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我国古代伟大创造的资料

发布时间:2021-08-08 02:20:39

⑴ 什么是我国古代劳动人民的伟大创造什么修建的都建设

南禅寺位于山西省忻州市五台县西南的阳白乡李家庄附近的阳白沟小银河的北岸,距东冶镇35公里。距今1200多年。寺宇坐北向南,占地面积3078平方米。
山西五台山佛光寺属全国重点文物保护单位,五台县的佛光新村,距县城三十公里。因此寺历史悠久,寺内佛教文物珍贵,故有“亚洲佛光”之称。寺内正殿即东大殿,即公元 857年。从建筑时间上说,它仅次于建于唐建中三年(公元 782年)的五台县南禅寺正殿,在全国现存的木结构建筑中居第二。
独乐寺,又称大佛寺,位于中国天津市蓟县,是中国仅存的三大辽代寺院之一,也是中国现存著名的古代建筑之一。独乐寺虽为千年名刹,而寺史则殊渺茫,其缘始无可考,寺庙历史最早可追至贞观十年(公元636年)。[1]
释迦塔全称佛宫寺释迦塔位于山西省朔州市应县城西北佛宫寺内,俗称应县木塔。建于辽清宁二年(公元1056年),金明昌六年(公元1195年)增修完毕。是中国现存最高最古的一座木构塔式建筑。为全国重点文物保护单位,国家AAAA级景点。
顺便说说,中国现存最老的建筑集中在山西一代,日本的古建筑集中在奈良,当年梁思成极力劝说二战时期不要炸奈良,保护了一批古建筑文化

⑵ 有关我国古代伟大创造的图片和资料

指南针。

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。

(2)我国古代伟大创造的资料扩展阅读

磁针的发明

指南针的发明应当是在一个很漫长的时间中,慢慢地改进的结果,而不同时期的形式,应以不同的形式出现。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。

活动于唐开元年间(713—741年)的山西堪舆家丘延瀚,被后世堪舆家推崇为堪舆术三针(正针、缝针和中针)中最早出现的正针法的创始人。明代雅好科技的宁献王朱权则在其《神机秘籍》中说:“针法古无所传,自昔玄真始制。”

玄真即唐代浙江金华道家张志和(约730—约810年),他的道号叫玄真子,所著《玄真子》十二卷,残存三卷。从这残卷中知道他颇好物理,但未找到与指南针或针法直接有关的记载。然而,这个道号不禁使人联想到旧题晋崔豹所作的《古今注》中把蝌蚪称为“玄针”。

其文曰:“虾蟇子,曰蝌蚪,一曰玄针,一曰玄鱼,形圆而尾大,尾脱即脚生。”十世纪时马缟的《中华古今注》中也有类似的记载。这项记载似乎把磁针与指南鱼的发明和应用从形状和性能上联系到了一起。

⑶ 五,答问题。(22分) 1.你知道我国古代的哪些伟大创造

伟大的创造 太多了
司南,也就是指南针,
印刷术,造纸

⑷ 我国古代伟大的发明创造四大发明除外

除了四大发明以外,还有如下发明创造: 鲁班(建筑)——春秋战国时代鲁国人,姓 公输,名般,是中国古代著名的建筑师.鲁班他有很多发明创造,如木工用的 锯子、曲尺、墨斗、刨子、铲子、铺首、钻、凿等,攻城用的可活动的云梯.相传,锁也是鲁班发明的.
喻皓(建筑)——亦称预浩,是中国五代末年,北宋初年的建筑师.出生于杭州,他设计的最杰出的建筑是北宋国都汴梁(今河南省开封市)安远门内开宝寺中的灵感塔.他还写了一部木工手艺的书《木经》,共 3 卷.他有造塔鲁班之称.
祖冲之(数学)——南朝的祖冲之利用刘微的割图术提出了 л的更精确的上下界. 即3.1415926〈л〈3.1415927.
刘微(数学)——225-295年,魏晋时期的刘微,发明了割图术的方法,他取л值3.14.他还发明了介线性方程组的新分法.提出了不定方程问题,建立了等差级数前几项和公式.刘微应和欧几里德、阿基米德相提并论.
朱世杰(数学)——中国元代数学家.1299 年编撰成中国第一本算学启蒙,从四则运算到天元术,形成了较完整的体系.1303年,他又写成了 《四元玉鉴》,把天元术推广为“四元术”,这是一种高次方程的解法(最高可包括4个未知数).欧洲到 1775 年才提出同样的解法“消元法”.美国科学史家萨顿评价他所著的《四元玉鉴》是整个世界中最杰出的数学著作之一.

