù)更多轉(zhuǎn)向地理方位的坐標(biāo)系統(tǒng)——中國古人認(rèn)為地是平的、大小有限，這樣地表面必然有個(gè)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(rèn)為，一旦測量地點(diǎn)不在這條南北線上，指南針?biāo)赶蜃匀弧吧倨薄５矫鞔腥思偻心咸迫酥髦赋觯改险樣纱蟮胤轿幌到y(tǒng)決定，而偏角則由天體方位劃分系統(tǒng)所決定。關(guān)增建認(rèn)為，這種說法“體現(xiàn)了傳統(tǒng)指南針理論在陰陽感應(yīng)學(xué)說和磁偏角的存在這一矛盾面前所表現(xiàn)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?qū)W說以及相關(guān)科技知識。受其影響，中國學(xué)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(xué)角度的分析不斷增加，但吉爾伯特1600年提出的科學(xué)理論連西方學(xué)界都沒統(tǒng)一，更談不上入主東土。傳教士中，1658年抵華的比利時(shí)耶穌會(huì)士南懷仁的指南針理論最系統(tǒng)，但他認(rèn)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(xué)的范圍，而不像吉爾伯特認(rèn)識到地球本身存在一個(gè)磁體。南懷仁理論在中國影響深遠(yuǎn)，直到19世紀(jì)中葉，我國仍有學(xué)者用它解釋指南針問題。而此時(shí)，清末來華的傳教士已開始著手把西方近代磁學(xué)知識介紹給中國了。
【磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)】
先秦時(shí)代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識，在探尋鐵礦時(shí)常會(huì)遇到磁鐵礦，即磁石（主要成分是四氧化三鐵）。這些發(fā)現(xiàn)很早就被記載下來了。《管子》的數(shù)篇中最早記載了這些發(fā)現(xiàn)：“山上有磁石者，其下有金銅。”其他古籍如《山海經(jīng)》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發(fā)現(xiàn)，《呂氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招鐵，或引之也。”那時(shí)的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。并認(rèn)為：“石是鐵的母親，但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女，不慈的石頭就不能吸引了。”據(jù)說秦始皇統(tǒng)一六國后，在咸陽附近修阿房宮，宮中有一座門是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵器，入宮行刺，就會(huì)被磁石門吸住。這個(gè)故事告訴我們，古代勞動(dòng)人民很早就掌握了磁學(xué)知識。
漢朝以前人們把磁石寫做“慈石”，是慈愛石頭的意思。
既然磁石能吸引鐵，那么是否還可以吸引其他金屬呢？我們的先民做了許多嘗試，發(fā)現(xiàn)磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬，也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時(shí)候人們已經(jīng)認(rèn)識到磁石只能吸引鐵，而不能吸引其他物品。
當(dāng)把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時(shí)，有時(shí)候互相吸引，有時(shí)候相互排斥。現(xiàn)在人們都知道磁體有兩個(gè)極，一個(gè)稱N極，一個(gè)稱S極。同性極相互排斥，異性極相互吸引。那時(shí)的人們并不知道這個(gè)道理，但對這個(gè)現(xiàn)象還是能夠察覺到的。
到了西漢，有一個(gè)名叫欒大的方士，他利用磁石的這個(gè)性質(zhì)做了兩個(gè)棋子般的東西，通過調(diào)整兩個(gè)棋子極性的相互位置，有時(shí)兩個(gè)棋子相互吸引，有時(shí)相互排斥。欒大稱其為“斗棋”。他把這個(gè)新奇的玩意獻(xiàn)給漢武帝，并當(dāng)場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封欒大為“五利將軍”。欒大利用磁石的性質(zhì)，制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。
地球也是一個(gè)大磁體，它的兩個(gè)極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)因磁體同性相斥，異性相吸的性質(zhì)指示南北。這個(gè)道理古人不夠明白，但這類現(xiàn)象他們很清楚。
【指南針的始祖——司南】
