四大發明

1. 四大發明 4c 16

2. 四 大发明是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明，是中国古代汉族劳动人民的重要创造。即造纸术、指南针、火药、印刷术。此一说法最早由英国汉学家李约瑟 提出并为后来许多中国的历史学家所继承，普遍认为这四种发明对中国古代的政治、经济、文化的发展产生了巨大的推动作用，且这些发明经由各种途径传至西方， 对世界文明发展史也产生了很大的影响。

3. 火药

4. 一种黑色或棕色的炸药，由硝酸钾、木炭和硫磺机械混合而成，最初均制成粉末状，以后一般制成大小不同的颗粒状，可供不同用途之需，在采用无烟火药以前，一直用作唯一的军用发射药一种黑色或棕色的炸药，由硝酸钾、木炭和硫磺机械混合而成，最初均制成粉末状，以后一般制成大小不同的颗粒状，可供不同用途之需，在采用无烟火药以前，一直用作唯一的军用发射药 • 历史沿革 • 火药是中国汉族炼丹家发明于隋唐时期，距今已有一千多年了。火药的研究开始于古代道家炼丹术，古人为求长生不老而炼 制丹药，炼丹术的目的和动机都是超前的，但它的实验方法还是有可取之处，最后导致了火药的发明。火药的发明 炼丹家虽然掌握了一定的化学方法，但是他们的方向是求长生不老之药，火药的发明是副产品。炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药，在使用之前，常用烧灼 的办法“伏”一下，“伏”是降伏的意思。使毒性失去或减低，这种手续称为“伏火”。唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有：硫磺、硝石各二 两，研成粉末，放在销银锅或砂罐子里。掘一地坑，放锅子在坑里和地平，四面都用土填实。把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着，然后夹入锅里，把硫磺和硝石起 烧焰火。等到烧不起焰火了，再拿木炭来炒，炒到木碳消去三分之一，就退火，趁还没冷却，取入混合物，这就伏火了。唐朝中期有个名叫清虚子的，在“伏火矾 法”中提出了一个伏火的方子：“硫二两，硝二两，马兜铃三钱半。右为末，拌匀。掘坑，入药于罐内与地平。将熟火一块，弹子大，下放里内，烟渐起。”他用马 兜铃代替了孙思邈方子中的皂角，这两种物质代替碳起燃烧作用的。伏火的方子都含有碳素，而且伏硫磺要加硝石，伏硝石要加硫磺。这说明炼丹家有意要使药物引 起燃烧，以去掉它们的猛毒。虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应，并采取措施控制反应速度，但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生。 《太平广记》中有一个故事，说的是隋朝初年，有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人。当晚住在那里。半夜杜春子梦中惊醒，看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”， 顿时屋子燃烧起来。这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾。还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事， 火把人的脸和手烧坏了，还直冲屋顶，把房子也烧了。书中告戒炼丹者要防止这类事故发生。这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验，就是硫、硝、碳三 种物质可以构成一种极易燃烧的药，这种药被称为“着火的药”，即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中，在火药发明之后，曾被当做药类。《明熹宗实 录》：“天启二年十二月二十日辛巳，援辽总兵毛文龙以登抚（袁可立）所遣管运参将黄胤恩、推官孟养志等发到粮饷并布疋、军器、火药等物，复蒙颁给敕印、旗 牌，授以援辽总兵便宜行事，具谢恩。”《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫，辟湿气、瘟疫。火药不能解决长生不老的问题，又容易着火，炼丹家对他并不 感兴趣。火药的配方由炼丹家转到军事家手里，就成为中国古代四大发明之一的黑色火药。 • 球状火药包扎在箭杆头附近，点着引线以后，用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药，再加上一些沥青、桐油 等，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， 是近代枪炮的老祖宗。 • 推广 • 欧洲人约在13世纪时才懂得黑火药的作用，而经过数个世纪的发展与改良，主要是粒状火药和火帽等发明，黑火药兵器乃 逐步取代冷兵器，在陆地战争战术、攻城筑城技术以及海军战列舰的发展和战术等各方面，造成革命性的影响，而黑火药作为爆炸药和推进剂，一直到十九世纪中后 期才逐渐被无烟火药、三硝基甲苯、苦味酸、季戊炸药、旋风炸药等新发明的炸药所取代，这些新炸药则不是中国人的发明。

