1. 揭秘:旱罗盘是中国人还是欧洲人发明的
旱罗盘是指不采用“水浮法”放置指南针磁针的罗盘,通常是在磁针重心处开一个小孔作为支撑点,下面用轴支撑。指南针在中国宋代(公元12世纪)被发明。
在宋代,见于记载较多的是水罗盘。宋代与阿拉伯的海上贸易十分频繁,中国开往阿拉伯的大型船队有指南针导航,阿拉伯人由此学到指南针的用法, 并把这项技术带到欧洲。欧洲人早期使用的航海罗盘是与中国人同样的水罗盘,而且制作方法与中国水罗盘几乎完全相同。这一系列的趋同现象,只能以技术传播来解释。 在13世纪前半叶之前,欧洲人还停留在对中国宋代指南针的仿制阶段。13世纪后半期,欧洲的指南针开始了本土化的进程。随着中国旱罗盘传入欧洲,法国人又将旱罗盘改进,将其装入有玻璃罩的容器中,成为便携仪器。后来,这种携带方便的指南针被欧洲各国的水手广为应用。
中国的磁针和罗盘先后经由陆水两路西传,曾给人类文明的进程带来重大的影响。但在罗盘的发明权上,长期存在一种错误的观点———中西应当分享罗盘的发明优先权。即:磁针浮在水中的水罗盘与指南浮针一脉相承,是中国的发明,但是磁针用支轴支承的旱罗盘是欧洲所发明,后者经由日本船传入中国,中国开始有旱罗盘已是16世纪的事了。根据考古发掘资料,参照历史文献记载,笔者发现,我国不仅是水罗盘的发源地,而且早在12世纪就率先发明了旱罗盘。
1985年5月,江西省临川县温泉乡莫源李村农民在窑背山发现一座古墓。该墓出土文物丰富,除金质饰件、水晶佩挂、文房用具、陶瓷、铜器等之外,还出了七十余件各式瓷俑。其中有座底墨书“张仙人”的张仙人俑一式两件,瓷土作胎,胎土细匀,素烧,火候偏低,系侍立状圆雕,由模印贴塑而成,高22.2厘米。风水先生“张仙人”俑,“眼观前方,炯炯有神,束发绾髻,身穿右袵长衫,左手抱一罗盘”。从该墓伴出的墓碑和纪年地券可知,墓主为南宋邵武知军朱济南(1140—1197),葬于庆元四年(1198)九月二十五日。尤其值得注意的是,临川罗盘不但是现已发现的世界上最古的罗盘的模型,而且,它的磁针与水罗盘的磁针根本不同,其中部增大呈菱形,菱形中央有一明显的圆孔,明确、形象地表达出用轴支承之意,无疑是一种堪舆用的旱罗盘。
2. 指南针是何时发明的
答:战国时期,我国人民已经发现磁石指南北的特性,制出了“司南”。用司南确定准确的时间。这些说明司南在当时已在多方面得到应用。北宋初期,人们发现了人工磁化法,用天然磁石摩擦钢针,制出了指南针。以后,人们学会了把指南针固定在方位盘里,制出了罗盘针。当时的罗盘还是水罗盘,即将磁针横贯着灯芯浮在水面上。水罗盘在南宋时已得到遍使用。至于旱罗盘,我国到了明朝嘉靖年间(1522—1566)时才出现。
3. 天工开物:旱罗盘是中国人还是欧洲人发明的
是中国人发明的,以下为解说:
中国的磁针和罗盘先后经由陆水两路西传,曾给人类文明的进程带来重大的影响。但在罗盘的发明权上,长期存在一种错误的观点———中西应当分享罗盘的发明优先权。即:磁针浮在水中的水罗盘与指南浮针一脉相承,是中国的发明,但是磁针用支轴支承的旱罗盘是欧洲所发明,后者经由日本船传入中国,中国开始有旱罗盘已是16世纪的事了。根据考古发掘资料,参照历史文献记载,笔者发现,我国不仅是水罗盘的发源地,而且早在12世纪就率先发明了旱罗盘。
江西省临川县宋墓出土张仙人俑
世界上关于罗盘的首次记载,见于南宋笔记小说《因话录》(书中称为“地螺”),曾一再为史界所称引,但其作者却误为曾三异,成书年代也不确。笔者根据几种地方志的记载,考证出真正的作者应是曾三异之兄曾三聘,《因话录》写成于公元1200年前后。曾三聘是江西临江府峡江(今江西清江)人,峡江离临川不远,《因话录》与朱济南墓年代相近,《因话录》“地螺”不正可与临川罗盘相互印证吗?
