人工磁化法的发明

我国很早就发现了天然磁石能够指示南北的特性，进而掌握了人工磁化技术。这在磁学和地磁学的发展史上是一件大事，也对指南针的应用和发展起了巨大的作用。

人工磁化方法，是我国古代劳动人民通过长期的生产实践和反复多次的试验而发明的，这在磁学和地磁学的发展史上是一个飞跃。

汉武帝好神仙，所以汉武帝一朝涌现出了许多有名的术士。当时有个方士栾大，这个人喜欢说大话，夸海口时连眼睛都不眨。

有一天，栾大和汉武帝说：“我曾经出海神游，和仙人相见。这些仙人身藏仙药，人吃了可以长生不老。”

汉武帝对栾大的话将信将疑。栾大自告奋勇先表演一个小方术，让汉武帝验明正身，开开眼界。

栾大表演的是斗棋。他事先用鸡血、铁屑和磁石掺在一起，捣好后涂在棋子上面。表演的时候，他把棋子摆放在棋盘上，故意念念有词，棋子由于磁力吸引，互相撞击个不停。

不知就里的汉武帝和在场的人看得眼花缭乱，以为有神力驱使，禁不住连声喝彩。遂拜栾大为“五利将军”，并让栾大赶紧去东海向神仙。

焦灼的汉武帝询问栾大何时入海。

栾大不敢冒着生命危险入海，就到泰山做法事去了。

栾大欺骗汉武帝的本领确有独到之处，他能让棋子在磁棒牵引下互相撞击，但同时也说明他对磁铁很有认识的。

其实，栾大斗棋所用的方法，是古书中记载的人工磁化法之一，即“磁粉胶合法”。

古人对于磁铁的认识和利用由来已久，而且掌握了一定的人工磁化法。我国古籍中有关人工磁化法的记载，基本上有3种：磁粉胶合法、地磁感应法和摩擦传磁法。

磁粉胶合法始于汉代。西汉《淮南万毕术》说“慈石提棋”，其做法是用起润滑作用的鸡血磨针，将磨针时所得的鸡血与铁粉混合物中拌入磁石粉末，涂在棋子表面。晾干后摆在棋盘上，会出现棋子相互吸引或相互排斥现象。

很明显，这种棋子已成为人造磁体。

从理论上看，每颗磁石粉末均具有极性，掺入铁屑能大大增强磁畴。将磁粉与铁粉粘在棋子上，放在地磁场中慢慢晾干，在晾干过程中，每个磁石与铁的小颗粒必循着地球磁感应线作有规则的排列，棋子会显极性，它能与磁石相吸或相斥。

南宋时期庄绰在《鸡肋篇》就曾写道：“捣磁石错铁末，以胶涂瓢中各半边”，“以二瓢为试，置之相去一二尺，而跳跃相就，上下宛转不止。”

明代方以智也记载过类似的事。结合起来看，古代也许确实使用磁粉胶合法制成了人造磁体。

地磁感应法最典型的应用就是北宋《武经总要》所记述的制指南鱼法。这个关于地磁感应法，是世界上人工磁化方法的最早实践。

这一方法的原理是：首先把铁叶鱼烧红，让铁鱼内部的分子能动增加，从而使分子磁畴从原先的固定状态变为运动状态。

其次，铁鱼入水冷却时必须取南北方向，这时铁鱼就被磁化了。现在分析起来是很有道理的。因为这样使鱼更加接近地磁场方向，最大限度地利用地磁感应。可见在这里已经意识到地磁倾角的存在。

再次，“蘸水盆中，没尾数分则止”，使它迅速冷却，把分子磁畴的规则排列固定下来，同时也是淬火过程。

最后，指南鱼不用时要放在一个铁制的密闭盒中，以形成闭合磁路，避免失磁，或者顺着一定方向放在天然磁石旁边，继续磁化。

这称磁化法完全是凭经验得来的，但是它是磁学和地磁学发展的重要一环，比欧洲用同样磁化方法早了400多年。

利用地磁场进行人工磁化所得到的磁性还是比较低的，这就限制了这种人工磁体的实用价值。后来，人们又发明了摩擦传磁法。这种人造磁体的方法最早见于北宋沈括所著的《梦溪笔谈》。

