產(chǎn)生背景

地球是一個大磁體,。地球的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。地球表面的磁體,，當(dāng)可以自由轉(zhuǎn)動時,，就會因磁體同性相斥、異性相吸的性質(zhì)指示南北——這個道理,，古人不夠明白,；但這類現(xiàn)象，古人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),。

磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

先秦時代的中國勞動人民已經(jīng)積累了對磁現(xiàn)象的認(rèn)識,，在探尋鐵礦的時候，常常遇到磁鐵礦,，即磁石（主要成分是四氧化三鐵——化學(xué)式Fe3O4,，別名氧化鐵黑、磁鐵,、吸鐵石,，為具有磁性的黑色晶體，故又稱為磁性氧化鐵）,?！豆茏印返臄?shù)篇中早已記載了這些發(fā)現(xiàn)：“山上又磁石者，其下有金銅,。”《山海經(jīng)》中也有類似的記載,。磁石的吸鐵特性很早被人發(fā)現(xiàn),，《呂氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招鐵，或引之也,?！惫湃朔Q“磁”為“慈”。古人把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引,。并認(rèn)為：“石是鐵的母親,，但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女,，不慈的石頭就不能吸引了,。”漢以前古人把磁石寫成“慈石”,，是慈愛石頭的表達(dá),。到了西漢,，有一個名叫欒大的方士，他利用磁石的特性做了兩個棋子的東西,，通過調(diào)整兩個棋子極性的相互位置,，有時兩個棋子相互吸引，有時相互排斥,。欒大稱其為“斗棋”,。他把這個新奇的玩意獻(xiàn)給漢武帝，并當(dāng)場演示,。漢武帝驚奇不已,，龍心大悅，竟封欒大為“五利將軍”,。

李約瑟的觀點(diǎn),，他在《中國對航海羅盤研制的貢獻(xiàn)》一文，有明確的闡述,。他從《古今注》,、《管氏地理指蒙》、《九天玄女青囊海角經(jīng)》等書的記載中推測出如下結(jié)論：“磁石指向性轉(zhuǎn)移到它吸過的鐵塊的發(fā)現(xiàn)在中國大約在一世紀(jì)到六世紀(jì),。在十一世紀(jì)以前的某個時期就已發(fā)現(xiàn),，不僅可以用鐵塊在磁石上磨擦產(chǎn)生磁化現(xiàn)象；而且還可以用燒紅的鐵片,，經(jīng)過居里點(diǎn)(CuriePoint),，冷卻或淬火而得到磁化，操作時,，鐵片保持南北方向,。

發(fā)明歷史

戰(zhàn)國時期

據(jù)《古礦錄》記載最早出現(xiàn)于戰(zhàn)國時期的磁山一帶。指南針的前身是中國古代四大發(fā)明之一的司南,。

據(jù)1982年3月,，《光明日報》報道：磁山（在今河北省邯鄲市武安）是我國四大發(fā)明之一指南針的發(fā)源地。據(jù)《古礦錄》記載：《明史地理志》稱：“磁州武安縣西南有磁山,，產(chǎn)磁鐵石,。” 又《明一統(tǒng)治》稱：“磁州武安縣西南有磁山,，產(chǎn)磁鐵石,。” 又《古礦錄》記載：《明一統(tǒng)治》稱：磁山,，在縣西南30里,，土產(chǎn)礦石，州名取此。磁山,，指南針的故鄉(xiāng),。

典籍記載有關(guān)指南針的事情和典籍作者，全都在古代邯鄲為中心的燕趙文化區(qū)域內(nèi),；在可考典籍范圍內(nèi)記載的中國古代指南針,，全都是用天然磁石磨制而成； 且根據(jù)先秦典籍記載,，產(chǎn)天然磁石的只有武安磁山（今河北省邯鄲市武安）,。在春秋戰(zhàn)國時期有可能制造司南的地方，只能在以邯鄲為中心的燕趙文化區(qū)域內(nèi),，武安極有可能就是指南針的故鄉(xiāng),。

