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四大发明及人

发布时间:2021-02-07 01:55:17

① 四大发明的发明者和朝代!

指南针

在发明指南针之前人类在茫茫大海中航行,常常会迷失方向,造成不可想象的后果,是中国人发明了指南针,使人类航行有了方向。

中国在北宋时期就发明了人工磁化的两种方法:一种是沈括所说的用天然磁石摩擦钢针的方法,另一种是利用地球磁场的作用使钢铁磁化。

人们把经过磁化的钢针,穿过几根灯草,放在一个乘满水的碗里,它就能浮在水上为航船指明方向,这就是世界上最早用来指示方向的仪器--指南针。

火药

火药是我国古代四大发明之一。因为是用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的,而当时人们都把这三种东西作为治病的药物,所以取名“火药”,意思是“着火的药”。

自秦汉以后,炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹,从偶然发生爆炸的现象中得到启示,再经过多次实践,找到了火药的配方。三国时有个聪明的技师马钧,用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”,开创了火药应用的先河。

唐朝末年,火药开始应用到军事上。人们利用抛射石头的抛石机,把火药包点着以后,抛射出去,烧伤敌人,这是最原始的火炮。后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近,点着引线以以后,用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药,再加上一些沥清、桐油等,捣在一起做成毒球,点着以后,用弓箭射出,杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝,人们将火药装填在竹筒里,火药背后扎有细小的“定向棒”,点燃火管上的火硝,引起筒里的火药迅速燃烧,产生向前的推力,使之飞向敌阵爆炸,这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火枪和枪,这些都是用竹管制成的原始管形火器,是近代代枪炮的老祖宗。

造纸术

造纸技术的发明,是中华民族对世界文明出贡献之一。

大约在3500多年前的商朝,我国就有了刻在龟甲和兽骨上的文字,称为甲骨文。到了春秋时,用竹片和木片替代龟甲和兽骨,称为竹简和木牍。甲骨和简牍都很笨重,战国时思想家惠施外出讲学,带的书简就装了五车,所以有学富五车的典故。西汉时在宫廷贵族中又用缣帛或绵纸写字。缣是细绢、帛是丝织品的总称吏一方缣帛上写字时,便于书写,不但比简牍写得多,而且还可以在上面作画,但是价格昂贵,只能供少数王宫贵族使用。公元前2世纪西汉初期已经有了纸。

发明人

东汉和帝元兴元年(公元105年),蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上,发明了用树皮、破鱼网、破布、麻头等作原料,制造成了适合书写的植物纤维纸,才使纸成为普遍使用的书写材料。

造纸术在7世纪经朝鲜传到日本。8世纪中叶传到阿拉伯联合酋长国。到12世纪,欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。

发明地点
洛阳

印刷术

印刷术是中国古代四大发明之一。它开始于隋朝的雕版印刷,经宋仁宗时的毕升发展、完善,产生了活字印刷,并由蒙古人传至了欧洲,所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导,为知识的广泛传播、交流创造了条件。

雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字,然后再上墨,印到纸上。每印一种新书,木板就得从头雕起,速度很慢。如果刻版出了差错,又要重新刻起,劳作之辛苦,可想而知。

北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间,用质细且带有粘性的胶泥,做成一个个四方形的长柱体,在上面刻上反写的单字,一个字一个印,放在土窑里用火烧硬,形成活字。然后按文章内容,将字依顺序排好,放在一个个铁框上做成印版,再在火上加热压平,就可以印刷了。印刷结束后把活字取下,下次还可再用。

这种印刷方法虽然原始简单,却与现代铅字排印原理相同,使印刷技术进入了一个新时代。

后来,元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字,并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法,后来又发明了金属活字,使活字印刷得到了改进。唐代的雕刻印本传到日本,8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》o以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧。15世纪,德国人学会了用合金铸宇,从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。

② 中国古代四大发明是哪些人物和朝代

造纸术是汉代蔡伦发明的。

活字印刷术是宋代毕升发明的。

指南针(司南)相传是上古的黄帝所发明的。

火药是唐朝年间由炼丹的道士发明的

③ 中国四大发明的发明人简介

毕升 活字印刷 中国约在公元7世纪的初唐时期就已出现采用雕版印刷术印制的书专 。唐咸通属九年(868)印制的《金刚经》 ,是世界上现存最早的有刻印时间的印刷品。 宋仁宗庆历年间,平民毕升在雕版印刷业已普及的基础上,发明了活字印刷术。