指南針的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國時(shí)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(zhuǎn)。當(dāng)它靜止的時(shí)候，勺柄就會(huì)指向南方。古人稱它為“司南”，當(dāng)時(shí)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(yīng)用，鄭國人采玉時(shí)就帶了司南以確保不迷失方向。
春秋時(shí)代，人們已經(jīng)能夠?qū)⒂捕?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(shí)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(jīng)過琢磨制成勺型，勺柄指南極，并使整個(gè)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(nèi)圓，四周刻有干支四維，合成二十四向。這樣的設(shè)計(jì)是古人認(rèn)真觀察了許多自然界有關(guān)磁的現(xiàn)象，積累了大量的知識和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過長期的研究才完成的。司南的出現(xiàn)是人們對磁體指極性認(rèn)識的實(shí)際應(yīng)用。 但司南也有許多缺陷，天然磁體不易找到，在加工時(shí)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(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦阻力過大，而難于旋轉(zhuǎn)，無法達(dá)到預(yù)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(yīng)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(shí)，勺尾指向?yàn)槟稀?br />
【指南針——從“吸鐵石”說起】
指南針是磁鐵做成的。磁鐵能吸鐵，通常稱為“吸鐵石”，古代稱為“慈石”因?yàn)樗慌龅借F就吸住，好一個(gè)慈祥的母親吸引自己的孩子一樣。后來，人們才稱它為“磁石”。
每塊磁鐵兩頭都有不同的磁極，一頭叫S極，另一頭叫N極。我們居住的地球，也是一塊天然的大磁體，在南北兩頭也有不同的磁極，靠近地球北極的是S極，靠近地球南極的是N極。我們知道，同性磁極相斥，異性磁極相吸引，所以，不管在地球表面的什么地方，拿一根可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，它的N極總是指向北方，S極總是指向南方。
指南針是利用磁鐵的特性做成的，那么，世界上哪個(gè)國家最早發(fā)現(xiàn)磁鐵和它的特性的呢？
二千多年以前，也就是春秋戰(zhàn)國時(shí)候，我國已經(jīng)用鐵來制造農(nóng)具了。勞動(dòng)人民在尋找鐵礦的時(shí)候，就發(fā)現(xiàn)了磁鐵，并且知道它能夠吸鐵。
我國古書《管子》上有這樣的記載：“上有慈石者，下有銅金。”“銅金”就是一種鐵礦。《管子》這部書產(chǎn)生在公元前三世紀(jì)，這說明我國最遲在公元前三世紀(jì)就知道磁石能夠吸鐵了。
秦朝時(shí)候，還有這樣有趣的傳說，秦始皇統(tǒng)一中國以后，在陜西咸陽造了一個(gè)很大的阿房宮，阿房宮中有一個(gè)磁石門，完全用磁鐵造成。如果有誰帶著鐵器想去行刺，只要經(jīng)過那里，磁石門就會(huì)把這個(gè)人吸住。
另外，根據(jù)古書記載，漢武帝時(shí)候，膠東有個(gè)欒大，獻(xiàn)給漢武帝一種斗棋。這種棋子一放到棋盤上，就會(huì)互相碰擊，自動(dòng)斗起來。漢武帝看了非常驚奇。原來來大的棋子是用磁石做的，所以有磁性，能互相吸引碰擊，只是漢武帝不懂這個(gè)道理罷了。
【指南針的發(fā)明】
古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形，魚的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。當(dāng)時(shí)以此做為一種游戲。東晉的崔豹在《古今注》中曾提到這種“指南魚”。
北宋時(shí)，曾公亮在《武經(jīng)總要》載有制作和使用指南魚的的方法：“用薄鐵葉剪裁，長二寸，闊五分，首尾銳如魚型，置炭火中燒之，侯通赤，以鐵鈐鈐魚首出火，以尾正對子位，蘸水盆中，沒尾數(shù)分則止，以密器收之。用時(shí)，置水碗于無風(fēng)處平放，魚在水面，令浮，其首常向午也。”這是一種人工磁化的方法，它利用地球磁場使鐵片磁化。即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。燒紅的鐵片內(nèi)部分子處于比較活動(dòng)的狀態(tài)，使鐵分子順著地球磁場方向排列，達(dá)到磁化的目的。蘸入水中，可把這種排列較快地固定下來，而魚尾略向下傾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的發(fā)明，對指南針的應(yīng)用和發(fā)展起了巨大的作用。在磁學(xué)和地磁學(xué)的發(fā)展史上也是一件大事。北宋的沈括在《夢溪筆談》中提到另一種人工磁化的方法：“方家以磁石摩針鋒，則能指南。”按沈括的說法，當(dāng)時(shí)的技術(shù)人員用磁石去摩擦縫衣針，就能使針帶上磁性。從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來看，這是一種利用天然磁石的磁場作用，使鋼針內(nèi)部磁疇的排列趨于某一方向，從而使鋼針顯示出磁性的方法。這種方法比地磁法簡單，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的發(fā)明不但世界最早，而且為有實(shí)用價(jià)值的磁指向器的出現(xiàn)，創(chuàng)造了條件。