觀點(diǎn)之一

王振鐸的相關(guān)觀點(diǎn)，指南針的發(fā)明至早不逾于宋代,，此種觀點(diǎn)在其一系列的研究成果都有所體現(xiàn),。如在《司南、指南針與羅經(jīng)盤(上)》一文中所述：“自周末至李唐,，古人所稱述之‘司南’或稱‘指南’為一種辨別方向之儀器,，其物便于攜帶及測驗(yàn)，宛如指南針之用矣,。王振鐸認(rèn)為在唐朝已經(jīng)出現(xiàn)了便于攜帶的類指南針儀器,，但絕不是指南針。王振鐸把此種物件看作是指南針的過渡形式,。王振鐸未明確論斷指南針發(fā)明的具體時問,，由于缺乏材料，出于科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性方面考慮,，所以未輕易論斷,。他在《司南、指南針與羅經(jīng)盤(中)》中說：“(指南)魚法固早于(指南)針法約半個世紀(jì),，然此二者先后相互之關(guān)系,，仍有待史證之發(fā)現(xiàn)而說明也?！闭窃诖饲闆r下說的。另外,，在同一篇論文中又說：“中國古代,，藉縫紉之鋼針，經(jīng)人工傳磁,，而成人造磁體之指南針,，其史證之發(fā)現(xiàn)，至今尚未見有早于十一世紀(jì)以前者?！边@是以北宋時沈括《夢溪筆談·雜志一》與《夢溪筆談補(bǔ)》為根據(jù)而加以論斷的,。這兩篇文章中記載了此種人工傳磁而成人造磁體的指南針。另外王振鐸在此篇文章中批判了英人維烈亞力(Alexanderwylie)所著《中國研究》中所指的唐朝僧一行已經(jīng)注意到了磁針?biāo)阜较蚺c北極之差的錯誤理解,。最后鄭重地提出論斷：“按中國磁針偏向之記載,，尚未發(fā)現(xiàn)史證有早逾《夢溪筆談》者，存中記其‘微偏東’,，寇宗爽記謂‘偏東’,，即指磁針之偏角而言?！边@便是王振鐸由于材料所謂限制而不能對中國磁偏角的發(fā)現(xiàn)時間有一個確切的認(rèn)識,。關(guān)于指南針的發(fā)明時代，王振鐸只是給出了一個大致的推測,，在《司南,、指南針與羅經(jīng)盤(中)》中，王振鐸說：“指南針之發(fā)明時代,，以《萍洲可談》海舶用磁針及沈括謂方家制磁針,，信其創(chuàng)始必早?！敝改厢樀陌l(fā)明應(yīng)當(dāng)是一個很漫長的時間中,，慢慢地改進(jìn)的結(jié)果，而不同時期的形式,，也應(yīng)以不同的形式出現(xiàn),，王先生也只能給出一個時間區(qū)間。

觀點(diǎn)之二

李約瑟的觀點(diǎn),，順序的磁偏角,，先向東后偏西，體現(xiàn)在中國堪輿羅盤的設(shè)計的同心圓,，這些同心圓一直存留至當(dāng)代,。勿容置疑，磁羅盤在中國用于堪輿目的很久以后,，才被用于航海,。但是航海羅盤確是中國人的發(fā)明，它可能發(fā)生在十一世紀(jì)以前的某個時期或更早的時期,?！崩罴s瑟在此段中對指南針，磁偏角,、羅盤等問題論述的清楚,，雖然有些論斷過于武斷,，但是對中國指南針的發(fā)明問題，做出了一個總結(jié)性的論斷,。

潘吉星先生在王振鐸先生與李約瑟先生研究的基礎(chǔ)之上加以總結(jié),，但可以明顯看出他比較同意李先生的觀點(diǎn)，對于李約瑟先生所提到的幾個材料在《中國古代四大發(fā)明——源流外傳及世界影響》一書作了詳細(xì)地論述與闡述,。但同時也和李約瑟先生一樣,，在有些問題上過于武斷，明顯的證據(jù)不足,，讓人難以信服,。