蔡伦 造纸术 东汉元兴元年(105)

火药是中国古代炼丹家在炼丹过程中发明的,具体的没有,火药三国时代开始发明,当时被用来当爆竹,到了宋代才被用来当作军事用。

指南针也没有具体的发明者 中国先民已用天然磁石制成指示方向的司南之勺。三国魏时,马钧利用磁铁和差速齿轮制造了能指示方向的机械装置——指南车。宋代科学家沈括在其《梦溪笔谈》中记载了制作指向用的磁针的方法。后来,又发展成磁针和方位盘联成一体的罗盘。

④ 四大发明的朝代及人物

1、公元105年,蔡伦在东汉京师洛阳总结前人经验,改进了造纸术,以树皮、麻头、破布、旧渔网等为原料造纸。大大提高了纸张的质量的生产效率,扩大了纸的原料来源,降低了纸的成本,为纸张取代竹帛开辟了的前景,为文化的传播创造了有利的条件。
2、被誉为“文明之母”的印刷术,是四大发明之一。中国古代早在宋代毕升时期,已有人试验以木为原料制作活字,因木字遇水膨胀,效果不佳,而未成功,毕升才改木为泥发明用泥制作活字。然此后不久,木活字印刷研制成功并得以发展和推广,西夏文《吉祥遍至口和本续》等木活字本和维吾尔文木活字的出土为此提供了实物证据。
3、指南针的发明并无确切的时间及发明者出现,在北宋曾公亮的《武经总要》中曾提及在行军时用「指南鱼」来帮助辨别方向,至於「指南鱼」则是一片薄如鱼状的钢片,五分宽,两寸长,肚皮处有下凹,形状有如小船般,在经过磁化的步骤后,浮于水面!
4、火药是中国四大发明之一。火药,顾名思义就是(着火的药)。它的起源与炼丹术有着密切的关系,是古代炼丹士在炼丹时无意中配制出来。史料并没有发明时间和发明人的记载。
据史书记载,我国古代的炼丹家在长期的炼制丹药过程中,发现硝、硫磺和木 炭的混合物能够燃烧爆炸,由此诞生了中国古代四大发明之一的火药。公元808年,唐朝炼丹家清虚子撰写了《太上圣祖金丹秘诀》,其中的“伏火矾法”是世界上关于火药的最早文字记载,中国学术界由此认为火药的发明不迟于公元808年。但作为火药最主要的原料——硝的熬制地点在哪里?一直困扰着从事此项研究的专家。

⑤ 中国四大发明人的名字都有那四个

1、指南针(司南),发明者已经不可考。

指南针,古代叫司南,主要组成部分是一根装在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极指向北磁极,利用这一性能可以辨别方向。

2、火药,是由道士炼丹师偶然发明。

火火药,又被称为黑火药,由硝酸钾、木炭和硫磺机械混合而成。是在适当的外界能量作用下,自身能进行迅速而有规律的燃烧,同时生成大量高温燃气的物质。

在军事上主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭、导弹的推进剂及其他驱动装置的能源,是弹药的重要组成部分。火药是中国四大发明之一,也改变了人类的战争史。

3、造纸术 ,发明者是蔡伦。

纸是中国古代劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,它是人类文明史上的一项杰出的发明创造。

4、活字印刷术,宋仁宗时毕升发明的。

印刷术是人类近代文明的先导,为知识的广泛传播、交流创造了条件。印刷术先后传到朝鲜、日本、中亚,西亚和欧洲地区。

(5)四大发明及人扩展阅读:

历史影响:

中国的四大发明在欧洲近代文明产生之前陆续传入西方,对西方科技发展产生一定影响。火药和火器的采用摧毁了欧洲中世纪天主教的思想枷锁。指南针传到欧洲航海家的手里,使他们有可能发现美洲和实现环球航行,为西方奠定了世界贸易和工场手工业发展的基础。

而李约瑟对这四大发明的赞美和强调,使得这一说法获得了中国的很大认同,并被写进了教科书。

恩格斯在1857年发表的《炮兵》中写道:“在中国,还在很早的时期就用硝石和其他引火剂混合制成了烟火药,并把它使用在军事上和盛大典礼中”