《夢溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關(guān)我國古代科學(xué)技術(shù)的著作，書中談到磁學(xué)和指南針的一些問題。他在《夢溪筆談》的補(bǔ)筆談中談到了摩擦法磁化時(shí)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象：“以磁石摩針鋒，則銳處常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理應(yīng)有異，未深考耳。”這是說，用磁石去摩擦縫衣針后，針鋒有時(shí)指南，也有時(shí)指北。從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來看，磁石都有N和S兩個(gè)極，磁化時(shí)縫衣針針鋒的方位不同，則磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道這個(gè)道理，他真實(shí)的記錄了這個(gè)現(xiàn)象并坦白承認(rèn)自己沒有做深入思考。以期望后人能進(jìn)一步探討。
關(guān)于磁針的裝置方法，沈括介紹了四種方法：
1.水浮法——將磁針上穿幾根燈心草浮在水面，就可以指示方向。
2.碗唇旋定法——將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉(zhuǎn)，指示方向。
3.指甲旋定法——把磁針擱在手指甲上面由于指甲面光滑，磁針可以旋轉(zhuǎn)自如，指示方向。
4.縷懸法——在磁針中部涂一些蠟，粘一根蠶絲，掛在沒有風(fēng)的地方，就可以指示方向了。
沈括還對四種方法做了比較，他指出，水浮法的最大缺點(diǎn)，水面容易晃動(dòng)影響測量結(jié)果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，轉(zhuǎn)動(dòng)很靈活，但容易掉落。沈括比較推重的是縷懸法，他認(rèn)為這是比較理想而又切實(shí)可行的方法。事實(shí)上沈括指出的四種方法已經(jīng)歸納了迄今為止指南針裝置的兩大體系——水針和旱針。
南宋陳元靚在《事林廣記》中介紹了另一類指南魚和指南龜?shù)闹谱鞣椒ā＿@種指南魚與《武經(jīng)總要》一書記載的不一樣，是用木頭刻成魚形，有手指那么大，木魚腹中置入一塊天然磁鐵，磁鐵的S極指向魚頭，用蠟封好后，從魚口插入一根針，就成為指南魚。將其浮于水面，魚頭指南，這也是水針的一類。
指南龜是當(dāng)時(shí)流行的一種新裝置，將一塊天然磁石放置在木刻龜?shù)母箖?nèi)，在木龜腹下方挖一光滑的小孔，對準(zhǔn)并放置在直立于木板上的頂端尖滑的竹釘上，這樣木龜就被放置在一個(gè)固定的、可以自由旋轉(zhuǎn)的支點(diǎn)上了。由于支點(diǎn)處摩擦力很小，木龜可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)指南。當(dāng)時(shí)它并沒有用于航海指向，而用于幻術(shù)。但是這就是后來出現(xiàn)的旱羅盤的先聲。
指南龜發(fā)明年代不晚于1325年。木塊刻成龜型，龜腹部中心嵌以磁體，木龜安放在尖狀立拄上，靜止時(shí)首尾分指南北。
【羅盤定位】
要確定方向除了指南針之外，還需要有方位盤相配合。最初使用指南針時(shí)，可能沒有固定的方位盤，隨著測方位的需要，出現(xiàn)了磁針和方位盤一體的羅盤。羅盤有堪輿用的羅經(jīng)盤和水羅盤、旱羅盤。
方位盤仍是二十四向，但是盤式已經(jīng)由方形演變成圓形。這樣一來只要看一看磁針在方位盤上的位置，就能斷定出方位來。南宋時(shí)，曾三異在《因話錄》中記載了有關(guān)這方面的文獻(xiàn)：“地螺或有子午正針，或用子午丙壬間縫針。”這是有關(guān)羅經(jīng)盤最早的文獻(xiàn)記載。文獻(xiàn)中所說的“地螺”，就是地羅，也就是羅經(jīng)盤。文獻(xiàn)中已經(jīng)把磁偏角的知識應(yīng)用到羅盤上。這種羅盤不僅有子午針（確定地磁場南北極方向的磁針），還有子午丙壬間縫針（用日影確定的地理南北極方向）這兩個(gè)方向之間的夾角，就是磁偏角。
盤面周圍刻二十四方位，內(nèi)中盛水，磁針橫穿燈草，浮于水面。
現(xiàn)在人們已經(jīng)知道，地球的兩個(gè)磁極和地理的南北極只是接近，并不重合。磁針指向的是地球磁極而不是地理的南北極，這樣磁針指的就不是正南、正北方向而略有偏差，這個(gè)角度就叫磁偏角。又因?yàn)榈厍蚪魄蛐危源裴樦赶虼艠O時(shí)必向下傾斜，和水平方向有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁傾角。不同地點(diǎn)的磁偏角和磁傾角都不相同。成書于北宋的《武經(jīng)總要》在談到用地磁法制造指南針時(shí)，就注意利用了磁傾角。沈括在《夢溪筆談》談到指南針不全指南，常微偏東。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁傾角的發(fā)現(xiàn)使指南針的指向更加準(zhǔn)確。
