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指南针与航海

2023-05-30霍菲菲

军事文摘·科学少年 2023年1期
关键词:司南磁石钢针

霍菲菲

指南针是中国古代四大发明之一,在古代科技發展史上占有重要地位。你知道人们是如何发明指南针的吗?指南针在航海事业发展中起到了哪些作用?下面,就让我们一起来开启发现之旅吧!

宋代有一位叫沈括的科学家,他致力于研究科学和技术,曾在著作《梦溪笔谈》中指出,指南针是用磁石摩擦铁针,使铁针磁化制成的。指南针的发明经历了漫长的时期,不同时期以不同形式出现,这与中国的天文学定位方法和磁学方法演变息息相关。

首次记载我国最早应用物质磁性制成的指示方向工具就是司南。“司南”之称,始于战国,是汉代指南工具。它的结构包括一个用磁石打磨而成的勺子,一个刻有八卦、天干、地支和星宿的盘子。使用时勺子静置在盘子上,勺尾指向为南方。原理就是利用磁石的指南作用指示方向。司南的使用有明显的弊端,如果盘子震动,磁勺就无法发挥作用。

经过长期改进,人们把钢针在磁体上摩擦,钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针是比较便携的指南针了。水浮法指南针是北宋四种指南针之一,就是将一个磁化的钢针,穿几段灯芯草,放入一个装满水的碗中,利用水的浮力让针浮于水面,针静止的时候,两端分别指示南、北。这一款指南针指示时不怕轻微晃动,所以应用更为广泛。

北宋《武经总要前集》记载了指南鱼的制作及应用。指南鱼就是将剪成鱼形的薄铁片烧红后,让鱼尾指向正北方向,之后把鱼的尾部放入水里,铁片再取出之后,就被磁化了,有了指向性。这是一种人工磁化的方法。指南鱼可以浮在水面上,鱼头指南。此时,指南鱼已经在水上航行时有所应用。

最初,船舶上使用指南针没有固定的方位盘。随着测方位的需要,出现了磁针和方位盘结合于一体的水罗盘。我国明代水罗盘用八干、十二支、四卦名称标出24个方位,罗盘内盛有水,用磁针横穿灯草后浮于水面指示方向。

指南针应用于航海是从中国开始的。北宋末朱彧《萍洲可谈》记载了当时中国人已经在航海中使用指南针。这是目前指南针在航海中进行导航的最早记录。因为指南针不受时间和天气的影响,帮助航行者实现了全天导航。

指南针的出现和日益精确的效果,给航海技术带来了重大变革。人们能够探索更广的海域,增进各国间的文化交流和贸易往来,促进了中西方文明双向传播。不得不提的是,人类历史上首次大规模的航海活动——郑和下西洋就应用了水罗盘。

在中国科技馆“华夏之光展厅”有“指南针与航海”这一展品。想要操作舵轮,体验海上航行如何辨别方向的同学,欢迎来中国科技馆与展品互动哦!

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