火药最早在公元9世纪晚唐时期的炼丹书籍中就有记载。

公元904年,杨行密军围攻豫章(今江西南昌),部将郑璠命所部“发机飞火,烧龙沙门,率壮士突火先登入城,焦灼被体”,这是火药最早使用于军事记载,最早的火药武器则出现在五代时期的敦煌壁画。

十世纪五代时期的敦煌(时属归义军)壁画,目前所知最早的关于火枪和手榴弹的描绘。世界上最早的金属火铳出土于中国黑龙江,制作年代为1288年,现藏黑龙江省博物馆。

⑥ 中国四大发明的发明人是谁

1、毕升 活字印刷

毕升(约971-1051)湖北蕲州蕲水县直河乡(今湖北黄冈市英山县草盘地镇五桂墩村)人,北宋布衣。我国古代伟大的发明家。其发明活字印刷术,比德国人古腾堡发明金属活字印刷早四百多年。

2、蔡伦 造纸术 东汉元兴元年(105)

蔡伦字敬仲,东汉桂阳郡人。汉明帝永平末年入宫给事,章和二年,蔡伦因有功于太后而为中常侍,蔡伦又以位尊九卿之身兼任尚方令 。蔡伦总结以往人们的造纸经验革新造纸工艺,制成了“蔡侯纸” 。元兴元年奏报朝廷,汉和帝下令推广他的造纸法。建光元年,因权力斗争自杀身亡 。

3、火药是中国古代炼丹家在炼丹过程中发明的,具体的没有,火药三国时代开始发明,当时被用来当爆竹,到了宋代才被用来当作军事用。

4、指南针也没有具体的发明者 中国先民已用天然磁石制成指示方向的司南之勺。三国魏时,马钧利用磁铁和差速齿轮制造了能指示方向的机械装置——指南车。

(6)四大发明及人扩展阅读:

四大发明是中国古代先民为世界留下的一串光耀的足迹,是人类文明进步作出巨大贡献的象征

① 造纸术的发明:为人类提供了经济﹑便利的书写材料,掀起一场人类文字载体革命;

② 雕版印刷术的发明:大大促进了文化的传播;

③ 指南针的发明:为欧洲航海家的航海活动,提供了条件;

④ 火药武器的发明:火药武器的使用,改变了作战方式,帮助欧洲资产阶级摧毁了封建堡垒,加速了欧洲的历史进程。

⑦ 中国四大发明的时间和发明者

古代中国四大发明分别是造纸术、指南针、火药以及印刷术,关于四大发明的概念最早来源于西方学者,直到后来才被中国人接受。

在印刷术发明之前,书籍和文字的传播主要靠手抄来完成,不但费时、费事,还容易抄错或者抄漏,严重阻碍了文化的发展和读书人的增加。直到隋末唐初,在印章和石刻的启发下,慢慢形成了雕版印刷,在唐朝中后期开始普遍使用开。至于是谁发明的雕版印刷,历史中没有留下关于这个人的记载。只知道在宋朝的时候,毕升发明泥活字,将雕版印刷变为活字印刷,大大降低了印刷的成本,同时也提高了印刷的效率,是古代印刷术的一个重大突破。

⑧ 中国四大发明人是谁

中国四大发明人;活字印刷术北宋毕升;指南针北宋无记载;火药唐朝孙思邈;造纸术东汉蔡伦。

1,毕升(约-1051),出生于北宋淮南路蕲州蕲水县,在宋仁宗庆历年间发明了活字印刷术。毕升活字印刷术的发明,是印刷史上的一次伟大革命,是中国古代四大发明之一,它为中国文化经济的发展开辟了广阔的道路,为推动世界文明的发展作出了重大贡献。

早期的印刷方法是把图文刻在木板上用水墨印刷的,如今的木板水印画仍用此法,统称为“雕版印刷术”。

毕升初为印刷铺工人,专事手工印刷。他在印刷实践中,深知雕版印刷的艰难,认真总结前人的经验,发明活字印刷术。其方法,沈括在《梦溪笔谈》中有具体记载。

2,蔡伦(?-121年),字敬仲,东汉桂阳郡人。

汉明帝永平末年入宫给事,章和二年(公元88年),蔡伦因有功于太后而升为中常侍,蔡伦又以位尊九卿之身兼任尚方令。

蔡伦总结以往人们的造纸经验革新造纸工艺,终于制成了“蔡侯纸”。元兴元年(公元105年)奏报朝廷,汉和帝下令推广他的造纸法。

建光元年(公元121年),因权力斗争自杀身亡。蔡伦的造纸术被列为中国古代“四大发明”,对人类文化的传播和世界文明的进步作出了杰出的贡献,千百年来备受人们的尊崇。被纸工奉为造纸鼻祖、“纸神”。

