指南针是中国古代四大发明之一，也是中国对人类的重大贡献。 宋代将指南针置于圆形方位盘内制成指南针。 指南针和指南针的发明，帮助确定了海洋上船只的位置并调整航线，对世界航海的发展起到了关键作用。

指南针的发明源于指南针

古人发明了指南针来确定方向。 晴天时，可以采用用杆子测量太阳影子的方法来定位位置。 晚上可以观察星星。 如果阴天、下雨天，这个就不行了，需要采用其他方法。 相传最早的指示方向的装置是指南针。 它是指南针的原始样式，由滑轮、齿轮和绳索制成。 车子一开始移动，车上的木人就会指向南方。 此后，“即使车返回，手也永远指引着车”。 相传指南针最早的发明者是五千年前的黄帝。 不过，指南针是黄帝发明的，已无人知晓，但历史记载，三国时期魏国人马骏成功制造了指南针。 据说，他制造的汽车甚至被用作皇帝的出行车辆。 指南针可以使木人的手臂始终指向南方。 关键在于其巧妙的机械设计和平差速齿轮装置的使用。 有人称其为“中国古代机器人”。 这种车没有配备磁铁。 它有两个大轮子和一根弯曲细长的单臂轴。 齿轮系统安装在汽车底盘顶部中央。 司南仙站在车中央的天柱盘上。 ，目前还很难判断其是否具有引导功能。

大约在战国时期，中国人发明了真正的指南针。 它由天然磁铁制成，看起来像一个圆底的勺子。 它可以在光滑的“草皮”（青铜制成，外圆内方）上自由旋转。 当它静止时，勺柄将指向南方。 古人称其为“思南”。 据史料记载，战国时期，有一个叫郑子的人到远山采玉。 为了不迷路，他在车上安装了司南来辨别方向。

引导车

思南恢复模型

汉代时，人们在思南疆域周围刻出了24个方向，以帮助确定准确的方向。 这实际上是利用磁铁指向地球磁场中南北两极的特性而制成的一种指向仪器。 后来，经过长期实践，人们发明了性能更好的制导仪器。 一种是导引鱼，它在水碗中漂浮一块人工磁化的鱼形薄铁片，使鱼头指向南方，鱼尾指向北方。 另一种方法是使用天然磁铁摩擦钢针。 这种磁化钢针磁性强，效果好，所以应用广泛。 为了让磁针能够自由旋转，达到引导的目的，古人还尝试了几种方法：一是将磁针绑在一根丝线上，等待磁针停止旋转来指明方向； 第二，利用枢轴支撑磁针在圆盘上旋转。

如果将指南针的磁针放在圆形方位盘中制成指南针，使用起来会更加方便。 最早出现的指南针是北宋的水上指南针，它利用磁针刺入灯心草，浮在水面上来定向。 到了南宋，又出现了钉子支撑磁针的干罗盘。 1985年5月，在江西省临川县温泉乡莫源里村窑背山上发现了南宋知识分子朱金安墓。 墓葬中出土了多件素烧瓷俑，其中两件与罗盘有关。 这种雕像一手拿着一个带有指针的大指南针。 针的中部呈棱形，中间有一个小凹坑。 针的两侧是向上和向下的长条。 向上的尖端就像一个矛头，整个指针呈矛头形状。 在罗盘的中心，针端与罗盘相连。 这显然是一个干燥的指南针，可以在没有水的情况下倾斜和握住。 瓷人底座上写有“张仙人”三个大字。 也许“张先人”就是使用这个罗盘的人。

宋代的水罗盘，磁针穿过灯心草，浮在水面上以定向。

南宋朱继南墓出土的持罗盘瓷人

从风水到航海的广泛应用

指南针、指南针发明后，被广泛应用于军事、生产、生活、航海等各个方面。 就连历代的风水大师，手中也都拿着指南针。 风水艺术在中国有着悠久的历史。 它主要帮助人们在建造房屋和墓地时选择地形、地点和时间。 古人特别重视风水宝藏，其中迷信与科学混杂在一起。 由于古徽州经济的发达以及徽州人对风水的推崇，安徽休宁万安镇至今仍是传统手工罗盘的生产中心。 万安风水师在徽州大地上考察山形水脉时，手中最重要的工具就是指南针。 如今，万安街头有很多制作和销售指南针的商店。 它们的价值不仅在于其确定风水的实用功能，还在于其作为工艺品的审美功能。 制作指南针通常有以下过程：首先选择木材制成指南针毛坯，然后将毛坯磨圆并抛光并挖出磁针的孔，然后在盘面上画格并书写，并遵循太极拳阴阳八卦二十、四行、天干地支、二十四节气、十二生肖、二十八星座、一周三百六十五天依次排列。 然后将桐油精炼、上油。 最后的关键工序是对钢针进行充磁并安装磁针。 如今，万安指南针已入选第一批国家级非物质文化遗产名录。 然而，指南针在导航中最有用。

