- 01罗盘
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由于磁性指向工具常常被置于一个标有方位的地盘之上，因此早期指南针也被称为“罗盘” 。
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【中国早期的指南针也被称为什么？】今天的社会生活也许不会让人感到指南针的必要性 。但正是在指南针的指引下，欧洲新兴的资产阶级在海外开辟了一个又一个贸易市场，使近代世界联成一体 。正是在指南针的指引下，哥伦布发现了美洲大陆，大大开阔了欧洲人的视野 。航行需要辨向，但在茫茫的大海上、在一望无际的大沙漠中、在人迹罕至的深山老林里，人们只能凭太阳和北极星辨向 。若是乌云遮住了星空和太阳，人们就会手足无措 。古代中国人发明的指南针解决了这一问题，尤其为海上远航创造了条件 。
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远古时期中国有所谓“指南车”，它通过齿轮传动使运动车子上某物保持固定指向 。指南车纯粹是一种机械装置，与指南针没有什么关系（除了均为指向工具外） 。指南针的基本原理是磁针的指极性 。中国人早在公元前3世纪的战国时期就已认识到这一点 。《韩非子·有度》中提到“先王立司南以端朝夕”，表明那时已经有了磁性指向工具，而且被称为“司南” 。公元1世纪初东汉王充在《论衡》中有关于司南的详细记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南 。”表明司南的形状象一把汤匙，有一根长柄和光滑的圆底 。司南由磁石制成，静止时长柄所指方向为南方 。司南可能是最早期的指南针 。由于磁性指向工具常常被置于一个标有方位的地盘之上，因此早期指南针也被称为“罗盘” 。
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天然磁石在强烈震动和高温时容易失去磁性，而司南与地盘接触的摩擦力又太大，所以指向效果并不很好 。在司南之后，人们又进一步探索性能更稳定、携带更方便的磁性指向工具 。公元1044年左右，北宋曾公亮和丁度在他们的军事著作《武经总要》中提到了指南鱼 。这是一种用人造磁钢片做成的鱼形指向标 。磁鱼是这样制造的：先用高温使铁片内部磁畴激活，置于地磁场中排序，再迅速冷却使磁畴的有序排列固定 。这种方法很符合物理学规律，但所得磁性较弱 。指南鱼浮在水上，可以自由转动 。
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指南针的制造技术在沈括（1031－1095）的《梦溪笔谈》中最早得到系统阐述 。沈括指出，在磁石上磨过的小铁针具有较稳固的磁性，因此应采用这种人造磁针代替了天然磁石制造指向工具 。沈括讨论了磁针装置的四种方法，即“水浮”、置“指爪”、置“碗唇”、“缕悬” 。他认为，“水浮”法虽应用较广，但“水浮多荡摇”是一重大缺陷 。置“指爪”和“碗唇”方法是指将磁针放在指甲或碗边，这样做虽然摩擦力很小，但太不稳定 。只有“缕悬”法是比较好的 。它是用细线将磁针悬吊，在无风的地方指向效果很好 。南宋时期的陈元靓在其《事林广记》中介绍了他制造的指南龟：木刻的指南龟内部装上磁石，底部用一根极尖的竹针支撑，使其可以自由转动 。这种指南龟日后发展成旱罗盘 。
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