世界最古老的堪舆旱罗盘
尤其值得注意的是,临川罗盘不但是现已发现的世界上最古的罗盘的模型,而且,它的磁针与水罗盘的磁针根本不同,其中部增大呈菱形,菱形中央有一明显的圆孔,明确、形象地表达出用轴支承之意,无疑是一种堪舆用的旱罗盘。清代乾隆年间堪舆家范宜宾的《罗经精一解·针说》曾说“指南旱针(即旱罗盘),造自圣王”,“创自江西,盛于前明”。他认为旱罗盘系中国古制,创自江西,确有见地,或许当时有所根据,可惜不能起古人于地下而问之。但有了临川罗盘,加上《因话录》“地螺”,说江西是罗盘的故乡该有八九分的把握了。
然而,假如对临川罗盘的认识到旱针为止,那就既对不起罗盘的发明者,也辜负了张仙人俑作者的一片匠心。
罗盘十六分度制源于中国
罗盘的分度主要有二十四(或四十八)向和十六(或三十二)向两大体系。学术界曾认为前者系中国所固有,后者则纯属欧式。查西方罗盘采用三十二分度的最早记载,见于英国诗人乔叟(Geoffrey Chaucer)1391年所作的《论星盘》(Treatise on the Astrolabe)。关于西方罗盘(三百六十分度)的最早记载,仅可上溯到1269年法国军事工程师皮里格里努斯(Petrus Peregrinus de Maricourt)的《论磁书简》(Epistola de Magnete)。反观12世纪的临川罗盘的分度,第二和第四象限各有四条刻度,根据上下左右对称的原则,校正第一象限,补足第四象限,可以确定整个罗盘采用十六分度。由此可知,十六分度制亦产生于我国。
中国十六分度制来源于堪舆家视为罗经之本的八卦。八卦图像,有先天和后天之分。前者以乾坤为南北,后者以离坎为南北。宋代堪舆家王伋《针法诗》说:“坎离正位人难识,差却毫厘断不灵。”表明他的堪舆罗盘用的正是后天八卦。用后天八卦命名的八方定位,加上两位之间的缝针,恰成十六向,再等分就得三十二向。另一方面,从八卦出发,一卦管三山,则得二十四向,加其缝针,共四十八向。
现在还不能确定中西十六及三十二分度之间在历史上是否有过交流。唯知荷兰18世纪有一种十六分度的旱罗盘,根据王大海《海岛逸志》的描述,恰似临川罗盘的翻版,这或许是我们进一步探索的一条重要线索。
张仙人俑手持的临川罗盘,现存江西省临川县文物陈列室,吸引着愈来愈多的观众和研究者。更为古老的中国罗盘,或许正躺在地下,等待着炎黄子孙去发现和研究。
4. 司南和罗盘的发明时间哪个更早
司南
指南针是一种判别方位的简单仪器,又称指北针。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针,磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极指向地理的北极,利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。同名的还有乐队和电影。
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。
5. 水罗盘是哪方面成就
水罗盘属于一个指南针,领域的成就。
6. 指南针是什么时候发明的
战国时期,我国人民已经发现磁石指南北的特性,制出了“司南”。用司南确定准确的时间。这些说明司南在当时已在多方面得到应用。北宋初期,人们发现了人工磁化法,用天然磁石摩擦钢针,制出了指南针。以后,人们学会了把指南针固定在方位盘里,制出了罗盘针。当时的罗盘还是水罗盘,即将磁针横贯着灯芯浮在水面上。水罗盘在南宋时已得到遍使用。至于旱罗盘,我国到了明朝嘉靖年间(1522—1566)时才出现。
7. 旱罗盘是中国人还是欧洲人发明的
中国的磁针和罗盘先后经由陆水两路西传,曾给人类文明的进程带来重大的影响。但在罗盘的发明权上,长期存在一种错误的观点———中西应当分享罗盘的发明优先权。即:磁针浮在水中的水罗盘与指南浮针一脉相承,是中国的发明,但是磁针用支轴支承的旱罗盘是欧洲所发明,后者经由日本船传入中国,中国开始有旱罗盘已是16世纪的事了。根据考古发掘资料,参照历史文献记载,笔者发现,我国不仅是水罗盘的发源地,而且早在12世纪就率先发明了旱罗盘。
明朝航海用的青铜制水罗盘,中有水室可盛水浮针,圆周内层刻八卦,外围则为二十四方位。取自李约瑟《中国之科学与文明》
1985年5月,江西省临川县温泉乡莫源李村农民在窑背山发现一座古墓。该墓出土文物丰富,除金质饰件、水晶佩挂、文房用具、陶瓷、铜器等之外,还出了七十余件各式瓷俑。其中有座底墨书“张仙人”的张仙人俑一式两件,瓷土作胎,胎土细匀,素烧,火候偏低,系侍立状圆雕,由模印贴塑而成,高22.2厘米。风水先生“张仙人”俑,“眼观前方,炯炯有神,束发绾髻,身穿右袵长衫,左手抱一罗盘”。从该墓伴出的墓碑和纪年地券可知,墓主为南宋邵武知军朱济南(1140—1197),葬于庆元四年(1198)九月二十五日。考虑到12世纪末是罗盘发明史上极为关键的时期。
