指南针与航海

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！