前面两篇文章我们详细介绍了，我国古代四大发明的其中两个。分别是造纸术和印刷术。这两个发明像兄弟一样，相辅相成，有利于世界科技文化知识的传播，共同推动了世界历史文化进程。我们中国作为四大文明古国之一，影响世界的不仅仅有文化传媒的方式方法。我们对世界航海史发展、推动世界地理大发现、开启全球大航海时代，同样做出了巨大的贡献。

中国古代四大发明

而促成这一切发展的，便是我们今天要讲的发明---指南针。

讲指南针之前，我先给大家讲讲另外一个古代伟大的发明---指南车。二者工作原理不能说没有关系，只能说他们毫不相关。

指南车

相传远古时代，华夏部落黄帝对九黎部落蚩尤作战。蚩尤作大雾，黄帝造指南车为士兵领路，但这不过是一种传说。根据历史文献记载，三国时代的发明家马钧曾经制造过这种指南车，可惜后来失传了。公元417年东晋大将刘裕(也就是后来宋朝的开国皇帝)进军至长安时，曾获得后秦统治者姚兴的一辆旧指南车，车子里面的机械已经散失，车子行走时，只能由人来转动木人的手，使它指向南方。后来齐高帝萧道成就令祖冲之仿制。

祖冲之发明的指南车

它与指南针利用地磁效应不同，它不用磁性。指南车利是用齿轮传动指明方向的一种简单机械装置。它是靠人力来带动两轮的指南车行走，从而带动车内的木制齿轮转动，来传递转向时两个车轮的差动，再来带动车上的指向木人与车转向的方向相反角度相同，使车上的木人指示方向，不论车子转向何方，木人的手始终指向指南车出发时设置木人指示的方向，“车虽回运而手常指南”。

而指南针的工作原理，其实相对来说更为简单。中学物理学过，地球相当于一个大磁铁，在地球的南北两极附近存在地磁两极。这两磁极和地理上的两极有一个磁偏角，并不是正好吻合的。地球表面的磁体，当可以自由转动时，就会因磁体异性相吸、同性相斥的原理指示出南北。这个原理，古人还没了解到，但这类现象，古人已经发现。

先秦时期，铁器开始出现在生产生活中。在探寻铁矿的时候，常常遇到磁铁矿。磁铁矿成分是四氧化三铁——化学式Fe3O4，别名氧化铁黑、磁铁、吸铁石，它是具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁。《管子》的数篇中早已记载了这些发现：“山上有磁石者，其下有金铜。”《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早被人发现，《吕氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招铁，或引之也。”汉以前古人把磁石写成“慈石”，古人把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为：“石是铁的母亲，但石有慈和不慈两种，慈爱的石头能吸引他的子女，不慈的石头就不能吸引了”。这也是今天磁铁名字由来的原因。

磁铁矿

到了战国时代，最早的磁性指向器出现了，它就是司南。我们常常见到的那个方盘勺子图的器物，就是司南。据《古矿录》记载最早出现于战国时期的河北磁山一带。据近代考古学家猜测用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西，放在一个光滑的铜盘上，盘上刻着方位，利用磁铁指南的作用，可以辨别方向。勺子的形状取自于北斗七星，勺子的柄停下来之后指向南边。的目前发现的唯一一件实物司南在四川成都，它是现在所用指南针的始祖。

司南

虽然司南可以指向南方，但是司南制作繁琐，也不容易携带。到了晋代，又出现了指南舟。不过指南舟的原理结构已经失传，现在也不能确定指南鱼是否是利用磁性指南。指南舟究竟怎样指南，至今依然是一个迷。于是人们开始摸索其他的方法，讲指南装置变得小型化方便携带。

到了唐代堪舆家的活动相当活跃，并开始强调方向的选择，寻找比磁勺更方便的指向器成了当务之急。于是指南铁鱼或者蝌蚪形铁质指向器及水浮磁针应运而生。

关于指南鱼的制作方法和形制，北宋的《武经总要》前集卷十五记载了方法。其法曰：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼形，置炭火中烧之，候通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。”这种方法利用地磁场使铁片磁化，并知道鱼形铁片微向下倾斜对磁化有利，实际上已发现近代科学中所谓的磁倾角的影响。