5. 造纸术

6. 造纸术是中国四大发明之一，人类文明史上的一项杰出的发明创造。中国是世界上最早养蚕织丝的国家。汉族劳动人民以上等蚕茧抽丝织绸，剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕，篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了，篾席上的残絮便积成一层纤维薄片，经晾干之后剥离下来，可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多，在古书上称它为赫蹏或方絮。这表明了中国汉族造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。造纸术是中国四大发明之一，人类文明史上的一项杰出的发明创造。中国是世界上最早养蚕织丝的国家。汉族劳动人民以上等蚕茧抽丝织绸，剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕，篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了，篾席上的残絮便积成一层纤维薄片，经晾干之后剥离下来，可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多，在古书上称它为赫蹏或方絮。这表明了中国汉族造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。 • 造纸术（也称蔡侯纸）蔡伦改进。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，用树 皮、破渔网、破布、麻头等作为原料，制造成了适合书写的植物纤维纸，改进了造纸术，才使纸成为人们普遍使用的书写材料。被称为“蔡侯纸”。对纸的概念有个 统一认识。什么样的物品叫“纸”。 • 方法 • 在古代，埃及有纸草纸，欧洲有羊皮纸，中国历史上有丝絮纸和作书写用的缣帛纸和蔡侯纸，其中只有植物纤维制造的蔡侯 纸对世界造纸业的发展及人类文化的传播具有深远影响，其基本工艺一直沿用至今。根据史书记载和后人研究，蔡伦造纸术的基本点，归纳起来就是用植物纤维为原 料，经过切断，沤煮、漂洗、舂捣、帘抄、干燥等步骤制成的纤维薄片。没有经过造纸基本步骤处理的纤维薄片，不具备纸的基本性能，就不能称之为中国古代传统 概念上的纸。世界上最早的纸是埃及的纸莎草纸，而欧洲中世纪则普遍使用羊皮纸，这两种纸因为原料单一，改进余地有限，被使用复数种类材料的中国纸所取代。 如今还有个别的地方还使用造纸术来造纸。