秦汉时期，中国已与朝鲜、日本等周边国家进行海上贸易。 隋唐时期，中国还与阿拉伯国家开展海上贸易。 但当时，他们只是依靠识别天上的太阳、月亮和星星来确定航向。 一旦天色阴沉，他们束手无策，只得停下船，等待天晴。 宋代以后，中国的海上交通迅速发展，经常派出大型船队往返于太平洋和印度洋。 这种快速的变化与指南针的广泛使用有关。 北宋《平州科谈》中记载：“船主通地理，夜观星象，白天观日，暗观指南针。” 到了元代，人们无论阴晴天气都已经使用指南针来导航，此时的海上导航也使用指南针针路。 罗盘指针路径是根据航海实践中的记录，将各个地方的指针位置连接起来并标记在海图上。 这使得一路路线一目了然，提高了导航的准确性和可靠性。 明朝的《郑和航海图》从起航的南京出发，一直延伸到东非海岸。 航空地图上记录了500多个地名，并绘制了针线路线。 这反映出，在导航技术中，指南针已经从简单的测向发展到了用于标记路线的阶段。 据明代学者黄升《西洋进贡占领城国》记载：“海上行进之法，以录六十里为更新，以支避浅礁，取海道”。基于针的位置。” 人们根据以往的航海记录、水路的具体情况，如海水的深度、海滩、礁石、水生植物、沙洲、岩石的位置等，用指南针指示航线，绘制具体的导航图。图表。

在远洋船舶上，通常会指定专人在“针室”观察指南针。 这些人被称为“消防队长”。 由于“消防队长”的技术水平关系到船上全体人员的生命安全，因此“消防队长”的选拔要求相当高。 一般“选有驾船经验、习惯出海者为消防队长”（《西域史记》）。 南宋人吴自牧在《孟良录》中写道：“风雨之时，只能靠火掌做的针盘行走，不敢有任何失误，因为船的寿命取决于它。” 罗盘、指南针提供的技术支持，使明代郑和七次大规模下西洋，也保证了哥伦布远航美洲、麦哲伦船队环球航行。 英国科技史专家李约瑟认为，正是由于指南针在航海中的应用，欧洲国家才得以开辟新航线，进而扩大对世界的影响。

西方影响从阿拉伯地区到全世界

中国的指南针于1180年左右由海路传入阿拉伯，后又从阿拉伯传到欧洲。 这一时期，不少阿拉伯人居住在泉州、广州等中国港口城市，对中国的航海技术相当熟悉。 指南针的使用自然地从中国传播到阿拉伯世界。 1230年，阿拉伯人穆罕默德·奥费在他的《故事集》中描述了一条鱼在航行时如何通过用磁铁摩擦找到出路的故事。 这种用磁铁摩擦的鱼，其实就是中国人发明的导盲鱼。 大约一个世纪后，欧洲人开始使用指南针进行导航。 有人认为，意大利南部阿马尔菲的法比奥·焦亚于1302年通过磁针和方位盘的结合发明了用于导航的指南针，但更多人认为他只是对来自中国的指南针进行了改进。 当时的西方罗盘固定在木罗盘上，分为32个方向。

在几个世纪的航海实践中，西方人不断改进指南针。 1560年，意大利数学家卡尔达诺发明了平衡环。 这是一种称为“万能支架”的平面相框。 它由两个铜圆组成。 两个圆的直径略有不同，使得小圆正好内接于大圆，并且两个圆通过枢轴连接。 。

英国指南针和中国指南针

干燥的指南针挂在内圈。 无论船体如何摆动，指南针始终能保持水平位置。 由于圆规的使用，绘制图表的准确性也大大提高。 在指南针传入西方之前，欧洲航海图大多是根据公元2世纪希腊学者托勒密的地理著作绘制的，存在不少错误。 后来，有了更加准确的海图，人们就可以更加准确地计算出船舶的航行时间表和航行位置。 这个时期的海图用墨水在羊皮纸上描绘了港口和海岸线的形状，并在海洋部分描绘了多个指南针。 这些指南针被称为“指南玫瑰”，因为早期航海图上指南针被描绘成玫瑰作为装饰。 从这些绘制在海面上的罗盘中，还有32条放射线（罗盘线）延伸出来，指示方向。

意大利指南针

海图封面上的指南针，16 世纪

19世纪初，随着轮船的出现，由于涡轮的强烈振动和金属船体的磁场干扰，指南针一度失效。 经过不断尝试，制成了液体指南针。 用水和酒精的混合物填充指南针，可以大大减少外部振动对磁针的影响，保持盘面的稳定性。 1876年，改进型汤姆逊罗盘问世，被当时大多数商船采用。 这种指南针的指针是尖的、圆柱形的，悬挂在用丝线薄纸制成的方向标记上。 第一次世界大战后，新的陀螺罗盘逐渐取代了各种老式罗盘。

航海象限和星盘

如今，船舶仍然普遍配备备用传统指南针，但并不用于实际导航。 现在有无线电导航、雷达导航和卫星导航。 无线电导航通过接收沿海导航站的无线电信号来确定船舶的位置。 雷达导航依靠雷达屏幕上目标显示的变化来引导航向。 卫星导航更加准确。 它可以非常准确地指示航行方向，还可以立即指示船舶的位置（经纬度），精度可达一米。 但追根溯源，古代指南针在历史上为无数船只提供指南，至今仍发挥着重要作用。