指南针

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一個平板式指南针

指南针是一种用于指示方向的工具，广泛应用于航海、野外探险等领域。

现有两种类型：一是根据地球磁场的有极性制作的地磁指南针，但这种指南针指示的南北方向与真正的南北方向不同，存在一个磁偏角；二是电子指南针，采用磁场传感器的磁阻（MR）技术，可很好地修正磁偏角的问题，现已大量用于GPS定位装置中。

英国汉学家李约瑟把指南针称为“中国古代四大发明”之一。

[编辑] 相关历史

指南针在中华文明圈用于指示方向的记载略早于欧洲，但是實用的磁羅盤是由中國还是欧洲發明則有争议。

[编辑] 司南

有一种观点认为中国古代记载的“司南”就是指南针最早形式(戰國時韓非子有度篇即已出現司南一詞)。东汉王充（公元27～约97）《论衡》（明嘉靖版）卷十七是应篇第五十二说“司南之杓，投之於地，其柢指南”，这个记载虽不是最早，但是最早表述清楚的一个。司南具体形式却有很大争议，早期研究者判定为天然磁石为勺配合地盘，虽有出土汉地盘和河南南阳东汉墓出土石刻司南勺图佐证，但毕竟无完整配合出土。1950年代中国的科技史者试图以天然磁石制做勺形司南，但因天然磁石磁距小、底部摩擦大而未成功。2005年中国国家博物馆研究员孙机近根据前北平历史博物馆旧藏残宋本《论衡》认定“司南之杓”杓字实为酌，那么看来“其柢指南”之柢也非指勺柄。

虽不能否定王充所述司南是一种“磁石为勺配合地盘”的指南针，但在实用磁罗盘发明前指南针的形式主要是水浮指南针，同时还有如缘靠、丝悬、尖顶等其它形式。目前最早见于航行用途的指南针记载于(宋)朱彧僎《萍洲可谈》：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。《萍洲可谈》成书于1111年-1117年间，但所叙述的是1086年的事^[1]。这比Alexander Neckam可能写于1190年的《论器具（De naturis rerum ）》中说法：航海时“白天云遮太阳，或夜间黑暗不辨方向时，使用磁铁摩擦铁针，针停时指南北，”早约一个世纪。与英国几乎同时法国和稍晚一点的意大利也有了首次指南针的记载。

水浮指南针也可适用于航海，因为体积不大并非像某些人认为那样容易泼洒，近来曾在青岛和海南发现明代瓷质水浮指南针，尺寸大至为：最大外径9.5厘米；上有盛水同心圆孔径4.4厘米，孔深2.3厘米，外围青花釉绘刻度，底座、四壁厚实坚固，估计是去水收藏，用时加水。现代液体罗盘基本原理类似，不过改进采用了密封技术。

[编辑] 磁偏角的发现

北宋庆历元年（1041年）司天监天文学家杨惟得著《莹原总录》“客主取的，宜匡四正以无差，当取丙壬针于其正处中而格之，区方直之正也。盖阳生于子，自子至丙为之顺；阴生于午，自午至壬为之逆；故取丙午王子之间是天地中，得南北之正也。

1088年沈括《梦溪笔谈》“方家以磁石磨针锋，则能指南。然常偏东，不全南也。”

1115年寇宗奭《本草衍义》“以针横贯灯心，浮水上，亦指南，然常偏丙位。”

[编辑] 现代指南针

明代罗盘二十四方位图

旱罗盘即现代指南针基本形式，有说法是意大利人发明。阿拉伯人的历史记述认为指南针是中国人发明的，经过了阿拉伯人有效改进后才传入欧洲。但是欧洲现存关于指南针的记载早于阿拉伯，阿拉伯语中指南针（al-konbas）一词也似源于古意大利语。中国关于旱罗盘目前未发现早于西方的明确记载。近来在江西临川一座葬于公元1198年的宋墓里发现一俑（标写“张仙人”），手持一似风水罗盘“亦是旱罗盘”物，有观点认为旱罗盘中国也可能早于西方使用，但可能先发明于江南沿海（如泉、广）一带应用，故博学如沈括也未见到，今后尚须考古文物工作者努力。内陆后世旱罗盘则多用于风水罗盘和校时罗盘，如174/l189曾三异《同话录》“地螺，或有子午正针，或用子午丙壬间缝针。天地南北之正，当用于午。”“地螺”可能是一种校时罗盘，主要用途是校时。