【磁性質(zhì)的應(yīng)用】
指南針一經(jīng)發(fā)明很快就被應(yīng)用到軍事、生產(chǎn)、日常生活、地形測量等方面，特別是航海上。指南針在航海上的應(yīng)用有一個(gè)逐漸發(fā)展過程。成書年代略晚于《夢溪筆談》的《萍洲可談》中記有：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦則觀指南針。”這是世界航海史上最早使用指南針的記載。文中指出，當(dāng)時(shí)只在日月星辰見不到的時(shí)候才使用指南針，可見指南針剛開始使用時(shí)，使用還不熟練。二十幾年后，許兢的《宣和奉使高麗圖經(jīng)》也有類似的記載：“惟視星斗前邁，若晦冥則用指南浮針，以揆南北。”到了元代，指南針一躍而成海上指航的最重要的儀器了。不論晝夜晴陰都用指南針導(dǎo)航了。而且還編制出使用羅盤導(dǎo)航，在不同航行地點(diǎn)指南針針位的連線圖，叫做“針路”。船行到某處，采用何針位方向，一路航線都一一標(biāo)識明白，作為航行的依據(jù)。
指南針的發(fā)明是古代先民對磁現(xiàn)象的觀察和研究的結(jié)果。古代先民對磁現(xiàn)象的觀察和研究的過程中，進(jìn)一步了解了磁的性質(zhì)，并試圖更多地應(yīng)用這些性質(zhì)。傳說秦始皇修建阿房宮時(shí)，有一宮門是用磁鐵制造的。如果刺客帶劍而過，立刻會(huì)被吸住，被衛(wèi)兵當(dāng)場捕獲。這樣的故事還很多，《晉書.馬隆傳》記載馬隆率兵西進(jìn)甘、陜一帶，在敵人必經(jīng)的狹窄道路兩旁，堆放磁石。穿著鐵甲的敵兵路過時(shí)，被牢牢吸住，不能動(dòng)彈了。馬隆的士兵穿犀甲，磁石對他們沒有什么作用，可自由行動(dòng)。敵人以為神兵，不戰(zhàn)而退。東漢的《異物志》記載了在南海諸島周圍有一些暗礁淺灘含有磁石，磁石經(jīng)常把“以鐵葉錮之”的船吸住，使其難以脫身。
魏晉南北朝時(shí)，我國先民對磁石的性質(zhì)已有了很多認(rèn)識。就連當(dāng)時(shí)的詩人曹植在矯志詩中也用了“磁石引鐵，于金不連。”的句子。可見他也了解磁石的性質(zhì)。南北朝梁代的陶弘景在《名醫(yī)別錄》中提出了磁力測量的方法，他指出：優(yōu)良磁石出產(chǎn)在南方，磁性很強(qiáng)，能吸引三、四根鐵針，使幾根針首尾相連掛在磁石上。磁性更強(qiáng)的磁石，能吸引十多根鐵針，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不僅提出了磁性有強(qiáng)弱之分，而且指出了測量方法。這可能是世界上有關(guān)磁力測量的最早記載。
我國先民對磁石的性質(zhì)的研究和認(rèn)識是指南針發(fā)明和發(fā)展的基礎(chǔ)。
指南針在古代主要被堪輿家們用于相宅相墓，同時(shí)也被用于航海及其他。正是這后者對人類社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮了巨大作用，因而指南針才得以躋身于古代四大發(fā)明的行列。我國典籍記載指南針用于航海，始于宋代朱彧1119年寫的《萍洲可談》，書中寫道：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。”之后，類似的文獻(xiàn)層出不窮，這表明在航海活動(dòng)中，指南針普及得相當(dāng)快。這一發(fā)明后來經(jīng)阿拉伯傳入歐洲，對歐洲的航海業(yè)乃至整個(gè)人類社會(huì)的文明進(jìn)程，都產(chǎn)生了巨大影響。
【電子指南針】
指南針是一個(gè)重要的導(dǎo)航工具，甚至在GPS中也會(huì)用到。電子指南針將替代舊的針式指南針或羅盤指南針，因?yàn)殡娮又改厢樔捎霉虘B(tài)的元件，還可以簡單地和其他電子系統(tǒng)接口。
電子指南針系統(tǒng)中磁場傳感器的磁阻（MR）技術(shù)是最佳的解決方法，和現(xiàn)在很多電子指南針還在使用的磁通量閘門傳感器相比較，MR技術(shù)不需要繞線圈而且可以用IC生產(chǎn)過程（IC-like process）生產(chǎn)，是一個(gè)更值得使用的解決方案。由于MR有高靈敏度，它甚至比這個(gè)應(yīng)用范圍中的霍爾元件更好。
【為什么叫指南針？】
就是因?yàn)檫@東西用來指南的。況且，最早在戰(zhàn)國時(shí)期《韓非子》一書中，就記載了現(xiàn)在稱為指南針的原型——司南，“先王立司南以端朝夕”；并在東漢王充《論衡》中便記述了司南的具體形制，“司南之杓，投之于地，其柢指南”。
且，指南針不但最早為中國發(fā)明，并隨后演變成羅盤并應(yīng)用于航海事業(yè)上。北宋朱彧所著《坪洲可談》一書中，最早記載了航海中使用指南針的情況，“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，隱晦觀指南針”。其后，南宋福建路市舶司(當(dāng)時(shí)管理對外貿(mào)易的政府機(jī)關(guān))提舉趙汝適在所著《諸蕃志》中提到，“舟舶來往，惟以指南針為則，晝夜守視惟謹(jǐn)，毫厘之差，勝似系焉”。