麦克·哈特的《影响人类历史进程的100名人排行榜》中,蔡伦排在第七位。美国《时代》周刊公布的“有史以来的最佳发明家”中蔡伦上榜。2008年北京奥运会开幕式,特别展示了蔡伦发明的造纸术。

3,孙思邈(541年—682年,存在争议,详见正文“年龄争议”目录),京兆华原(今陕西省铜川市耀州区)人,唐代医药学家、道士,被后人尊称为“药王”。

西魏大统七年(541年),孙思邈出生于一个贫穷农民的家庭。

他从小就聪明过人,长大后开始爱好道家老庄学说,隋开皇元年(581年),见国事多端,孙思邈隐居陕西终南山中,并渐渐获得了很高的声名。

孙思邈十分重视民间的医疗经验,不断积累走访,及时记录下来,终于完成了他的著作《千金要方》。

唐朝建立后,孙思邈接受朝廷的邀请,与政府合作开展医学活动。唐高宗显庆四年(659年),完成了世界上第一部国家药典《唐新本草》。唐高宗上元元年(674年),孙思邈年高有病,恳请返回故里。永淳元年(682年),与世长辞。

(8)四大发明及人扩展阅读

一、活字印刷术

活字印刷术的发明是印刷史上一次伟大的技术革命。北宋庆历间(1041年-1048年)中国的毕升(970年—1051年)发明的泥活字,标志着活字印刷术的诞生。他是世界上第一个发明人,比德国人约翰内斯·古腾堡活字印刷术早约400年。

二、指南针

指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果。作为中国古代四大发明之一,它的发明对人类的科学技术和文明的发展,起了无可估量的作用。在中国古代,指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。

三、火药

火药是中国四大发明之一。是在适当的外界能量作用下,自身能进行迅速而有规律的燃烧,同时生成大量高温燃气的物质。在军事上主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭、导弹的推进剂及其他驱动装置的能源,是弹药的重要组成部分。

四、造纸术

东汉元兴元年(105)蔡伦改进了造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等原料,经过挫、捣、炒、烘等工艺制造的纸,是现代纸的渊源。这种纸,原料容易找到,又很便宜,质量也提高了,逐渐普遍使用。为纪念蔡伦的功绩,后人把这种纸叫做“蔡侯纸”。

参考资料来源:网络-四大发明

⑨ 中国四大发明及发明者

指南针

在发明指南针之前人类在茫茫大海中航行,常常会迷失方向,造成不可想象的后果,是中国人发明了指南针,使人类航行有了方向。

中国在北宋时期就发明了人工磁化的两种方法:一种是沈括所说的用天然磁石摩擦钢针的方法,另一种是利用地球磁场的作用使钢铁磁化。

人们把经过磁化的钢针,穿过几根灯草,放在一个乘满水的碗里,它就能浮在水上为航船指明方向,这就是世界上最早用来指示方向的仪器--指南针。

火药

火药是我国古代四大发明之一。因为是用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的,而当时人们都把这三种东西作为治病的药物,所以取名“火药”,意思是“着火的药”。

自秦汉以后,炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹,从偶然发生爆炸的现象中得到启示,再经过多次实践,找到了火药的配方。三国时有个聪明的技师马钧,用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”,开创了火药应用的先河。

唐朝末年,火药开始应用到军事上。人们利用抛射石头的抛石机,把火药包点着以后,抛射出去,烧伤敌人,这是最原始的火炮。后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近,点着引线以以后,用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药,再加上一些沥清、桐油等,捣在一起做成毒球,点着以后,用弓箭射出,杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝,人们将火药装填在竹筒里,火药背后扎有细小的“定向棒”,点燃火管上的火硝,引起筒里的火药迅速燃烧,产生向前的推力,使之飞向敌阵爆炸,这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火枪和枪,这些都是用竹管制成的原始管形火器,是近代代枪炮的老祖宗。

