汉代中国使用磁石导航测向技术已初具雏形，并已懂得磁石指极的物理属性 。东汉思想家王充在《论衡·乱龙篇》中云：“顿牟掇芥，磁石引针 。”可见，人工磁化现象已经被汉代人认识与利用 。刘安等在《淮南子·览冥训》中记载：“若以慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣 。”又曰：“慈石能引铁，及其于铜则不行也 。”这说明，汉代已经懂得磁石引铁而不吸其他物质的物理属性 。
英国的罗伯特·K.G.坦普尔在《中国的创造精神：中国的100个世界第一》中曾转引了中国一幅大约114年的汉画像，画像中刻画的是一位汉代巫师正在俯视勺形指南针 。在武威，曾出土过汉代用于定位的栻盘，即堪舆家所使用的定位罗盘 。王充在《论衡》中云：“司南之杓，投之于地，其柢指南 。”这里的“司南之杓”，即天然磁石指极杓，“投之于地”之“地”或为栻卜用的地盘 。

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汉代巫师俯视勺形指南针的画像 。图/《匠心致远：影响全球文明的中华工匠技术》
磁石罗盘技术的发展促进了中国古代造船技术趋向发达，也为海上丝路贸易提供了重要的技术条件 。1974年，考古人员在广州中山四路发现秦汉时期的“造船遗址”，其中1号船台滑板长达188米以上，中宽1.8米，由此可推断造船载重在25~30吨左右，这明显表明秦汉时期广州造船技术已经相当发达 。同时，航海技术也表现在航海测绘以及海上导航知识上 。到唐代，《海岛算经》一书表明中国古代已经初步掌握了海洋基本测绘方法 。晚唐时堪舆家卜应天的《雪心赋》有“子午针正”的记载，可见磁石指南针的发明不晚于8世纪 。
先进的航海磁石司南装置是宋代科学技术进步的标志性仪器
直至北宋年间，人工发明与制造的天然磁石才广泛运用于航海活动 。北宋初年的燕肃（961—1040）在《海潮论》中记载，在宋代不仅有陆上“指南车”，还有海航“指南针” 。《梦粱录》曰：“风雨晦冥时，惟凭针盘而行，乃火长掌之，毫厘不敢差误，盖一舟人命所系也 。”这里的“针盘”，即磁石罗盘针 。沈括（1036—1095）在《梦溪笔谈》中也提及用磁针罗盘定方位的方法，如“缕悬法”“水浮法”“指甲法”“碗唇法”等 。1044年曾公亮编撰《武经总要》记载了用以辨别方向的“指南车”或“指南鱼” 。

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电影《黄金罗盘》（2007）剧照 。
1116年寇宗奭在《本草衍义》中记载有“针横灯心”的水罗盘 。北宋时期，《萍洲可谈》（1119）曰：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针 。”说明中国在12世纪初已经开始懂得海洋测绘以及学会运用天体和指南针在海上导航的技术 。在宋代，我国已经开始学会制造磁体进行导航测向 。
到了元符年间（1098—1100），中国海船已普遍安装磁体司南装置，即罗盘指南针 。宋人将磁针与司南装置组成一个罗盘指南仪器，它不仅为磁石指南针本身的应用发展提供了基础，更揭开了我国乃至世界远洋航海事业的新篇章 。这种磁石指南仪器在古代的称谓很多，有地罗经盘、子午盘、定盘针、针盘等 。宋代的磁石罗盘针用于远洋航海导航，为航海测定方位提供可靠的技术工具，也为海上丝路贸易提供重要的技术支持 。
宋末元初周达观的《真腊风土记》记载：“自温州开洋，行丁未针，历闽、广海外诸州港口，过七洲洋，经交趾洋，到占城 。又自占城顺风可半月到真蒲，乃其境也 。又自真蒲行坤申针，过昆仑洋，入港 。”这里的“行丁未针”或“行坤申针”也是指宋元时期航海磁石罗盘，也说明宋代的罗盘与指南针走向合一 。

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