⑸ 我国古代有哪些伟大的发明

1、铸铁术

公元前4世纪,中国人发明了铸铁术 。中国至少在公元前4世纪己经运用鼓风炉来铸铁。除此, 能提供高温的煤是从4世纪, 或更早一些的时候开始作为燃料使用的。

铸铁在封建社会后期广泛用作农具(如犁和犁镜)、煮盐用牢盆、铁炮和艺术铸件等。公元10世纪已能铸造重达50吨的特大型铁铸件(如河北沧州铁狮子)。五代以后,铁建筑物增加,如有湖北当阳的北宋铁塔。

2、

造纸是古代中国劳动人民的重要发明。分有机制和手工两种形式。机制是在造纸机上连续进行,将适合于纸张质量的纸浆,用水稀释至一定浓度,在造纸机的网部初步脱水,形成湿的纸页,再经压榨脱水,然后烘干成纸。

手工则用有竹帘、聚酯网或铜网的框架,将分散悬浮于水中的纤维抄成湿纸页,经压榨脱水,再行晒干或烘干成纸。

3、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。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。物理上指示方向的指南针的发明有三类部件,分别是司南、罗盘和磁针,均属于中国的发明。

4、火药

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。

类文明史上的一项杰出的成就。火药是以其杀伤力和震慑力,带给人类消停战事、安全防卫的作用,成为了人类文明重要发明之一。

5、印刷术

雕版印刷术发明于唐朝,并在唐朝中后期普遍使用。 宋仁宗时毕升发明了活字印刷术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·古腾堡的铅活字印刷术早约400年标志着活字印刷术的诞生。[

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。

⑹ 我国古代伟大创造的图片和资料(要详细点,但不要太啰嗦,两种差不多了)好的话,加悬赏

圆明园,坐落在北京西郊海淀区,与颐和园紧相毗邻。它始建于康熙46年(1709年),由圆明园、长春园、万春园三园组成。有园林风景百余处,建筑面积逾16万平方米,是清朝帝王在150余年间创建和经营的一座大型皇家宫苑。1860年10月,圆明园遭到英法联军的洗劫和焚毁,此事件成为中国近代史上一页屈辱史。

“圆明园”,是由康熙皇帝命名的。康熙皇帝御书三字匾牌,就悬挂在圆明园殿的门楣上方。

历史发展

圆明园是清代著名的皇家园林之一。圆明三园面积五千二百余亩,一百五十余景。圆明园最初是康熙皇帝赐给皇四子胤禛(即后来的雍正皇帝)的花园。在康熙四十六年即公元1707年时,园已初具规模。同年十一月,康熙皇帝曾亲临圆明园游赏。雍正皇帝于1723年即位后,拓展原赐园,并在园南增建了正大光明殿和勤正殿以及内阁、六部、军机处诸值房,御以"避喧听政"。、

故宫

北京故宫,又名紫禁城,位于北京市中心,今天人们称它为故宫,意为过去的皇宫。无与伦比的古代建筑杰作,世界现存最大、最完整的古建筑群。被誉为世界五大宫之首(北京故宫、法国凡尔赛宫、英国白金汉宫、美国白宫、俄罗斯克里姆林宫)。

故宫始建于公元1406年,1420年基本竣工,是明朝皇帝朱棣始建。故宫南北长961米,东西宽753米,面积约为723600平方米。建筑面积15.5万平方米。相传故宫一共有9999间房,实际据1973年专家现场测量故宫有大小院落90多座,房屋有980座,共计8707间(而此“间”并非现今房间之概念,此处“间”指四根房柱所形成的空间)。宫城周围环绕着高12米,长3400米的宫墙,形式为一长方形城池,墙外有52米宽的护城河环绕,形成一个森严壁垒的城堡。故宫宫殿建筑均是木结构、黄琉璃瓦顶、青白石底座,饰以金碧辉煌的彩画。故宫有4个门,正门名午门,东门名东华门,西门名西华门,北门名神武门。面对北门神武门,有用土、石筑成的景山,满山松柏成林。在整体布局上,景山可说是故宫建筑群的屏障。依照中国古代星象学说,紫微垣(即北极星)位于中天,乃天帝所居,天人对应,是以故宫又称紫禁城。明代第三位皇帝朱棣在夺取帝位后,决定迁都北京,即开始营造这座宫殿,至明永乐十八年(1420年)落成。1911年,辛亥革命推翻了中国最后的封建帝制--清王朝,1924年逊帝溥仪被逐出宫禁。在这前后五百余年中,共有24位皇帝曾在这里生活居住和对全国实行统治。近十几年来,故宫博物院平均每年接待中外观众600-800万人次,而且,随着旅游事业的发展,观众的人数有增无减,可见人们对紫禁城的兴趣长盛不衰