就在這一時(shí)期(北宋末南宋初，約為1180年左右)，中國的指南針(或者說羅盤)通過阿拉伯商人傳入歐洲。此后，羅盤在世界航海事業(yè)上被廣泛應(yīng)用，因此才有15世紀(jì)-16世紀(jì)歐洲人的世界地理大發(fā)現(xiàn)。這一切，按照中國官方的歷史教科書來看，由于這一淵源關(guān)系，歐洲人的指南針亦是應(yīng)來“指南”。
后來查了一下大英百科全書和中國大百科全書中的指南針詞條，才發(fā)現(xiàn)事情遠(yuǎn)非“指南”一說這么簡單。
在大英百科全書中，有兩個(gè)不同的詞條來解釋：
第一個(gè)詞條為“direction determinants”，即方向指定儀器，解釋如下：“中國古代四大發(fā)明之一，有磁指南和機(jī)械指南兩種，磁指南發(fā)明于公元前3世紀(jì)，稱為‘司南’……機(jī)械指南儀器為指南車，約在3世紀(jì)發(fā)明……”
第二個(gè)詞條為“compass”，譯為“羅盤”，即通常意義上用于航海的指南針。解釋如下：“航海或勘測時(shí)在地球上使用的基本測向儀器，……最老、最常用的羅盤為磁羅盤，……12世紀(jì)，顯然中國和歐洲的航海家都各自發(fā)現(xiàn)，一塊天然磁石，一種自然界存在的磁性礦石，漂在水中木棒上時(shí)總是指向北極星方向……”
兩個(gè)詞條其實(shí)是對指南針作了區(qū)分。一種是在陸地上、較簡單的指南儀器，源于中國司南(也應(yīng)該僅僅使用于出產(chǎn)在中國的指南針)，另一種是用于航海和勘測上、較專業(yè)的指北儀器，歐洲和中國同時(shí)出現(xiàn)，無先后之分。
分歧就這么出來了，對比這兩個(gè)詞條，發(fā)現(xiàn)大英百科全書似乎把“中國是最早發(fā)明指南針”這一說法完全給推倒了，因?yàn)樵跉W洲歷史上，羅盤才是真正的“指南針”，并在歐洲人發(fā)現(xiàn)新大陸、爭霸海權(quán)和開拓殖民地等近現(xiàn)代歷史的決定性事件中，與火炮和航海術(shù)一樣扮演了功不可沒的角色。對“中國古老的指南針”不但否定，而且用了兩個(gè)不同的詞條加以區(qū)分。
在中國大百科全書中，也有指南針和羅盤(磁羅盤)兩個(gè)詞條，但不論是對指南針的解釋，還是對羅盤的解釋，都最終追溯了到戰(zhàn)國的“司南”，這兩種不同的指向儀器是同源關(guān)系，而沒有像歐洲觀念中區(qū)分的如此涇渭分明。
因此，康熙的說法和佩雷菲特對其的嘲笑便有了答案——顯然，康熙認(rèn)同指南針和羅盤同出一源，用來指南，而作者佩雷菲特則按西方人的觀念，認(rèn)為指南針顯然應(yīng)該是羅盤；佩雷菲特則認(rèn)為，羅盤是歐洲人自己發(fā)明的，與中國的“司南”沒有必然聯(lián)系，羅盤用來指北，而中國的司南則用來指南。這似乎是一種不同文化背景上的誤解。當(dāng)然，羅盤和“司南”到底什么關(guān)系，現(xiàn)在還是各有各的說法。
此外，佩雷菲特對康熙固執(zhí)地認(rèn)為指南針用來指南作了解釋。他認(rèn)為，康熙之所以認(rèn)為指南針用來指南，是因?yàn)樵谥袊糯幕校鲜撬膫€(gè)方位中最尊貴的方位，皇帝的御座、宮殿、陵墓，寺廟，甚至紫禁城，一切尊貴的建筑物都朝向南方。他繼續(xù)寫道，“雖然皇帝是來自北方的滿人，他的論據(jù)卻是始料不及的：‘在北方，一切活動(dòng)在凋萎，在衰亡。吸引磁針的力量怎么可能來自北方呢？’……‘力量、精氣和繁榮都在南方’”。
聽佩雷菲特一說，似乎也不無道理。但，中國史書上對司南的記述確實(shí)為“其柢指南”，并沒有因?yàn)楹髞怼澳稀弊兂闪艘环N皇帝尊貴的象征才改的方向。這位曾先后六次訪問中國的法蘭西學(xué)院院士，用這種說法來解釋康熙認(rèn)為指南針指南是合理的這一固執(zhí)的想法，到底算是對中國文化的理解，還是誤解呢？
到現(xiàn)在來說，中國人認(rèn)為指南針指南，歐洲人認(rèn)為指南針指北，皆合理。因?yàn)楝F(xiàn)在的指南針為棱形，指針兩頭均衡，并非如“司南”只有一個(gè)杓柄，指南指北之爭，似乎徒費(fèi)口舌。
【指南針的發(fā)展史】
指南針也叫羅盤針，是我國古代發(fā)明的利用磁石指極性制成的指南儀器。因此，介紹司南必須從磁石說起。
磁石通常稱為“吸鐵石”，它把許多鐵屑緊緊吸在一起，就象一個(gè)慈祥的母親吸引自己的孩子，所以人們稱它為“慈石”。
磁石吸鐵是因?yàn)槊繅K磁石兩頭都有不同的磁極，一頭叫正極，另一頭叫負(fù)極。人類居住的地球也是一塊天然大磁鐵，地球的南北兩頭也有不同的磁極，地球的北極是負(fù)磁極，地球南極為正磁極。根據(jù)同性磁極相排斥，異性磁極相吸引的原理，拿一根可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，無論站在地球的什么地方，它的正極總是指北，負(fù)極總是指南。
