指南針與航海

霍菲菲

指南針是中國古代四大發(fā)明之一，在古代科技發(fā)展史上占有重要地位。你知道人們是如何發(fā)明指南針的嗎？指南針在航海事業(yè)發(fā)展中起到了哪些作用？下面，就讓我們一起來開啟發(fā)現(xiàn)之旅吧！

宋代有一位叫沈括的科學(xué)家，他致力于研究科學(xué)和技術(shù)，曾在著作《夢溪筆談》中指出，指南針是用磁石摩擦鐵針，使鐵針磁化制成的。指南針的發(fā)明經(jīng)歷了漫長的時期，不同時期以不同形式出現(xiàn)，這與中國的天文學(xué)定位方法和磁學(xué)方法演變息息相關(guān)。

首次記載我國最早應(yīng)用物質(zhì)磁性制成的指示方向工具就是司南。“司南”之稱，始于戰(zhàn)國，是漢代指南工具。它的結(jié)構(gòu)包括一個用磁石打磨而成的勺子，一個刻有八卦、天干、地支和星宿的盤子。使用時勺子靜置在盤子上，勺尾指向?yàn)槟戏健Ｔ砭褪抢么攀闹改献饔弥甘痉较颉Ｋ灸系氖褂糜忻黠@的弊端，如果盤子震動，磁勺就無法發(fā)揮作用。

經(jīng)過長期改進(jìn)，人們把鋼針在磁體上摩擦，鋼針也有了磁性。這種經(jīng)過人工傳磁的鋼針是比較便攜的指南針了。水浮法指南針是北宋四種指南針之一，就是將一個磁化的鋼針，穿幾段燈芯草，放入一個裝滿水的碗中，利用水的浮力讓針浮于水面，針靜止的時候，兩端分別指示南、北。這一款指南針指示時不怕輕微晃動，所以應(yīng)用更為廣泛。

北宋《武經(jīng)總要前集》記載了指南魚的制作及應(yīng)用。指南魚就是將剪成魚形的薄鐵片燒紅后，讓魚尾指向正北方向，之后把魚的尾部放入水里，鐵片再取出之后，就被磁化了，有了指向性。這是一種人工磁化的方法。指南魚可以浮在水面上，魚頭指南。此時，指南魚已經(jīng)在水上航行時有所應(yīng)用。

最初，船舶上使用指南針沒有固定的方位盤。隨著測方位的需要，出現(xiàn)了磁針和方位盤結(jié)合于一體的水羅盤。我國明代水羅盤用八干、十二支、四卦名稱標(biāo)出24個方位，羅盤內(nèi)盛有水，用磁針橫穿燈草后浮于水面指示方向。

指南針應(yīng)用于航海是從中國開始的。北宋末朱彧《萍洲可談》記載了當(dāng)時中國人已經(jīng)在航海中使用指南針。這是目前指南針在航海中進(jìn)行導(dǎo)航的最早記錄。因?yàn)橹改厢槻皇軙r間和天氣的影響，幫助航行者實(shí)現(xiàn)了全天導(dǎo)航。

指南針的出現(xiàn)和日益精確的效果，給航海技術(shù)帶來了重大變革。人們能夠探索更廣的海域，增進(jìn)各國間的文化交流和貿(mào)易往來，促進(jìn)了中西方文明雙向傳播。不得不提的是，人類歷史上首次大規(guī)模的航海活動——鄭和下西洋就應(yīng)用了水羅盤。

在中國科技館“華夏之光展廳”有“指南針與航海”這一展品。想要操作舵輪，體驗(yàn)海上航行如何辨別方向的同學(xué)，歡迎來中國科技館與展品互動哦！