古代GPS进化史 妈妈再也不用担心我迷路了!

作者:gg来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-12-04

指南针作为中国历史上的伟大发明之一,也是中国对世界文明发展做出的一项重大贡献。

  指南针是一种判别方位的简单仪器,又称指北针。而它的前身是在2000 多年前的战国时期就被人们发明出来的司南。

  远在春秋战国时期,由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期,生产力有了很大的发展,特别是农业生产更是兴盛发达,因而促使了采矿业、冶炼业的发展。在长期的生产实践中,人们从铁矿石中认识了磁石。

指南针

  司南就是人们利用磁体的南北指极性发明出来的,这是世界上最早的磁性指向仪器。它形状和勺子相仿,用天然磁石雕琢而成,勺底为球面体,勺呈椭圆状,勺柄通体渐渐缩成柱状,并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中,勺底被打磨得很光滑。勺被置于一个光滑的地盘之上。地盘是铜质或涂漆木制盘,形状内圆外方,中央是平滑圆槽,框上刻划出定向的刻度以示二十四方位。使用时,先把地盘放平,再把磁勺放在中间使之转动,待旋转的磁勺慢慢静止下来时,勺柄就会大体停止在指南的方位上。

  由于司南是用天然磁石制造的,在磁石来源、磨制工艺和指向精度上都受到了很多限制。到了北宋时期,人们掌握了人工磁化金属的方法,于是利用人造的磁铁片制成了在性能和使用上比司南先进的指南鱼。制作方法和原理是:把一片薄而平的铁皮剪成长约7厘米,宽约1.5厘米的鱼的形状,放在炭火中烧得通红,然后用鱼嵌夹着鱼头,让鱼尾正对着地球磁场方向。这样,铁鱼内部被烧得处于活动状态的磁畴就顺着地球磁场方向排列,再把磁化后的铁鱼迅速浸入冷水中,磁畴的规则排列就马上固定下来。这时,再把小鱼浮在水面平静的碗中,鱼头鱼尾就可以指南北了。

指南针的发明历程

  在指南鱼发明后不久,古代的风水先生首先发明了指南针。人们利用天然磁石反复摩擦铁针,使受磨的铁针磁化,具有了指南性。磁针成为一种新的指向工具,便是指南针了。北宋著名政治家和科学家沈括的著作《梦溪笔谈》中详细记载了指南针的几种使用方法:使磁针横贯灯芯后浮在水面上;架在碗沿或者平滑的指甲上;用细丝悬挂于无风处等等。

  为了使用方便,人们将指南针与刻度相配合,装置而成一种具有辨正方向的仪器,即罗盘。罗盘又分为水罗盘和早罗盘。水罗盘采用浮针的方法,旱罗盘不借助水的浮力,用一个支轴的尖端顶在磁针的中部,使磁针平衡旋转。其设计结构已然和现代罗盘仪基本没什么区别。

  南宋时期旱罗盘的出现,赋予了世界航海事业划时代的意义,它为航海者带来极大的方便,成为航海家的必备之物。郑和七次下西洋、哥伦布对美洲大陆的发现和麦哲伦的环球航行,都与其应用分不开。而指南针作为中国历史上的伟大发明之一,也是中国对世界文明发展做出的一项重大贡献。

扫码加蝌蚪五线谱微信