7. 活字印刷术

8. 印刷术是中国古代汉族劳动人民的四大发明之一。它开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时代的毕升发展、完善。印刷术先后传到朝鲜，日本，中亚，西亚和欧洲。活字印刷术的发明是印刷史上一次伟大的技术革命。活字印刷的方法是先制成单字的阳文反文字模，然后按照稿件把单字挑选出来，排列在字盘内，涂墨印刷，印完后再将字模拆出，留待下次排印时再次使用。印刷术是中国古代汉族劳动人民的四大发明之一。它开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时代的毕升发展、完善。印刷术先后传到朝鲜，日本，中亚，西亚和欧洲。活字印刷术的发明是印刷史上一次伟大的技术革命。活字印刷的方法是先制成单字的阳文反文字模，然后按照稿件把单字挑选出来，排列在字盘内，涂墨印刷，印完后再将字模拆出，留待下次排印时再次使用。 • 它开始于唐朝的雕版印刷，目前发现最早的雕版印刷成品是一单页版梵文撰写的《陀罗尼经》，该经是印在亚麻纸上，于650年至670年间出版，且在1974年于西安附近的唐代陵墓出土。 1966年，考古学家在韩国发现了一本微型《陀罗尼佛经》，该经内含唐朝女皇武则天（约690年-705年）颁行的则天文字。学者断定该经不早于704年，后来被珍藏在一座建于751年统一新罗时代的舍利塔里。关于雕版印刷是起源于隋之说其实是缪误与以讹传讹，陆深《河汾燕闲录》的《俨山外集》卷三中说：“隋文帝开皇十三年十二月（593 年）敕，废像遗经，悉令雕撰。”这里说的可以理解为雕造被毁之佛像，撰集残缺的佛经， 并不是雕版印刷。关键在于文中的“废像遗经,悉令雕撰”做何解释。误读者盖肇始于明人陆深。陆深,字子渊,号俨山,上海人。弘治十八年(1505)进士, 嘉靖初督学山西期间,撰《河汾燕闲录》二卷。其中上卷引《历代三宝记》“隋文帝开皇十三年十二月八日敕废像遗经悉令雕撰”之后,陆氏发挥道:“此印书之 始,又在冯瀛王先矣。”万历年间,胡应麟(1551-1602)《少室山房笔丛》卷4引“陆子渊《河汾燕闲录》云:‘隋文帝开皇十三年十二月八日,敕废像 遗经,悉令雕板。此印书之始。’据斯说,则印书实自隋朝始,又在柳玭先,不特先冯道、毋昭裔也”。先是陆深误解文义,胡应麟则径改文献,方以智 (1611-1671)、袁枚(1761-1798)等等,皆由胡氏书转引陆深语,“雕板”云云,遂相沿成习。《中国雕板源流考》从《提要》引作“雕 造”,解读文义与胡应麟、陆深无别,“费长房《历代三宝记》亦谓隋代已有雕本”,则一误再误矣。按:《隋书·经籍志》“开皇元年,高祖普诏天下,任听出 家,仍令计口出钱,营造经像。而京师及并州、相州、洛州等诸大都邑之处,并官写一切经,置于寺内;而又别写,藏于秘阁。天下之人,从风而靡,竞相景慕,民 间佛经,多于六经数十倍”。由是观之,“废像遗经,悉令雕撰”者,即雕刻佛像以“重显尊容”,撰集佛经以供“官写”、“别写”暨信众转写,隋时并无雕版印 刷佛经之史实也。　　　于此种误读,王士禛(1634-1711)于《居易录》卷25中早已进行过辨证,云“毁像残经”者,“像”指佛像,“经” 指佛经。“废像遗经,悉令雕撰”者,说的是雕造被毁之佛像,撰集残缺之佛经。“予详其文义,盖雕者乃像,撰者乃经,俨山连读之误耳”。清乾隆间修《四库全 书》,《四库提要》也批评胡氏“引开皇十三年敕‘废像遗经悉令雕板’为证,然史文乃‘废像遗经悉令雕造’,非雕板也”。“史文”云云,抑亦想当然欤?近世 相关出土文献,也可提供有力佐证。罗振玉据伯希和所得部分经卷,撰《敦煌石室书目及发见之原始》,登《东方杂志》6卷10期(1909年10月),同时由 广雅书局莫棠活版印行,改题《敦煌石室记》。首自叙缘起(即“发见之原始”),次书目。罗氏所见诸书中,有刻本《陀罗尼经》十余纸,“(一)一切如来大尊 胜陀罗尼，二朝灌顶，国师三藏大广智不空译。每行十五六字不等,其字似初唐人写经。又‘国师’之‘国’字上空一格,其为唐刻本无疑。(二)大随永陀罗尼， 经末有‘囗杨法雕印施’六字。(三)大佛顶陀罗尼，经末有‘开宝四年十月廿八日记’十字。(四)大随永陀罗尼，经上面左有‘施主李知顺’一行,右有‘王文 沼雕板’一行,经末有‘太平兴国五年六月雕板毕手记’十三字。此外无年号者甚多”。　《中国雕板源流考》引《敦煌石室书录》,“书录”当系 “书目”之讹,内容即上述第四种,北宋太平兴国五年(980)王文沼雕板印本。