⑺ 我国古代伟大发明创造的故事(除四大发明之外)

那可多了,华佗的麻醉散,张衡的地动仪啊,

⑻ 有没有我国古代伟大创造的图片和资料

1、故宫

北京故宫是中国明清两代的皇家宫殿,旧称为紫禁城,位于北京中轴线的中心,是中国古代宫廷建筑之精华。

北京故宫以三大殿为中心,占地面积72万平方米,建筑面积约15万平方米,有大小宫殿七十多座,房屋九千余间。是世界上现存规模最大、保存最为完整的木质结构古建筑之一。

北京故宫于明成祖永乐四年(1406年)开始建设,以南京故宫为蓝本营建,到永乐十八年(1420年)建成。

它是一座长方形城池,南北长961米,东西宽753米,四面围有高10米的城墙,城外有宽52米的护城河。紫禁城内的建筑分为外朝和内廷两部分。

外朝的中心为太和殿、中和殿、保和殿,统称三大殿,是国家举行大典礼的地方。内廷的中心是乾清宫、交泰殿、坤宁宫,统称后三宫,是皇帝和皇后居住的正宫。

北京故宫被誉为世界五大宫之首(法国凡尔赛宫、英国白金汉宫、美国白宫、俄罗斯克里姆林宫),是国家AAAAA级旅游景区,1961年被列为第一批全国重点文物保护单位;1987年被列为世界文化遗产。

参考资料来源:网络——京杭大运河

参考资料来源:网络——兵马俑

参考资料来源:网络——赵州桥

参考资料来源:网络——北京故宫

参考资料来源:网络——都江堰

⑼ 我国古代的伟大创造有哪些包括时间,创造者.

