
指南针发明轶事
作者:欧阳军
来源:《发明与创新(综合版)》2009年第07期
四大发明之一的指南针的历史,我们甚至可以追溯到远古的神话。相传黄帝曾与蚩尤进行过几次大规模的战争。蚩尤铜头铁额,神勇无比,而且还会使用妖术。同黄帝作战时,蚩尤降下漫天大雾,黄帝的军队都失去了方向,危急关头,在仙女的帮助之下,黄帝制造出了指南车,借助于指南车,黄帝率领军队冲出了重重迷雾的阻挡,最终打败了蚩尤,赢得了战争的胜利。
如果说黄帝的故事还只是传说,那么至迟在战国时,智慧的华夏民族就制造出了最初的指南针——司南。司南是用天然磁石雕琢而成,样子像一把勺子,底部圆滑,可以放置在平滑的“地盘”中自由旋转。地盘的形状为方形,也叫罗经盘,四周刻有八干、十二支以及四维,一共24个方向。使用的时候,先把“地盘”放置平稳,把司南放在上面,轻轻一拨,司南就转动起来,等停下来的时候勺头指向的就是北方,勺柄指向的就是南方。
由于制造司南需要的天然磁石非常少见,且在雕琢过程中,要准确地找出极向也不是一
件易事,再加之在转动过程中,司南与地盘的摩擦影响了它的准确性。因此,这种原始的指南针并没有被推广。
随着生产以及生活的需要,人们不断地对指南仪器加以改进。宋代时发明了人工磁化制造指南针的方法,这标志着指南针制造技术的又一个飞跃。
当时,人们将薄铁片剪成鱼形,放在炭火中加热,烧至通红,趁热取出铁片,使鱼尾对着南北方向,然后,急速把鱼尾浸入水中。这样,一个“指南鱼”就制成了。使用时,先将一只碗盛满水,利用水的表面张力使指南鱼浮于水面。待水面平静后,鱼头指向的是北方,鱼尾指向的是南方。
这种制造方法主要利用的是地球磁场的作用。由于高温加热,铁片中的分子运动加速,受到地球磁场的作用,铁片中磁畴的排列趋于整齐。遇到冷水,铁片骤然冷却,使得磁畴固定,形成永久磁铁。指南鱼比司南更为灵巧,便于携带,水的阻力也要比司南与地盘的摩擦力小得多,就更加准确了。