世界上关于罗盘的首次记载,见于南宋笔记小说《因话录》(书中称为“地螺”),曾一再为史界所称引,但其作者却误为曾三异,成书年代也不确。笔者根据几种地方志的记载,考证出真正的作者应是曾三异之兄曾三聘,《因话录》写成于公元1200年前后。曾三聘是江西临江府峡江(今江西清江)人,峡江离临川不远,《因话录》与朱济南墓年代相近,《因话录》“地螺”不正可与临川罗盘相互印证吗?
世界最古老的堪舆旱罗盘
尤其值得注意的是,临川罗盘不但是现已发现的世界上最古的罗盘的模型,而且,它的磁针与水罗盘的磁针根本不同,其中部增大呈菱形,菱形中央有一明显的圆孔,明确、形象地表达出用轴支承之意,无疑是一种堪舆用的旱罗盘。清代乾隆年间堪舆家范宜宾的《罗经精一解·针说》曾说“指南旱针(即旱罗盘),造自圣王”,“创自江西,盛于前明”。他认为旱罗盘系中国古制,创自江西,确有见地,或许当时有所根据,可惜不能起古人于地下而问之。但有了临川罗盘,加上《因话录》“地螺”,说江西是罗盘的故乡该有八九分的把握了。
然而,假如对临川罗盘的认识到旱针为止,那就既对不起罗盘的发明者,也辜负了张仙人俑作者的一片匠心。
罗盘十六分度制源于中国
罗盘的分度主要有二十四(或四十八)向和十六(或三十二)向两大体系。学术界曾认为前者系中国所固有,后者则纯属欧式。查西方罗盘采用三十二分度的最早记载,见于英国诗人乔叟(Geoffrey Chaucer)1391年所作的《论星盘》(Treatise on the Astrolabe)。关于西方罗盘(三百六十分度)的最早记载,仅可上溯到1269年法国军事工程师皮里格里努斯(Petrus Peregrinus de Maricourt)的《论磁书简》(Epistola de Magnete)。反观12世纪的临川罗盘的分度,第二和第四象限各有四条刻度,根据上下左右对称的原则,校正第一象限,补足第四象限,可以确定整个罗盘采用十六分度。由此可知,十六分度制亦产生于我国。
中国十六分度制来源于堪舆家视为罗经之本的八卦。八卦图像,有先天和后天之分。前者以乾坤为南北,后者以离坎为南北。宋代堪舆家王伋《针法诗》说:“坎离正位人难识,差却毫厘断不灵。”表明他的堪舆罗盘用的正是后天八卦。用后天八卦命名的八方定位,加上两位之间的缝针,恰成十六向,再等分就得三十二向。另一方面,从八卦出发,一卦管三山,则得二十四向,加其缝针,共四十八向。
现在还不能确定中西十六及三十二分度之间在历史上是否有过交流。唯知荷兰18世纪有一种十六分度的旱罗盘,根据王大海《海岛逸志》的描述,恰似临川罗盘的翻版,这或许是我们进一步探索的一条重要线索。
张仙人俑手持的临川罗盘,现存江西省临川县文物陈列室,吸引着愈来愈多的观众和研究者。更为古老的中国罗盘,或许正躺在地下,等待着炎黄子孙去发现和研究。
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8. 四大发明分别在哪一年被发明
指南针
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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。指南针是用以判别方位的一种简单仪器。中国古代四大发明之一。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极,利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。
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。
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。而许多动物已经在我们之前就学会了利用地球磁场来辨别方向。
火药
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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
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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、破渔网、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。被称为“蔡侯纸”。
蔡伦只是改进造纸术,而不是纸的发明人。
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