除了四大发明以外,还有如下发明创造: 鲁班(建筑)——春秋战国时代鲁国人,姓 公输,名般,是中国古代著名的建筑师.鲁班他有很多发明创造,如木工用的 锯子、曲尺、墨斗、刨子、铲子、铺首、钻、凿等,攻城用的可活动的云梯.相传,锁也是鲁班发明的.
喻皓(建筑)——亦称预浩,是中国五代末年,北宋初年的建筑师.出生于杭州,他设计的最杰出的建筑是北宋国都汴梁(今河南省开封市)安远门内开宝寺中的灵感塔.他还写了一部木工手艺的书《木经》,共 3 卷.他有造塔鲁班之称.
祖冲之(数学)——南朝的祖冲之利用刘微的割图术提出了 л的更精确的上下界. 即3.1415926〈л〈3.1415927.
刘微(数学)——225-295年,魏晋时期的刘微,发明了割图术的方法,他取л值3.14.他还发明了介线性方程组的新分法.提出了不定方程问题,建立了等差级数前几项和公式.刘微应和欧几里德、阿基米德相提并论.
朱世杰(数学)——中国元代数学家.1299 年编撰成中国第一本算学启蒙,从四则运算到天元术,形成了较完整的体系.1303年,他又写成了 《四元玉鉴》,把天元术推广为“四元术”,这是一种高次方程的解法(最高可包括4个未知数).欧洲到 1775 年才提出同样的解法“消元法”.美国科学史家萨顿评价他所著的《四元玉鉴》是整个世界中最杰出的数学著作之一.
张衡(天文学)——是中国东汉时期的天文学家.对在宇宙结构的认识上,张衡是浑天说的代表人物之一.他认为:天像个鸡蛋壳,地像鸡蛋黄,天大地小,他认为天壳之外还有无限的宇宙.张衡设计和制造了漏水转浑天仪、候风地动仪,并对日月星辰做了许多观测和分析.他测量出了太阳和月亮的角直径是周尺的1/736,即29'24'.他统计出在中国的中原地区能看到的恒星约有2500颗.国际天文学会为了纪念张衡对天文学的突出贡献,将月球上的一个环形山命名为“张衡环形山”.
郭守敬(天文学)——是中国元代杰出的天文学家.他创制了高表、玲珑仪、观象台计 16 种仪表,仪器专门测量天体使用.还制作了简仪,现存紫金山天文台.郭守敬测定了黄赤交角.法国科学家 Laplace 提出黄赤交角变小理论,引用的根据就是郭守敬的.丹麦天文学家第谷所做的同类测量比郭守敬晚300年.
石申(天文学)——战国时期的天文学家,石申第一部天文巨著“天文”.西汉后,人们尊称“天文”一书为“石氏星经”.书中标有 121 颗恒星的位置,书中还记有水、木、金、火、土五大行星的运行及交食等情况.石申编制了最早的星表.并称之“少阳”已认识到能自身发光.
刘焯(天文学)——隋代天文学家.创制了《皇极历》,他首先考虑到了日、月视运动的不均匀性,创立了等间距二次差内插法.计算日月视运动的速度.同时他把差岁改为 75 年差一度.
一行(天文学)——唐代天文学家.他编制出一部新的历法《大衍历》,它包括十篇历议,是古代非常先进的历法.早在公元前 13 世纪,中国人以太阳和月亮运动为依据,创立了一种阴阳历法.
杨忠辅(文学家)——中国南宋时期天文学家.他创制了《统天历》,他确定回归年长度为 365.2425 日.并发现回归年长度有消长现象.
洛下闳(天文学)——中国汉代天文学家.改创了赤道式仪器,定下了赤道式浑仪的基本结构.
苏颂(天文学)——中国宋代天文学家.和韩公廉合作制成了天象仪及水运仪象台,是中国古代第一架天象仪.有 8 人高,每层有门,一到时间门开,木人出来报时(后面有漏壶和机械系统).
莘七娘(灯具)——在10世纪时发明了松脂灯(孔明灯)作为打仗时的信号灯,这是中国人最早利用热气球.同时发明了走马灯,这是航空燃气涡轮的始祖.
裴秀(平面绘图)——224~271 在中国最早创立了绘制平面地图的理论“制图六体”.并绘制了《禹贡地域图》.
马钧(机械设计)——三国时代魏国人,杰出机械设计和创造家.三国时代创制了龙骨水车(又叫翻车),他能连续提水,灌溉用的水机具——桔槔.结构非常巧妙,有天下之名巧之称.马钧,字德衡,三国时曹魏人,是当时闻名的机械大师.他不仅制造了指南车、记里鼓车,而且改进了绫机,提高织造速度;创制翻车(即龙骨水车);设计并制造了以水力驱动大型歌舞木偶乐队的机械等,可惜,他的生卒年并无详尽记载,只知道他当过小官吏,并因不擅辞令,一生并不得志.到宋代,卢道隆于1027年制成记里鼓车,以及吴德仁于1107年同时制成指南车和记里鼓车的详情,则被记载于《宋史?舆服志》中.记里鼓车又名记道车、大章车.它是利用车轮带动大小不同的一组齿轮,使车轮走满一里时,其中一个齿轮刚好转动一圈,该轮轴拨动车上木人打鼓或击钟,报告行程,第一个在史书中留下姓名的记里车机械专家,是三国时代的马钧.记里鼓车是减速齿轮系的典型.它也是现代计程车、计速器的重要祖先.它的报告里数的设计,也是近代所有机械钟表中报时木偶的始祖.
李春(桥梁设计)——605~617 年,首创了在主拱图上设小腹拱的敞肩式拱桥.有名的赵州桥就是他设计的.
丁缓(发明家)——汉代,在 180 年生于长安.发明的物品有被中香炉、常满灯、旋转风扇,有长安巧工之称.
沈括(科学家)——1031~1095 年,宋朝科学家,石油命名最早由他提出.
杜诗(水力鼓风机)——91~不祥,河南人.首创了水力鼓风设备水排.即利用水力推动风扇鼓风.是世界上最早的水力鼓风机,比欧洲早了 1100 年.
浦元(淬火技术)——三国时期.首创淬火技术,使钢刀坚而有弹性.
孙子(算经)——三国时期,乘余定理的起源一题为“物不知数”,写了“孙子算经”一书系统论述了筹算记数制.
秦九韶(数学)——中国数学家.写有《数书九章》,创立解一次同余式的“大衍求一术”和求高次方程数值解的正负开方术.
李治(数学)——中国数学家,著有“测园海镜”是中国第一本系统改述“天元术”的巨书.
墨子(思想家)——公元前 400 年,墨子一书论述了杠杆平衡,提出光是直线传播的论点. 《墨经》中记载的研究成果有:光的直线传播、物影的生成、双影的生成、光的反射现象、物象大小所关涉的条件、平面镜成像、凹面镜成像和凸透镜成像等若干方面,其中最著名的是“小孔成像”理论.数学(已科学地论述了圆的定义)、力学(提出了力和重量的关系)等自然科学的探讨,可惜的是,这一科学传统也因此书在古代未得到重视而没能结出硕果.

⑽ 我国古代伟大创造的资料

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。

我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。

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