大英博物馆、日本国立博物馆藏有王文沼雕板本《法国吉美博物馆藏本残》,系 纸本单张印刷品,卷面立体为陀罗尼轮,轮之中心为菩萨像,坐莲上,八臂,手中各持法器,像周围以梵文神呪,颠倒廻环至十九圈。轮外右上方有“施主李知 顺”,左上方有“王文沼雕板”,轮外下底矩形框内刊印发愿文:“大隋求陀罗尼；若有受持此神呪者,所在得胜。……太平兴国五年六月二十五日雕板毕手记。” 每行九字,二十一行。据此检视罗氏《书目》,有数处著录错误,主要是把“大随求”之“求”误认为“永”。稍后罗氏撰《莫高窟石室秘录》,登《东方杂志》六 卷十一、十二期,在“雕本第二”部著录该卷“大隋求陀罗尼”,改“永”字之误,又增“隋”字之“讹”。《中国雕板源流考》所引,乃将罗氏《书目》、《秘 录》两篇之讹误累加,进二割裂篇题,以就己意。众所周知,“陀罗尼”为梵汉音译,指诸菩萨倡导善行、制止恶行的真言以密语形式表达出来的“呪”、“一切如 来大尊胜”、“大佛顶”、“大随求”以及“佛顶尊胜”“无垢净光”、“遍身香如来”、“金刚摧一切罪如来”、“大般若波罗密多”等等,分别是数以百计的中 国的“陀罗尼”名,无论译写何字,与中国的王朝名号都是不搭界的。《中国雕板源流考》竟析出“大隋”二字,望文生义,擅增“翻雕隋本”四字,累及罗振玉, 为论者所非议。　　　叶梦得《石林燕语》卷8:“世言雕板印书,始冯道,此不然,但监本五经板始道为之耳。”胡应麟《经籍会通》卷4:“遍综前 论,则雕本肇自隋时,行于唐世、扩于五代,精于宋人。此余参酌诸家,确然可信者也。”《中国雕板源流考》首节,即采信上述两家之说而成。除“肇自隋时”假 说有待确据,“行于唐世,扩于五代,精于宋人”三句,言简意赅,精彩至极。雕版印刷“行于唐世”,已是不争的事实。1906年,吐鲁番出土唐武则天时期刊 印《妙法莲花经》卷五(如来寿佛品第十六、分别功德品第十七);1944年,成都唐墓出土梵文陀罗尼一卷,为八世纪后期刊印本;1966年,韩国庆州佛国 寺释迦塔内舍利瓶上绸袋内发现《无垢净光大陀罗尼经》一卷,含六道神呪并经文故事,为唐武则天时期洛阳刊印本;1974年,西安柴油机械厂内唐墓铜臂钏内 发现梵文陀罗尼纸本单张印刷品,专家考定为初唐(7世纪初叶)长安刊印本;1975年,西安冶金机械厂内唐墓小铜盒内发现《随求即得大自在陀罗尼神呪》, 武周或稍后刊印本。宝藏不时间出,在在证明,我国雕板印刷“行于唐世”的论断是经得起考验的,旧说“起源于唐末五代”,应该予以纠正。　　　另外陆深道：“此印书之始,又在冯瀛王（指冯道）先矣。”这种说法其实也是错误唐穆宗长庆四年，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。 • 已知的不存在争议的关于雕版印刷的最早记载就是出自唐代唐穆宗长庆四年，这说明当时的上层知识分子白居易的诗的传播，除了手抄本之外，已有印本。 • 而如今出土的关于雕版印刷的出土文物中历时最久远的印刷品也是出自唐代。 • 雕版印刷“实肇自隋时”及“起源于唐末五代”这两种论调早已被古代及现代的一些学者的详细考证和近现代的出土文物反驳，也就剩下个“行于唐世”的论断经得起考验。 • 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，用细质且带有粘性的胶泥，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理简单，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。 • 推广 • 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字，从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。 • 印刷术是按照或图画原稿制成印刷品的技术。中国是世界上最早发明印刷术的国家。早期的印刷是把图文刻在木板上用水墨 印刷的，木版水印画仍用此法，统称“刻版印刷术”( 亦称“雕版印刷术”)刻版印刷的前身是公元前流行的印章捺印和后来出现的拓印碑石等。造纸和制墨等生产技术出现之后，逐渐发明了刻版印刷技术。刻版印刷的 始创时间，众说纷纭，尚未定论。我认为它始创于东汉，发祥在洛阳，盛行于隋唐。世界上现存最早的印刷物是唐咸通九年(公元868年)印制的《金刚经》(它 全郑长4877毫米，高244毫米，由七张粘连起来而成一卷。卷首有释迦说法图，末有“咸通九年四月十五日王玠为二亲敬造普施”题记。原藏于甘肃敦煌千佛 洞，1899年发现。1907年为英国人斯坦因盗去，现存于英国伦敦不列颠博物馆)。