如他在書中所述：“但從司南儀到指南針中間經(jīng)歷了幾個技術(shù)過渡，這些過渡發(fā)生在魏晉南北朝至唐代,?！彼@種論斷性的結(jié)論沒有太多的材料支持。但此結(jié)論在大體上是沒有錯的,。潘吉星先生和李約瑟先生一樣把崔豹《古今注》中的“蝌蚪,，蝦蟆，(青蛙)子也,，一名懸針,，一名玄魚?！弊鳛椤皬纳椎结槨钡倪^渡來看,。他說：“將在空中的磁針與方位盤配合，在晉南北朝曾經(jīng)用過,，確能指南,，從而實(shí)現(xiàn)了李約瑟先生說的from the spoon to the needle(從勺到針)的過渡?！迸思窍壬谕槐緯幸矊λ_盤的出現(xiàn)時問做出了論斷,。他說：“有證據(jù)顯示，9世紀(jì)唐代堪輿羅盤制造者已經(jīng)做出了這決定性的一步,?！痹谕豁撝校僖淮螐?qiáng)調(diào)說：“晉南北朝開始對司南作技術(shù)改進(jìn),，而在唐代后期完成從司南向羅盤的轉(zhuǎn)變,，北宋人享受這些技術(shù)成果并使之發(fā)揚(yáng)，歷史的發(fā)展脈絡(luò)應(yīng)是如此,?！边M(jìn)一步對指南針的發(fā)展脈絡(luò)做出了闡述。潘吉星在李約瑟先生研究的基礎(chǔ)之上,，吸收了王振鐸先生的部分觀點(diǎn),，對指南針的發(fā)明時間與過程重新作了一個界定，雖然依然有部分不妥之處,，但總體來說,，是科技史上的一個進(jìn)步。麗另外一些學(xué)者,，或是沒有新材料而做出驚人的論斷,，或是材料不足，僅憑某一材料片段做出新的論斷,，但總體來說均未能讓眾人信服,，影響亦不是很大?！倍阎改厢樒鹪凑摂嘤谔拼?。姑且不論此論斷的正確與否，單依此材料根本不能得出此種論斷,。

觀點(diǎn)之三

在成都民間收藏族的藏品中,，發(fā)現(xiàn)了一件極具學(xué)術(shù)研究價值的玉(石)器，它是由七塊玉(石)板拼接而成,，正面是圖形,，反面是古文字，特別是在第4塊玉(石)板上的中間,，有一個圓形圖案,，其上放置了一個類似半個“地球”的東西。在這個“地球”的頂部(北極)有一個直徑4cm的小洞,，其中插有一支玉(石)的指南針,，在圓形圖案上還有“東”、“南”,、“西”,、“北”四個古文字。依據(jù)現(xiàn)有學(xué)科專業(yè)知識分析,，這四個古文字與我們今天在進(jìn)行地質(zhì)填圖時所使用的羅盤上的“東”,、“南”、“西”,、“北”的方位字一樣,，除東字外，其余“南”,、“西”,、“北”三個字均與甲骨文不同。在三星堆玉(石)器上發(fā)現(xiàn)指南針很重要,，那種認(rèn)為指南針最早出現(xiàn)在春秋戰(zhàn)國時代的觀點(diǎn)由此會被徹底推翻,，文獻(xiàn)中曾提及的黃帝發(fā)明指南車一事,，但至今只是推測，未見考古實(shí)物,，而三星堆地區(qū)玉(石)器上指南針的發(fā)現(xiàn)把中國指南針的發(fā)現(xiàn)史推到了伏羲時代,。三星堆發(fā)現(xiàn)的指南針是玉(石)的，不會轉(zhuǎn)動,，是象征性的,。

指南詞義

“指南”的詞義有指導(dǎo)或準(zhǔn)則之意，而“指南”來源于“司南”,，兩者僅一音之轉(zhuǎn),。在漢至唐的文獻(xiàn)中，讀者可讀到諸如“事之司南”,、“文之司南”以及人之司南等詞語,。唐代以后，在社會科學(xué)中,，“司南”一詞完全為“指南”所取代,。唐代以后，“司南”（磁勺）奇跡般地銷聲匿跡,，因是磁針已經(jīng)問世,。

磁子午線

磁子午線隨一年四季的變化而變化。其一,，在春分,，秋分這天，磁子午線與子午線,，以及地球的經(jīng)線三線重合,，指南針直指地球的南北方向極點(diǎn)，誤差只有0,。08°地軸偏心率,，可以忽略不計。其二,，在夏至,，冬至這天，磁子午線和子午線是不重合的并且偏磁角最大,，最大偏差量為正負(fù)23,。26°，也就是說在地球南北極附近偏磁點(diǎn)最大,，用地球的周長除以365°角在正負(fù)23°,，等于偏磁極點(diǎn)對應(yīng)南北極點(diǎn)的距離(正負(fù)弧度公里)。