活字印刷术
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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。这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术。
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》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。
北宋科学家、政治家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》,其中详细介绍了活板印刷术的全过程,通俗易懂,非常详细。
四大发明对世界的影响
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四大发明在人类文明史上的重要地位: 印刷术、指南针、火药和造纸术,是我国古代的四大发明,是我国之所以成为文明古国的标志之一。古代,我国的科学技术在许多方面居于世界的前列。5世纪后的千余年里,欧洲处在封建社会之中。在这个漫长的时期里,我国的科学技术一直在向前发展,而欧洲的科学技术却停滞不前。只是到了十五、六世纪,由于封建制度的瓦解和资本主义制度的逐步形成,欧洲的近代自然科学才得以诞生。
我国的四大发明在欧洲近代文明产生之前陆续传入西方,成为“资产阶级发展的必要前提”(《马克思恩格斯全集》),为资产阶级走上政治舞台提供了物质基础:印刷术的出现改变了只有僧侣才能读书和受高等教育的状况,便利了文化的传播;火药和火器的采用摧毁了封建城堡,帮助了资产阶级去封建贵族;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,为资产阶级奠定了世界贸易和工场手工业发展的基础。总之,我国古代的四大发明,在人类科学文化史上留下了灿烂的一页。这些伟大的发明曾经影响并造福于全世界,推动了人类历史的前进。
早在西汉时,我国劳动人民就已造纸。东汉时,蔡伦改进了造纸,使纸很快被应用推广。从6世纪开始,造纸术逐渐传往朝鲜、日本,以后又经阿拉伯、埃及、西班牙传到欧洲的希腊、意大利等地。1150年,西班牙开始造纸,建立了欧洲第一家造纸厂。此后,法国(1189)、意大利(1276)、德国(1391)、英国(1494)、荷兰(1586)、美国(1690)都先后建厂造纸。到16世纪,纸张已流行欧洲。中世纪的欧洲,据说抄一本《圣经》要用300多张羊皮,文化信息的传播因材料的限制,范围极其狭小,纸的发明为当时欧洲蓬勃发展的教育、政治、商业等方面的活动提供了极为有利的条件。
我国隋唐时期,就已掌握雕版印刷术。唐代留下的《金刚经》是目前世界上最早有确切日期的印刷品(868年印)。11世纪中期的宋代,毕升发明了活字印刷术,使印刷术得到普遍推广。我国的雕版印刷大约在公元8世纪传到日本,12世纪左右传到埃及,13世纪左右欧洲的旅行家接触到中国的印刷术,14至15世纪欧洲开始流行印刷术。欧洲现存最早的有确切日期的雕版印刷品,是德国南部的《圣克利斯托菲尔》画像(1423年印),晚于我国约600年。1450年前后,德国人受中国活字印刷术的影响,创制了欧洲拚音文字的活字,用来印刷书籍,比毕升晚了400年。印刷术传到欧洲后,改变了原来只有僧侣才能读书和接受较高教育的状况,为欧洲的科学从中世纪漫长黑夜之后突飞猛进发展以及文艺复兴运动的出现提供了一个重要的物质条件。
我国在唐朝时期就已发明了火药,并最早用于军事。10世纪初的唐未,出现了火炮、火箭,宋时火器普遍用于战争。蒙古人从与宋、金作战中学会了制造火药、火器的方法,阿拉伯人从与蒙古人作战中学会了制造火器。欧洲人大约于13世纪后期,又从阿拉伯人的书籍中获得了火药知识,到14世纪前期,又从对回教国家战争中学到了制造火药、使用火器的方法。火器在欧洲城市市民反对封建斗争中发挥了巨大作用。恩格斯指出:“火器一开始就是城市和以城市为依靠的新兴君主政体反对封建贵族的武器。以前一直攻不破的贵族城堡的石墙抵不住市民的大炮;市民的枪弹射穿了骑士的盔甲,贵族的统治跟身披铠甲的贵族骑兵队同归于尽了。”
早在战国时代,我国人民就制成了最初的指南针--司南。宋代时,指南针用于航海。阿拉伯人从与中国商船交往中学会了使用指南针来导航,约在12世纪,传播到了欧洲。指南针在航海上应用,导致了以后哥伦布发现美洲新大陆的航行和麦哲伦的环球航行。这打大大加速了世界经济发展的进程,为资本主义的发展提供了必
9. 指南针什么时候发明的
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。