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中国早期的指南针也被称为什么?

时间2019-09-03 08:48:34 阅读数 编辑:紫色的彩虹 来源:在线经验

罗盘由于磁性指向工具常常被置于一个标有方位的地盘之上,因此早期指南针也被称为“罗盘”。今天的社会生活也许不会让人感到指南针的必要性。但正是在指南针的指引下,欧洲新兴的资产阶级在海外开辟了一个又一个贸易 ...

罗盘

由于磁性指向工具常常被置于一个标有方位的地盘之上,因此早期指南针也被称为“罗盘”。

今天的社会生活也许不会让人感到指南针的必要性。但正是在指南针的指引下,欧洲新兴的资产阶级在海外开辟了一个又一个贸易市场,使近代世界联成一体。正是在指南针的指引下,哥伦布发现了美洲大陆,大大开阔了欧洲人的视野。航行需要辨向,但在茫茫的大海上、在一望无际的大沙漠中、在人迹罕至的深山老林里,人们只能凭太阳和北极星辨向。若是乌云遮住了星空和太阳,人们就会手足无措。古代中国人发明的指南针解决了这一问题,尤其为海上远航创造了条件。

远古时期中国有所谓“指南车”,它通过齿轮传动使运动车子上某物保持固定指向。指南车纯粹是一种机械装置,与指南针没有什么关系(除了均为指向工具外)。指南针的基本原理是磁针的指极性。中国人早在公元前3世纪的战国时期就已认识到这一点。《韩非子·有度》中提到“先王立司南以端朝夕”,表明那时已经有了磁性指向工具,而且被称为“司南”。公元1世纪初东汉王充在《论衡》中有关于司南的详细记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”表明司南的形状象一把汤匙,有一根长柄和光滑的圆底。司南由磁石制成,静止时长柄所指方向为南方。司南可能是最早期的指南针。由于磁性指向工具常常被置于一个标有方位的地盘之上,因此早期指南针也被称为“罗盘”。

天然磁石在强烈震动和高温时容易失去磁性,而司南与地盘接触的摩擦力又太大,所以指向效果并不很好。在司南之后,人们又进一步探索性能更稳定、携带更方便的磁性指向工具。公元1044年左右,北宋曾公亮和丁度在他们的军事著作《武经总要》中提到了指南鱼。这是一种用人造磁钢片做成的鱼形指向标。磁鱼是这样制造的:先用高温使铁片内部磁畴激活,置于地磁场中排序,再迅速冷却使磁畴的有序排列固定。这种方法很符合物理学规律,但所得磁性较弱。指南鱼浮在水上,可以自由转动。

指南针的制造技术在沈括(1031-1095)的《梦溪笔谈》中最早得到系统阐述。沈括指出,在磁石上磨过的小铁针具有较稳固的磁性,因此应采用这种人造磁针代替了天然磁石制造指向工具。沈括讨论了磁针装置的四种方法,即“水浮”、置“指爪”、置“碗唇”、“缕悬”。他认为,“水浮”法虽应用较广,但“水浮多荡摇”是一重大缺陷。置“指爪”和“碗唇”方法是指将磁针放在指甲或碗边,这样做虽然摩擦力很小,但太不稳定。只有“缕悬”法是比较好的。它是用细线将磁针悬吊,在无风的地方指向效果很好。南宋时期的陈元靓在其《事林广记》中介绍了他制造的指南龟:木刻的指南龟内部装上磁石,底部用一根极尖的竹针支撑,使其可以自由转动。这种指南龟日后发展成旱罗盘。

沈括在制造指南针的过程中还发现了“磁偏角”。他在书中写道:磁针“常微偏东,不全南也”。这是磁学史上一个极其重要的发现,欧洲人直到400年后才有关于这一现象的记载。

指南针发明之后即开始在宋代的航海业中发挥作用。成书于1119年的《萍洲可谈》中记录了中国海船上使用指南针的情况:海员起初还只是在阴雨天使用,但到了宋代末期以及元代,不论昼夜阴晴都使用指南针导航,实现了全天候航行。

宋元时期,中国的对外贸易和海上交通十分发达。广州、泉州、宁波、杭州都是对外港口。中国的船只远达大西洋沿岸,指南针正是这些远航水手传给阿拉伯和波斯的。通过他们,中国发明的航海罗盘为欧洲人所熟悉。13世纪初,欧洲开始有在航海中使用指南针的记载。

指南针的发明使中国的航海事业在中世纪达到了世界最高水平。早在公元842年,李邻德就曾驾驶木帆船从宁波启程沿海岸北上,经山东、辽宁和朝鲜到达日本。次年,李处人开辟了由日本嘉值岛直达浙江温州的新航线。1281年,郑震率商船从泉州出发,经3个月到达斯里兰卡。以后多次在印度洋上航行。明代郑和(1371-1435)于15世纪初七下西洋(指南洋群岛和印度洋一带),所率舰队大小船只达200多艘,人员达两万多,其规模之大远胜半个世纪之后的哥伦布和达·伽马。哥伦布的队伍横渡大西洋时只有88人,分乘3只长19米的小船。达·伽马也只有一百多人,4只船,而郑和的船队中长度超过100米的大船就有50多艘,足见当时造船技术之高明。当时使用的航海技术、航海仪器也是世界上最先进的。郑和所用的航海仪器包括罗盘、测深器和牵星板。牵星板是为计算船舶夜间所在的地理纬度而观测星辰(主要是北极星)地平高度的仪器。运用这些仪器,郑和详细绘制了航海地图,其中记载了沿岸地形、停泊位置以及航向、航程、牵星记录和水深等数据,是世界航海史上的杰作。

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