中國古代四大發(fā)明之指南針

胡紫霞

一天，銘銘收到了朋友送的禮物——指南針。放學(xué)回家做完作業(yè)，銘銘便迫不及待擺弄起指南針來。這時(shí)，爸爸看到了，就走了過來。

爸爸：銘銘，可別看這小小的指南針，它在航海、大地測量、旅行及軍事等各方面都發(fā)揮了重要的作用。你知道指南針的工作原理是什么嗎？

銘銘：不知道。爸爸，你給我講講吧。

爸爸：指南針的主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，磁針有兩個(gè)極，南極和北極。這磁極間的作用規(guī)律是：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。由于地球本身就是個(gè)大磁體，其地磁的南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。因此，指南針在地磁場的作用下，磁針的北極始終指向地理北極，磁針的南極始終指向地理南極。指南針就是利用這一性能來辨別方向的。

銘銘：哦，對的！科學(xué)課上我們學(xué)過磁鐵的知識(shí)。那指南針是誰發(fā)明的呢？

爸爸：指南針被稱為中國古代四大發(fā)明之一，目前還尚不清楚誰是發(fā)明者。倒是東漢的大科學(xué)家張衡，發(fā)明了指南車。要說張衡，那絕對是個(gè)厲害角色，他是東漢時(shí)期杰出的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、發(fā)明家、地理學(xué)家、文學(xué)家……

銘銘：哇！今天咱們中國自己的科學(xué)家要登上“對話”的舞臺(tái)了嗎？有請張衡先生！

張衡：鄙人張衡，愿為大家介紹畢生所學(xué)。據(jù)書上記載，在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，生產(chǎn)力就有了很大的發(fā)展，特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更是興盛發(fā)達(dá)，因而促進(jìn)了采礦業(yè)、冶煉業(yè)的發(fā)展。在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，人們從鐵礦石中認(rèn)識(shí)了磁石，繼而又發(fā)現(xiàn)磁石利用地磁吸引，總是指向南端。于是，在公元前三世紀(jì)的戰(zhàn)國年代，人們利用天然磁鐵礦制成當(dāng)時(shí)最早的指南工具——司南。

銘銘：我知道司南！它看上去就像個(gè)勺子，那應(yīng)該就是磁石做的，放在一個(gè)光滑的盤上，勺子的柄總是指向南方，人們就利用它來指示方向。

張衡：可以說它是現(xiàn)在所用指南針的始祖。不過它是分體式的，攜帶不甚方便，基本放在固定場所中。到了東漢時(shí)期，我有幸在朝廷上班，負(fù)責(zé)宮里的接待和交通運(yùn)輸，可是，車夫駕車總是弄錯(cuò)方向。我就想，要是發(fā)明一種能夠指示方向的馬車就好了。于是經(jīng)過了多次試驗(yàn)，我真的造出了指南車。我在馬車上裝了個(gè)小木人，無論朝哪個(gè)方向走，小木人的右手總是指向南方。當(dāng)然了，這肯定也是用到了磁鐵。

爸爸：原來古代就有這么先進(jìn)的交通工具了，佩服。

張衡：指南車好用是好用，就是造價(jià)太高了，一般人用不起，推廣不開。漸漸地就有人開始研究指南針了。人們先把磁石做成磁針，又制作了一個(gè)木架子，把一根絲線從木架上垂下來，再把磁針系在絲線上，磁針的下面是一個(gè)標(biāo)有方位的圓盤，這樣靜止的時(shí)候磁針總是指向南方。這就是指南針的雛形。

銘銘：科學(xué)課上我們做的磁鐵實(shí)驗(yàn)，就和這個(gè)方法一模一樣呢！把條形磁鐵用線懸掛在一個(gè)木架上，使它在水平方向能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木架的下方平鋪一張紙，上面標(biāo)上真實(shí)的地理方位，等條形磁鐵靜止后就能指示方向了。

張衡：當(dāng)時(shí)的司南也好、指南針也罷，都是用天然磁石制成的，但天然磁石容易失去磁性，使用起來既不方便，效果又不是很好。不知后人是怎么解決這個(gè)問題的？

爸爸：北宋時(shí)期，著名的科學(xué)家沈括總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn)，在物理方面又發(fā)現(xiàn)了地磁偏角的存在，便利用人工磁化法制成了使用方便、效果較好的指南針，就是用被天然磁石摩擦后帶磁性的鋼針來指南。到南宋時(shí)，指南針的架設(shè)問題有了新的進(jìn)展。人們把磁針和區(qū)分方位的裝置組合在一起，這就是羅盤。南宋陳元靚在《事林廣記》中記述了兩種指南針，它們可看作“水針（水羅盤）”和“旱針（旱羅盤）”的先驅(qū)。

張衡：看來后世更不乏牛人啊！

爸爸：中國是最早把指南針用在航海上的國家。你想啊，大海茫茫無邊，連一塊陸地也看不到，更不用說知道東南西北在哪里了。有了指南針，在大海里航行就不會(huì)迷失方向。到了12世紀(jì)，旱羅盤傳到阿拉伯，后來又傳入歐洲，在歐洲發(fā)展、成熟起來。許多航船上都裝上了羅盤。

張衡：看來，咱們中國人發(fā)明的指南針，為世界的航海事業(yè)作出了杰出的貢獻(xiàn)！

爸爸：不僅如此，在以后的地理大發(fā)現(xiàn)中，指南針同樣發(fā)揮了不可替代的重要作用。指南針的發(fā)明，不僅體現(xiàn)了中國在科學(xué)技術(shù)史上的重要地位，也進(jìn)一步維護(hù)了古老、燦爛的中華文明的聲譽(yù)。

銘銘：作為一個(gè)中國人，我真為我們祖先的偉大發(fā)明創(chuàng)造感到驕傲！

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