造纸术

造纸技术的发明,是中华民族对世界文明出贡献之一。

大约在3500多年前的商朝,我国就有了刻在龟甲和兽骨上的文字,称为甲骨文。到了春秋时,用竹片和木片替代龟甲和兽骨,称为竹简和木牍。甲骨和简牍都很笨重,战国时思想家惠施外出讲学,带的书简就装了五车,所以有学富五车的典故。西汉时在宫廷贵族中又用缣帛或绵纸写字。缣是细绢、帛是丝织品的总称吏一方缣帛上写字时,便于书写,不但比简牍写得多,而且还可以在上面作画,但是价格昂贵,只能供少数王宫贵族使用。公元前2世纪西汉初期已经有了纸。

发明人

东汉和帝元兴元年(公元105年),蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上,发明了用树皮、破鱼网、破布、麻头等作原料,制造成了适合书写的植物纤维纸,才使纸成为普遍使用的书写材料。

造纸术在7世纪经朝鲜传到日本。8世纪中叶传到阿拉伯联合酋长国。到12世纪,欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。

发明地点
洛阳

印刷术

印刷术是中国古代四大发明之一。它开始于隋朝的雕版印刷,经宋仁宗时的毕升发展、完善,产生了活字印刷,并由蒙古人传至了欧洲,所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导,为知识的广泛传播、交流创造了条件。

雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字,然后再上墨,印到纸上。每印一种新书,木板就得从头雕起,速度很慢。如果刻版出了差错,又要重新刻起,劳作之辛苦,可想而知。

北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间,用质细且带有粘性的胶泥,做成一个个四方形的长柱体,在上面刻上反写的单字,一个字一个印,放在土窑里用火烧硬,形成活字。然后按文章内容,将字依顺序排好,放在一个个铁框上做成印版,再在火上加热压平,就可以印刷了。印刷结束后把活字取下,下次还可再用。

这种印刷方法虽然原始简单,却与现代铅字排印原理相同,使印刷技术进入了一个新时代。

后来,元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字,并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法,后来又发明了金属活字,使活字印刷得到了改进。唐代的雕刻印本传到日本,8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》o以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧。15世纪,德国人学会了用合金铸宇,从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。

指南针的发明是我国劳动人民,在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究,终于发明了可以实用的指南针。

磁现象的发现

先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿,即磁石(主要成分是四氧化三铁)。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现:“山上有磁石者,其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们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。”

汉以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思。

既然磁石能吸引铁,那么是否还可以吸引其他金属呢?我们的先民做了许多尝试,发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属,也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁,而不能吸引其他物品。

当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极,一个称N极,一个称S极。同性极相互排斥,异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够察觉到的。

到了西汉,有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有时两个棋子相互吸引,有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝,并当场演示。汉武帝惊奇不已,龙心大悦,竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质,制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。

地球也是一个大磁体,它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体,可以自由转动时,就会因磁体同性相斥,异性相吸的性质指示南北。这个道理古人不够明白,但这类现象他们很清楚。

指南针的始祖——司南

指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。样子象一把汤勺,圆底,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡,且可以自由旋转。当它静止的时候,勺柄就会指向南方。古人称它为“司南”,当时的著作《韩非子》中就有:“先王立司南以端朝夕。”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。《鬼谷子》中记载了司南的应用,郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。

春秋时代,人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具,因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型,勺柄指南极,并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置于光滑的地盘之中,地盘外方内圆,四周刻有干支四维,合成二十四向。这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象,积累了大量的知识和经验,经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。

但司南也有许多缺陷,天然磁体不易找到,在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱,而且它与地盘接触处要非常光滑,否则会因转动摩擦阻力过大,而难于旋转,无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量,携带很不方便,这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。

司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成,青铜盘上刻有二十四向,置磁勺于盘中心圆面上,静止时,勺尾指向为南。

指南针的发明

古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形,鱼的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北。当时以此做为一种游戏。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。

北宋时,曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法:“用薄铁叶剪裁,长二寸,阔五分,首尾锐如鱼型,置炭火中烧之,侯通赤,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。用时,置水碗于无风处平放,鱼在水面,令浮,其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法,它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态,使铁分子顺着地球磁场方向排列,达到磁化的目的。蘸入水中,可把这种排列较快地固定下来,而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明,对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法:“方家以磁石摩针锋,则能指南。”按沈括的说法,当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针,就能使针带上磁性。从现在的观点来看,这是一种利用天然磁石的磁场作用,使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向,从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单,而且磁化效果比地磁法好,摩擦法的发明不但世界最早,而且为有实用价值的磁指向器的出现,创造了条件。