戰(zhàn)國時(shí)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(zhàn)國時(shí)期的司南是什么樣子無法考證。《中國歷史》課本插圖——“司南”，是根據(jù)中國歷史博物館展品“漢代司南模型”繪制的。這個(gè)模型是后人根據(jù)史書記載以及地下出土的漢代地盤實(shí)物制成的。地盤是青銅做成的，內(nèi)圓外方，中心圓面磨得非常光滑，以保證勺體指示方向的準(zhǔn)確性。中心圓外圍依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共計(jì)二十四個(gè)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(shí)先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動(dòng)勺柄，使它轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jì)時(shí)仍在應(yīng)用。
到了宋代，勞動(dòng)人民掌握了制造人工磁體的技術(shù)，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。然后把魚和天然磁鐵放在一起，由于磁體的吸力，鋼片受磁感應(yīng)也具有磁性。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(jīng)過長期的改進(jìn)，人們又把鋼針在天然磁體上磨擦，鋼針也有了磁性。這種經(jīng)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(yàn)，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(gè)標(biāo)有方位的圓盤，靜止時(shí)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(zhuǎn)動(dòng)，由于手指甲的光滑，磁針就和司南一樣也能發(fā)生指南作用。“碗唇法”是把磁針放在光滑的碗邊上，轉(zhuǎn)動(dòng)磁什，便和指甲法一樣發(fā)生指南作用。沈括經(jīng)過精密的觀察實(shí)驗(yàn)，還發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)在科學(xué)上叫磁偏角。
地球好像一塊巨大的磁鐵，具有磁性，并在它的周圍形成永久性的磁場。地球的磁場具有正極（磁北極）和負(fù)極（磁南極），是一個(gè)偶極磁場.1975<年測得的地磁南極位于北半球2N,100．6W離地理北極約1600<公里，在加拿大北部巴瑟斯特島的西北；地磁北極位于南半球65,139,離地理南極約1600<公里，在南極洲大陸邊緣威爾克斯地東北。習(xí)慣上人們把位于北半球的地磁南極叫北磁極，位于南半球的地磁北極叫南磁極。可見地磁的南極和北極與地理的南極和北極是不一致的，所以地磁子午線與地理子午線有個(gè)交角，這個(gè)角稱磁偏角。以指北針為準(zhǔn)，偏東為正，偏西為負(fù)。如果地球是個(gè)均勻磁球體，在兩地磁極所在的地理經(jīng)線上，地磁偏角應(yīng)為0或180，這條經(jīng)線叫無偏線。無偏線把全球分為東偏半球和西偏半球兩大部分。實(shí)際上地球不是個(gè)均勻磁體，磁偏角的分布也較復(fù)雜。磁針只能在地磁道地區(qū)保持水平，在其他地區(qū)都是傾斜的，而在兩極則為直立狀態(tài)。磁針在各處與水平面之間的夾角稱磁傾角，在不同緯度上磁傾角不同，以指北針為準(zhǔn)，下傾者為正，上仰者為負(fù)。磁偏角與我們?nèi)粘Ｉ罟ぷ饔休^密切關(guān)系，用指南針定方向時(shí)，首先要知道當(dāng)?shù)氐拇牌牵M(jìn)行校正后，才能確定該地的真正南北方向。從理論上可以推算出地面上每一點(diǎn)的磁偏角和磁傾角，如果在某地實(shí)測的磁偏角、磁傾角與理論值不符時(shí)，稱為地磁異常。如果地下存在磁鐵礦和其它有磁性礦物質(zhì)時(shí)，常常引起地磁異常，可以利用這種現(xiàn)象進(jìn)行探礦，這是地球物理探礦方法之一。通過研究古老巖石中保存下來的剩余磁性，可以推斷地質(zhì)時(shí)代地球磁場方向的變化及磁極移動(dòng)等，稱為古地磁學(xué)。古地磁資料常為地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供證據(jù)。本世紀(jì)60年代以來，獲得大量海底磁場資料，發(fā)現(xiàn)在海嶺兩側(cè)地磁異常帶對稱排列，這為海底擴(kuò)張說和板塊構(gòu)造說提供了重要科學(xué)證據(jù)。
地理南面是地磁北面那么指南針的南極指向地磁的北極，也就是地磁的南極了。不是說指向地磁南極，是小磁針的南極指向地磁北極
我們知道，同極相斥異極相吸（PS：地球人都知道~）
那么，為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象呢？？
這樣：地球的“北極”實(shí)際上是“地磁南極”
地球的“南極”實(shí)際上是“地磁北極”
而指南針指向地磁南極（即我們通常說的北極）的指針一定是N極針，因?yàn)橥瑯O相斥異極相吸的原理嘛，所以就會(huì)有“北極針”指向“北極”這種現(xiàn)象了。
指南針上的那個(gè)針其實(shí)指的是地磁南極，所以我們叫其為指南針。
羅盤測產(chǎn)狀,為什么有時(shí)讀南針,何時(shí)讀南針
巖層像紙張一樣，有正反兩面，正面朝天，反面朝地，一般情況下都是測朝天的面讀北針。巖層面朝下的時(shí)候，即仰頭測的巖層產(chǎn)狀，這個(gè)時(shí)候要讀南針。（相當(dāng)于讀巖層另一面的傾向。）
指南針南北符號是什么?
