司南的发明及运用

古人把磁石比喻为“慈母”,后人则称它为“吸铁石”或“磁铁”。磁铁的用途很广,早在战国时,就已被人用来做一种指示方向的仪器司南了。

司南是用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西,放在一个光滑的盘上,盘上刻着方位,利用磁铁指南的作用,可以辨别方向,是现在所用指南针的始祖。

相传在4000多年前,在北方中原地区,黄帝和蚩尤发生“涿鹿之战”,战斗持续了半年没有分出胜负。

应该说,黄帝在这场战斗中能够取胜,因为他的部落是一个比较强大的部落,而且他代表着正义。

但是,每当战斗即将胜利之时,总是有大雾迷漫四周山野,让人辨不出方向,所以总是前功尽弃。黄帝决定派人探个究竟,这雾到底是怎么引起的。

于是派一个重要将领随自己上山,侦察蚩尤部落的动静。

黄帝等人到了山上后,各处山谷里晚霞即将落山,雾悄然弥漫山头,好像一个恶灵,寻找安息之处,缓缓飘来。只见浪潮起伏,互相追逐,犹如险恶的海面上的波涛,慢慢封闭了所有景物。

就在黄帝准备命令返营时,身边的大将突然发现了一个奇迹。

黄帝随着大将手指的方向望去,只见在蚩尤的大营中,蚩尤正坐在祭坛上,徐徐作雾,雾从他的口中吐出,飞出营外,萦绕着山川原野。

黄帝这才想起这不是自然界之雾,如想破掉雾,必须造出一样东西,使人能够辨别方向,然后才可一举破之。

黄帝回营后,立即吩咐能工巧匠造指南车,让指南车认出方向。

在指南车造好后的一个黄昏,黄帝率领部落,大举进攻蚩尤。

这时蚩尤再作雾已不灵了,黄帝部落在指南车的指引下,在迷雾中大败蚩尤,结果蚩尤残败,黄帝大胜。

在这个传说中,指南车之说是否确切,还有待考证。然而,利用磁铁的特性制造指南针,却是我国人最早发明的。指南针的发明可以追溯至周代,距今已有2500年至3000年的历史。

大约在春秋战国时代,我国人就已经发现了磁石和它的吸铁性。《韩非子·有度篇》记载:

先王立司南以端朝夕。

这里的“先王”是周王,“司南”就是指南针,“端朝夕”是正四方的意思,是指指南针的用途。

春秋时齐国著名政治家管仲在他所著的《管子》一书中有这样记载:“上有慈石者,下有铜金。”

“慈石”就是磁石,“铜金”就是一种铁矿。可见至少在2600年前的管仲时期,就已经知道磁石的存在,并已掌握了磁石能够吸铁这一性能了。

磁石有两个特性,一是吸铁性;二是指极性。也就是说磁石有两极,能够指示南北。磁石的吸铁特性战国时代的先民都已发现,而发现磁石的指极性欧洲则比我国晚得多。

磁石能指示南北的特性,不太容易被发现。因为一般情况下磁力小、摩擦力大,磁石两极不能自由旋转到南北向。

我国在战国时代最早发现了磁石的指极性,并利用磁石能指示方向的性能,制成指南工具司南。司南是我国也是世界上最早的指南针。

司南是用天然磁石制成的,样子像一把汤勺,圆底,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡,而且可以自由旋转。当它静止的时候,勺柄就会指向南方。

春秋时代,人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具,因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。

东汉时期思想家王充在他的著作《论衡》中,对司南的形状和用法做了明确的记录。

司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型,勺柄指南极,并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中。勺置于光滑的地盘之中,地盘外方内圆,四周刻有干支四维,合成24向。

这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象,积累了大量的知识和经验,经过长期的研究才完成的。

据史载,司南出现后,有人到山中去采玉,怕迷失路途,就随身带有司南,以辨方向。

司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。但司南也有许多缺陷,天然磁体不易找到,在加工时容易因打击、受热而失磁,所以司南的磁性比较弱,同时,司南与地盘接触处要非常光滑,否则会因转动摩擦阻力过大,而难于旋转,无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量,携带很不方便,这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。

[旁注]

涿鹿之战 指的是距今约4600余年前,黄帝部族联合炎帝部族,与东夷集团中的蚩尤部族在今河北省涿县一带所进行的一场大战。“战争”的目的,是双方为了争夺适于牧放和浅耕的中原地带。涿鹿之战对于古代华夏族由野蛮时代向文明时代的转变产生过重大的影响。

管仲 (公元前725年~公元前645年)东周春秋时代齐国的政治家,哲学家,军事家,谥“敬”。管仲经好友鲍叔牙力荐,为齐国上卿,辅佐齐桓公成为春秋时期第一霸主,有“春秋第一相”之誉。

王充 (27年~约97年)年少时就成了孤儿,乡里人都称赞他孝顺。喜欢博览群书,但是不死记章句。后来到京城,到中央最高学府太学里学习,拜扶风人班彪为师。《论衡》是王充的代表作品,也是我国历史上一部不朽的无神论著作。

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王充是个学识超群的大学问家。

有一天路过街头,见一个道人盘腿而坐,面前放着一尊金佛,黄绫上写着“如来算命”4个字。那道人口里还念念有词。于是决定戳破这个骗局。

第二天王充带了个泥塑金像找到那个老道,佯笑说:“请试试这个如来菩萨灵不灵。”老道一愣,慌忙拿起那尊小金佛溜了。

原来,老道的佛像是铁制的,金戒尺则一头是铁,一头是磁石。如要佛像点头,便握铁质的一端,使磁石的一端在佛像头部绕动,则像头随尺而动。