四大發(fā)明是指中國古代對(duì)世界具有很大影響的四種發(fā)明，是中國古代漢族勞動(dòng)人民的重要?jiǎng)?chuàng)造。指南針便是其中一個(gè)，那么你知道指南針發(fā)明的故事嗎?一起來看看小編給大家精心準(zhǔn)備的資料，歡迎閱讀!

　　中國古代四種發(fā)明之【指南針】

　　指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。前身是司南。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N指北方，E指東方，W指西方，S指南方。

　　中國是世界上公認(rèn)發(fā)明指南針(Compass)的國家。指南針的發(fā)明是我國漢族勞動(dòng)人民在長期的實(shí)踐中對(duì)物體磁性認(rèn)識(shí)的結(jié)果。由于生產(chǎn)勞動(dòng)，人們接觸了磁鐵礦，開始了對(duì)磁性質(zhì)的了解。人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石吸引鐵的性質(zhì)，后來又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。經(jīng)過多方面的實(shí)驗(yàn)和研究，終于發(fā)明了實(shí)用的指南針。最早的指南針是用天然磁體做成的，這說明中國漢族勞動(dòng)人民很早就發(fā)現(xiàn)了天然磁鐵及其吸鐵性。據(jù)古書記載，遠(yuǎn)在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，由于正處在奴隸制社會(huì)向封建社會(huì)過渡的大變革時(shí)期，生產(chǎn)力有了很大的發(fā)展，特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更是興盛發(fā)達(dá)，因而促使了采礦業(yè)、冶煉業(yè)的發(fā)展。在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，人們從鐵礦石中認(rèn)識(shí)了磁石。最早的指南針是司南。

　　歷史

　　“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)中國大科學(xué)家沈括還對(duì)指南針感到匪夷所思，他的《夢(mèng)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(duì)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(duì)大地形狀的認(rèn)識(shí)，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。”

　　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?ldquo;少偏”。到明代，有人假托南唐人著作指出，指南正針由大地方位系統(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(shí)。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(shí)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，中國仍有學(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(shí)介紹給中國了。

　　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(shí)，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(duì)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(shí)。

　　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。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(duì)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”。欒大利用磁石的性質(zhì)，制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。

　　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。樣子像一把湯勺，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(duì)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(shí)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(duì)磁體指極性認(rèn)識(shí)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?/p>

　　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，也正是因?yàn)榈卮艠O和地理兩級(jí)不完全重合，才出現(xiàn)了地磁偏角現(xiàn)象。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。

　　二千多年以前，也就是春秋戰(zhàn)國時(shí)候，中國已經(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。

　　《夢(mèng)溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關(guān)中國古代科學(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(mèng)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。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。