1. 指南針上的北極大寫字母為N，而南極則用大寫字母S來表示。2. 指南針的確切證據(jù)首次出現(xiàn)在公元9至10世紀(jì)的唐代。《管氏地理指蒙》一書中提到了鐵針磁化后能指向南北，同時(shí)也提到了地磁偏角的存在。3. 《九天玄女青囊海角經(jīng)》中載有“浮針方氣圖”，即水羅盤的盤面圖，這進(jìn)一步證明了古代中國...
指南針上的數(shù)字是怎么回事??
數(shù)字代表具體位置。數(shù)字表示指南針頂部與正北方(正南方)的角度，正北與正南是頂部的方向?qū)?shù)字弄到0后，表示手機(jī)頂部的方向就是正北方(正南方)。南針最外圈的數(shù)字代表一個(gè)方位偏離正北（N）或正南（S）的角度數(shù)值。此時(shí)如把指南針上的N字緩緩轉(zhuǎn)到正對要測量的方位，意味著該方位為“北偏東30度”...
指南針南北符號
1. 指南針的北極用大寫字母"N"表示，南極用大寫字母"S"表示。這里的"N"代表英文單詞"North"，而"S"代表"South"。2. 指南針上的正東方向用大寫字母"E"表示，正西方向則用大寫字母"W"表示。3. 現(xiàn)代人制造了多種電子指南針，智能手機(jī)普遍配備了這一軟件。電子羅盤，也稱為數(shù)字羅盤，它利用地磁場...
指南針明南針而不叫指北針呢?
司南，形似大勺的北斗七星指示工具，勺柄指向南方，因此當(dāng)后來發(fā)展出功能類似的指南針時(shí)，因其與司南類似，便沿用了"指南"的名稱，"南"代表了方位的主導(dǎo)，象征陽剛和尊位。古代文化中，南向被視為正面，帝王面南而坐，臣子面北朝拜，這也影響了方向指示的取向。指南針之所以不叫"指北針"，是因?yàn)樵诠?..
我不小心把公司的指南針南北極做反了,請問地球的南北極磁場什么時(shí)候會(huì)互...
從你的表達(dá)意思看，你不小心把指南針的南北極做反了，現(xiàn)在想把它的南北極弄正確。指南針的磁針其實(shí)相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵，它的磁場是比較弱的，只要用強(qiáng)磁場把它重新磁化就可以讓它的南北極正過來，比如用充磁機(jī)即可。地球的南北極何時(shí)能互換不是一個(gè)人在世時(shí)能看到的，等它互換不如利用其他外在因素。
指南南針的演變歷程
此外，佩雷菲特對康熙固執(zhí)地認(rèn)為指南針用來指南作了解釋。他認(rèn)為，康熙之所以認(rèn)為指南針用來指南，是因?yàn)樵谥袊糯幕校鲜撬膫€(gè)方位中最尊貴的方位，皇帝的御座、宮殿、陵墓，寺廟，甚至紫禁城，一切尊貴的建筑物都朝向南方。他繼續(xù)寫道，“雖然皇帝是來自北方的滿人，他的論據(jù)卻是始料不及的：‘在...
家里西南方放針避邪嗎?
家里西南方放針避邪 ，因?yàn)樵诩依锩娴奈髂戏绞菍儆谖逍挟?dāng)中的金。所以你在那個(gè)位置必須要擺放一些金屬的物品，當(dāng)你擺放了針以后。就可以增加它的金屬性。
我的世界1.16怎么設(shè)置南針指令?