指南鱼

关于水浮磁针的制作方法和形制，北宋沈括的《梦溪笔谈》卷二十四载了方法。，其文曰：“方家以磁石摩针锋，则能指南。”这种堪舆家在实践中总结出来的钢针磁化法，经过沈括之手公布于世，有力地促进了磁针在堪舆和航海两大领域中的应用和普及。指南针进入到使用磁针的阶段，对装置方法的研究提到了议事日程。沈括全面研究和比较了“水浮”法、置“指爪”法、置“碗唇”法及“缕悬”法的优缺点，认为“缕悬”法最佳。“其法取新纩中独茧缕，以芥子许蜡，缀于针腰，无风处悬之，则针常指南。”现代磁强计中悬挂的小磁铁，就采用了此相似的方法。

水浮磁针

指南鱼与水浮磁针的原理是一致的。磁针指的精度，与司南及指南鱼不可同日而语，故磁针的发明，很快导致了磁偏角的发现。

虽然磁偏角早有人注意，但是直到沈括在《梦溪笔谈》卷二十四中所说的磁针“常微偏东，不全南也”。在西方，直到13世纪才知道磁针偏南。1429年哥伦布（1451—1506年）横渡大西洋时，正式测到磁偏角现象。

罗盘的出现。磁针问世后，先后用于堪舆和航海。为了使用方便，读数容易，加上磁偏角的发现，对指南针的使用技巧提出了更高的要求，堪舆家们首先将磁针与分度盘相配合，创制了新一代指南针——罗盘。不过有些场合，碗中的水浮磁针仍在使用，故沈括《梦溪笔谈》卷二十四称“水浮多荡摇”。江苏、河北和辽宁旅大曾出土元代的不带刻度的指南针专用针碗。可惜当航船还在使用浮针加针碗时，堪舆罗盘却远远地跑到了前面。

这也是为什么很多人诟病中国人发明了火药用于烟花爆竹，别人用于造枪炮弹药侵略殖民；中国人发明了指南针用于相地看风水：别人用于地理大发现为殖民铺路。

罗盘古称“地螺”、“地罗”。又分为水罗盘和旱罗盘。

明代水罗盘

南宋曾三聘的《因话录》“子午针”条说：“地螺，或有子午正针，或用子壬丙午间缝针。”曾三聘是江西临江俯峡江（今江西西清江）人。离峡江不远的江西临川，于1985年出土了世界上最早的堪舆旱罗盘模型，正可与《因话录》的记载相互印证。1985年5月，江西临川南宋朱济南墓（葬于1198年）出土了座底墨书“张仙人”的瓷佣一式两件。风水先生“张仙人”俑 ，左手抱一罗盘。值得注意的是，该罗盘的磁针与水罗盘的磁针根本不同，中部增大呈菱形，菱形中央有一明显圆孔，明确现象地表示这是一种用轴支承的旱罗盘。

清代漆木旱罗盘

中国的磁针和罗盘先后经由陆水两路西传，曾给人类的文明的进程带来重大的影响。以前史学界认为磁针在水中的水罗盘与指南针一脉相承，是中国的发明，但旱罗盘是欧洲所发明，16世纪才经由日本船传入中国。而今临川罗盘证明：旱罗盘的发明权也属于中国。旱罗盘经阿拉伯传入欧洲，在欧洲发展成熟起来。欧洲人又进一步对这种旱罗盘做了改进，使用起来很是方便。这种改进虽然对磁的知识并未增加，甚至也未“改善”，但是却对航海事业产生了积极影响。开启了大航海时代和地理大发现。但随之带给世界的，是所谓西方“文明”背后的野蛮和血腥‘’西方的侵略殖民，带给了世界人民长达几百年的痛苦。

指南针发展史

到了现代辨别方向的东西就多了。传统的指南针、基站定位、GPS卫星定位等等。比如我们手机上的导航，不但可以辨别方向，还可以规划你所要去的地方并进行实时导航。目前我们国家的北斗导航系统也正式组网运行了。

北斗导航

北斗导航是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

这是古老中国指南针影响世界发展之后，中国人的智慧继续影响着世界。

指南针在航海上的应用对地理大发现和海上贸易有极大的促进作用。指南针的发明源于中国古人如何定向问题的研究，也表明古人对如何定向问题的重视，为此，指南针被誉为中国古代四大发明之一。古代中国人将指南针用于军事和航海的活动，也被用于堪舆术，后来还辗转传入欧洲，在欧洲的航海活动和地理大发现中，发挥了不可替代的重要作用。在航海技术发明中，指南针也是最重要的单项发明。

今天四大发明之指南针背后的冷知识就写到这里，大家关注我，下期写四大发明之火药背后的冷知识！

火药

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