指南針是一種判別方位的簡單儀器,又稱“指北針”。常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面。在指南針發(fā)明以前,古人是用天星來辨別方位的。我們的祖先就發(fā)明日圭用來分辨地平方位。日圭就是最早的羅盤。
我國發(fā)明的指南針和羅盤,對后來科學和技術的發(fā)展有極其重要的意義。
指南針是測量地球表面的磁方位角的基本工具,它的前身是我國古代四大發(fā)明之一的司南。
其主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉動的磁針,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。
公元前300年的戰(zhàn)國末期,我們聰明的祖先已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了磁石具有吸鐵的能力,并且已經(jīng)開始大量開采使用磁石,發(fā)明了“司南”,這是指南針的雛形。
“司南”是把磁石磨成長柄的勺子形,放在一個分成24個方向的銅盤上,“勺子”底很滑,銅盤也很滑,使“勺子”旋轉,停止時,勺柄指著的方向便是南方,勺頭指的方向就是北方。這是指南針的鼻祖。
由于天然磁石在強烈的震動和高溫下,容易失去磁性,加上使用“司南”還需銅盤等許多輔助設備,很不方便。于是人們又對“司南”進行了改造。
至11世紀后,人們又發(fā)現(xiàn)了鐵在天然磁石上摩擦后,也可以產(chǎn)生磁力,而且比天然磁石穩(wěn)定,于是便制作了人造磁鐵。
后來,有人用人造磁鐵制造了“指南魚”、“指南人”等形狀各異的用于辨別方向的指南器具。
宋代科學家沈括在他的著作《夢溪筆談》中記載了幾種“指南針”的構造,記述了它的4種用法。
經(jīng)過人們不斷總結經(jīng)驗,對指南針進行改革,磁勺子由粗變細,逐漸成為一根針,磁針針尖指南,針尾指北,由此確定方向,指南針由此誕生。
指南針為我們的生活帶來了許多方便,使人們無論是在浩瀚無邊的大海,還是在高深莫測的天空,都可以辨別方向,不至于迷路。
科學史專家李約瑟博士指出:中國發(fā)明的利用指針標度盤的這些裝置,是“所有指針式讀數(shù)裝置中最古老的”,并且“是在通向實現(xiàn)各種標度盤和自動記錄儀表的道路上邁出的第一步”。
羅盤實際上就是利用指南針定位原理用于測量地平方位的工具,羅盤在風水上用于格龍、納水和確定建筑物的坐向。
在指南針發(fā)明以前,地平方位不可能劃分得很細。只能用北、東北、東、東南、南、西南、西、西北8個方位來描述方向和方位。
隨著加工業(yè)的發(fā)展,磁針由原來的匙形轉變?yōu)獒樞?,并由水浮磁針轉變?yōu)橛庙斸槪怪改厢樀臏y量精度更加準確。
我國古人古人憑著經(jīng)驗把宇宙中各個層次的信息,如天上的星宿、地上以五行為代表的萬事萬物、天干地支等,全部放在羅盤上。風水師則通過磁針的轉動,尋找最適合特定人或特定事的方位或時間。盡管風水學中沒有提到“磁場”的概念,但是羅盤上各圈層之間所講究的方向、方位、間隔的配合,卻暗含了“磁場”的規(guī)律。
羅盤的發(fā)明和應用是人類對宇宙、社會和人生的奧秘不斷探索的結果,羅盤上所標示的信息蘊含了大量古老的中國人的智慧。