你的指南針是不是拿到手里不動(dòng)？怎么走指針都不動(dòng)？老版本的指南針需要你先在家中做一個(gè)展示框，展示框做法：木棍 木棍 木棍 木棍 皮革 木棍 木棍 木棍 木棍 做好后展示框放在墻上。另外做兩個(gè)指南針，其中一個(gè)點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵放入展示框中，另一個(gè)拿到手里指針就動(dòng)了，一直指向你上一次睡過的床...
用地質(zhì)羅盤測巖層走向時(shí),是不是只能看白針(北針)?為什么?
具體而言，地質(zhì)羅盤上通常有兩個(gè)指針，一個(gè)是代表地理北極的北針，另一個(gè)是代表地理南極的南針。在實(shí)際操作中，測量人員往往更傾向于直接讀取北針的數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@樣可以避免額外的換算步驟，直接獲取所需的走向信息。不過，值得注意的是，在特定情況下，使用南針讀數(shù)并轉(zhuǎn)化為北針可能是必要的。例如，當(dāng)...
相關(guān)評說：
棗陽市塔輪： ______ 肯定是紅色的指北. 使用指南針的方法是把指針對準(zhǔn)南北方向才能開始辨認(rèn)方向的.指針對準(zhǔn)后,現(xiàn)實(shí)的方向就與表盤上一一對應(yīng)了. 數(shù)字是360等分的,為了更精確.比如可以表示正北偏東25度、正南偏西10度……. 以下是就圖說圖: 表盤上的字應(yīng)該是:“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”,不過有四個(gè)字被“東西南北”占據(jù)了. 這個(gè)指南針還可以看時(shí)間的,表盤上不是還有一個(gè)指針嗎,對應(yīng)“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”,就是12個(gè)小時(shí),所以這個(gè)指針和手表上的時(shí)針是一樣的,可以看做沒有分針和秒針的手表.
棗陽市塔輪： ______[答案] 指南針是我國古代司南演化而來,中國人習(xí)慣叫指南針;目前賣的多叫指北針,都是兩端,N為北,S為南,其實(shí)南北都能指,不過是稱謂不同罷了
棗陽市塔輪： ______[答案] 因?yàn)橹改厢樋偸怯幸欢酥赶蚰?所以題干說法正確; 故答案為:√.
棗陽市塔輪： ______ 這個(gè)問題是你們空想出來的,不符合科學(xué)道理. 因?yàn)橹改厢槻徽撌呛脡?不論在南極或北極,它都指向某一方向,絕不會(huì)轉(zhuǎn)圈.指南針是指向北極的,你就是到了北極的中心點(diǎn)上,它也不會(huì)轉(zhuǎn)圈,而是指向某一方向不動(dòng). 如果當(dāng)做腦筋急轉(zhuǎn)彎來回答,那就是:1、當(dāng)?shù)厍虻拇艌鲞B續(xù)有規(guī)律變化時(shí),指南針才有轉(zhuǎn)圈的可能.而事實(shí)上地球上的磁場在長時(shí)間內(nèi)相對穩(wěn)定,總是從一極指向另一極.2、從相對運(yùn)動(dòng)的角度說,指南針可以轉(zhuǎn)圈:在某一個(gè)地方不位移,讓表盤轉(zhuǎn)圈,因針指向一方不動(dòng),這時(shí)可以說,以表盤為參照物,指南針轉(zhuǎn)圈了. 這個(gè)問題這樣回答行嗎:拿一個(gè)磁棒,圍著指南針轉(zhuǎn)圈
棗陽市塔輪： ______ 準(zhǔn)確地說,應(yīng)該是南北方向.指南針的指針上會(huì)標(biāo)注方向,N為北,S為南. 一般是指北的那一端會(huì)用醒目的顏色標(biāo)注出來.也有部分指南針是標(biāo)注南方的. “指南”是一種歷史叫法,代指方向. 如果考慮地理南北極與地磁南北極的話,問題就不那么簡單:指南針指的是地磁極,由于同極相斥異極相吸,地理北極(就是我們一般說的北極)附近是地磁南極,吸引指南針的北極指針.反之,地理南極附近是地磁北極,吸引指南針的南極指針.地理極和地磁極之間有磁偏角.
棗陽市塔輪： ______[答案] 指南針的指針并不是嚴(yán)格指向南北方向的 南北極有地理南北極和磁性南北極之分 磁北極在地理南極附近 但并不完全重合 所以. 使用過高級一點(diǎn) 精確一點(diǎn)的指南針的話應(yīng)該能發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題的
棗陽市塔輪： ______ 指南針也可以叫指北針啊,為什么不叫指東,指西是因?yàn)榇裴樀姆较蛑粫?huì)指向南方或者北方的
棗陽市塔輪： ______ 北方指南針紅色的一頭指向北方.現(xiàn)在制作的指南針統(tǒng)一是按照國際標(biāo)準(zhǔn),磁針紅色端為磁針的N極,也就是北極.地球的地理北極實(shí)際上是地球磁場的南極,根據(jù)異性相...
棗陽市塔輪： ______[答案] 北,指針與導(dǎo)線平行,恢復(fù)到初始位置