9. 指南针

10. 指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针(俗称吸铁石)。 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N指北方，E指东方，W指西方，S指南方[1]。 • 中国是世界上公认发明指南针（Compass）的国家。指南针的发明是我国汉族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吸引铁的性质，后来又发现了磁石的指向性。经过多方面的实验和研究，终于发明了实用的指南针。最早的指南针是用天然磁体做成的，这说明中国汉族劳动人民很早就发现了天然磁铁及其吸铁性。据古书记载，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。最早的指南针是司南。 • 历史 • “中国最早的指南针理论，是建立在阴阳五行学说基础上的‘感应说’。”关增建介绍，11世纪中叶时中国大科学家沈括还对指南针感到匪夷所思，他的《梦溪笔谈》 介绍了指南针的人工磁化方法、磁偏角的发现和指南针的架设方法，但对指南针为什么会指南却没有一点概念——“磁石之指南……莫可原其理！”随后，文人学者 们从阴阳五行学说出发，结合当时人们对大地形状的认识，提出各种指南针理论。例如，最晚成书于宋代的《管氏地理指蒙》，首先提出如下逻辑： • “磁针是铁打磨成的，铁属金，按五行生克说，金生水，而北方属水，因此北方之水是金之子。铁产生于磁石，磁石是受阳气的孕育而产生的，阳气属火，位于南方，因此南方相当于磁针之母。这样，磁针既要眷顾母亲，又要留恋子女，自然就要指向南北方向。” • 南宋人的指南针原理，仍认为“指南针之所指，即阳气之所在”，只是围绕磁偏角现象，立论依据更多转向地理方位的坐标 系统——中国古人认为地是平的、大小有限，这样地表面必然有个中心，过该中心的那条子午线就是唯一的南北方向。南宋人曾三异等认为，一旦测量地点不在这条 南北线上，指南针所指向自然“少偏”。到明代，有人假托南唐人著作指出，指南正针由大地方位系统决定，而偏角则由天体方位划分系统所决定。关增建认为，这 种说法“体现了传统指南针理论在阴阳感应学说和磁偏角的存在这一矛盾面前所表现出来的窘迫”。 • 明万历年间（公元1573～1620年），传教士来华，带来西方的指南针理论、地球学说以及相关科技知识。受其影 响，中国学者开始从新的视角探讨指南针理论问题，在此过程中，阴阳五行的作用不断淡化，力学角度的分析不断增加，但吉尔伯特1600年提出的科学理论连西 方学界都没统一，更谈不上入主东土。传教士中，1658年抵华的比利时耶稣会士南怀仁的指南针理论最系统，但他认为决定磁针指向的是地球的地理南北两极本 身，理论仍然局限在古代科学的范围，而不像吉尔伯特认识到地球本身存在一个磁体。南怀仁理论在中国影响深远，直到19世纪中叶，中国仍有学者用它解释指南 针问题。而此时，清末来华的传教士已开始着手把西方近代磁学知识介绍给中国了。 • 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。”据说秦始皇统一六国后，在咸阳附近修阿房宫，宫中有一座门是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵 器，入宫行刺，就会被磁石门吸住。这个故事告诉我们，古代劳动人民很早就掌握了磁学知识。 • 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。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。 • 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。样子像一把汤勺，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

11. 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。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。 • 每块磁铁两头都有不同的磁极，一头叫S极，另一头叫N极。我们居住的地球，也是一块天然的大磁体，在南北两头也有不 同的磁极，靠近地球北极的是S极，靠近地球南极的是N极，也正是因为地磁极和地理两级不完全重合，才出现了地磁偏角现象。我们知道，同性磁极相斥，异性磁 极相吸引，所以，不管在地球表面的什么地方，拿一根可以自由转动的磁针，它的N极总是指向北方，S极总是指向南方。 • 二千多年以前，也就是春秋战国时候，中国已经用铁来制造农具了。劳动人民在寻找铁矿的时候，就发现了磁铁，并且知道它能够吸铁。 • 《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关中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。 他在《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。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。 • 装置方法 • 关于磁针的装置方法，沈括介绍了四种方法： • 1．漂浮法指南针——将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。 • 2．碗唇旋定法指南针——将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。 • 3．指甲旋定法指南针——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．缕悬法指南针——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。 • 5.支撑式指南龟——将指南针换做为一个龟形磁石，头指南，尾指北【与缕悬法指南针无较大差异】 • 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。 • 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。 • 盘面周围刻二十四方位，内中盛水，磁针横穿灯草，浮于水面。 • 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。 • 魏晋南北朝时，中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。 • 磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极，一头叫正极，另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的 南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的 什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。 • 战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具──司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。《中国历 史》课本插图──“司南”，是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史书记载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜 做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小 勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的正极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转 动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。