沈括还在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象:“以磁石摩针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理应有异,未深考耳。”这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。从现在的观点来看,磁石都有N和S两个极,磁化时缝衣针针锋的方位不同,则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理,他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。

关于磁针的装置方法,沈括介绍了四种方法:

1.水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面,就可以指示方向。

2.碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘,磁针可以旋转,指示方向。

3.指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑,磁针可以旋转自如,指示方向。

4.缕悬法——在磁针中部涂一些蜡,粘一根蚕丝,挂在没有风的地方,就可以指示方向了。

沈括还对四种方法做了比较,他指出,水浮法的最大缺点,水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法,由于摩擦力小,转动很灵活,但容易掉落。沈括比较推重的是缕悬法,他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。

梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关我国古代科学技术的著作,书中谈到磁学和指南针的一些问题。

南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样,是用木头刻成鱼形,有手指那么大,木鱼腹中置入一块天然磁铁,磁铁的S极指向鱼头,用蜡封好后,从鱼口插入一根针,就成为指南鱼。将其浮于水面,鱼头指南,这也是水针的一类。

指南龟是当时流行的一种新装置,将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内,在木龟腹下方挖一光滑的小孔,对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上,这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。由于支点处摩擦力很小,木龟可以自由转动指南。当时它并没有用于航海指向,而用于幻术。但是这就是后来出现的旱罗盘的先声。

指南龟发明年代不晚于1325年。木块刻成龟型,龟腹部中心嵌以磁体,木龟安放在尖状立拄上,静止时首尾分指南北。

罗盘定位

要确定方向除了指南针之外,还需要有方位盘相配合。最初使用指南针时,可能没有固定的方位盘,随着测方位的需要,出现了磁针和方位盘一体的罗盘。罗盘有堪舆用的罗经盘和水罗盘、旱罗盘。

方位盘仍是二十四向,但是盘式已经由方形演变成圆形。这样一来只要看一看磁针在方位盘上的位置,就能断定出方位来。南宋时,曾三异在《因话录》中记载了有关这方面的文献:“地螺或有子午正针,或用子午丙壬间缝针。”这是有关罗经盘最早的文献记载。文献中所说的“地螺”,就是地罗,也就是罗经盘。文献中已经把磁偏角的知识应用到罗盘上。这种罗盘不仅有子午针(确定地磁场南北极方向的磁针),还有子午丙壬间缝针(用日影确定的地理南北极方向)这两个方向之间的夹角,就是磁偏角。

盘面周围刻二十四方位,内中盛水,磁针横穿灯草,浮于水面。

现在人们已经知道,地球的两个磁极和地理的南北极只是接近,并不重合。磁针指向的是地球磁极而不是地理的南北极,这样磁针指的就不是正南、正北方向而略有偏差,这个角度就叫磁偏角。又因为地球近似球形,所以磁针指向磁极时必向下倾斜,和水平方向有一个夹角,这个夹角称为磁倾角。不同地点的磁偏角和磁倾角都不相同。成书于北宋的《武经总要》在谈到用地磁法制造指南针时,就注意利用了磁倾角。沈括在《梦溪笔谈》谈到指南针不全指南,常微偏东。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁倾角的发现使指南针的指向更加准确。

磁性质的应用

指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面,特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出,当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针,可见指南针刚开始使用时,使用还不熟练。二十几年后,许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载:“惟视星斗前迈,若晦冥则用指南浮针,以揆南北。”到了元代,指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航,在不同航行地点指南针针位的连线图,叫做“针路”。船行到某处,采用何针位方向,一路航线都一一标识明白,作为航行的依据。

指南针的发明是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中,进一步了解了磁的性质,并试图更多地应用这些性质。传说秦始皇修建阿房宫时,有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过,立刻会被吸住,被卫兵当场捕获。这样的故事还很多,《晋书.马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带,在敌人必经的狭窄道路两旁,堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时,被牢牢吸住,不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲,磁石对他们没有什么作用,可自由行动。敌人以为神兵,不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石,磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住,使其难以脱身。

魏晋南北朝时,我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁,于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法,他指出:优良磁石出产在南方,磁性很强,能吸引三、四根铁针,使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石,能吸引十多根铁针,甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分,而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。

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