沈括《梦溪笔谈》说道：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”意思是说，专门研究物理的人用磁石摩擦针锋，能够使铁针带上磁性。

这种方法，简便易行，它的发现与推广，对于磁体的获得与应用，首先是指南针的生产、应用，起重大的作用，其价值是无可估量的。

在现代电磁铁出现以前，几乎所有的指南针都是用这种方法制成的。就是在今天这种方法仍然有人使用。

在西方，直至1200年古约特才记载了利用天然磁石摩擦铁针制作的指南针的方法，比北宋时期沈括的记载晚了一个多世纪。

由于对磁体性质认识的深化和人造磁体的发明，使得磁体的应用成为可能。古代对于磁体的用途是相当广泛的，除我们磁指南器外，磁体也被用到军事上去。

西晋武帝时，鲜卑首领秃发树机能攻陷凉州，致使河西地区与中原朝廷断绝联系，晋代朝廷震动。晋武帝力排群臣非议，遂诏命名将马隆为讨虏护军、武威太守。

马隆受命后，立即招募强弩勇士3500人。随即西渡温水，迎击秃发树机能。

马隆于道路两旁堆积磁石，吸阻身着铁铠的秃发树机能部众，使其难以行进。而晋军均被犀甲，进退自如。敌人大为震惊，以为晋军为神兵。

马隆军转战千余里，杀秃发树机能，凉州遂告平定。晋武帝大喜，加封马隆为宣威将军、假节。

马隆以磁石吸阻披甲敌军是否属实，当然还要研究，但至少可以当做设计思想来看。

在生产上，磁体被用于制陶、制药等工艺中，以吸去掺在原料中的铁屑，保证产品的纯净洁白。

我国是世界上采用磁疗治病最早的国家。公元前180年，汉代史学家司马迁在《史记·扁鹊仓公列传》中记载：“齐王侍医遂病，自炼五石服之，口中热不溲者，不可服五石。”其中的“五石”是指磁石、雄黄、曾青、丹砂和白矶。

东汉时期《神农本草经》一书也载有“磁石味辛性寒，主周痹、风湿、肢节肿痛，不可持物。”

南北朝陶弘景认为磁石有“养肾脏，强骨气，益肾除烦，通关节，消痈肿”等治疗作用。

唐代医家孙思邈在《备急千金要方》载有治金疮用“磁石捣末敷之，止痛断血”。

明代医家李时珍《本草纲目》中对用磁石治病也做了比较全面和详尽的记载。

磁石也用在中医手术里。晋代道教学者葛洪曾经提到，当小儿吞针入腹时，可用一块枣核般大的磁石磨光穿以丝线，让小儿吞下，可将铁针吸出。这种治疗小儿误吞针的方法后世多有采用。这些都是磁体物理性质的应用。

以上史实说明，我国古代在认识和应用磁石方面，相当长的一段时间里，是走在世界前列的。

[旁注]

栾大　（？～公元前112年），汉武帝时期胶东王刘寄宫中的药剂师，和文成将军少翁拜同一个老师学习方术。经人推荐至汉武帝处，后巧言欺骗汉武帝任其重任。后在完成汉武帝交代之事时露出马脚，被腰斩。

磁畴　是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内部包含大量原子，这些原子的磁矩都像一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同，各个磁畴之间的交界面称为“磁畴壁”。只有当磁性材料被磁化以后，磁性材料才能对外显示出磁性。

《鸡肋篇》　北宋末年庄绰所撰考据辨证类笔记。此书收集了唐宋时期孙思邈、王惟一、石藏用、叶元善、潘琪以及僧仲等6位医家取膏肓俞的数十种方法，图文并茂，并附以本人见解。这是我国古代最早的一本专门研究俞穴的著作。

指南鱼　是北宋初期用于指示方位和辨别方向的一种器械。用一块薄薄的钢片做成，形状很像一条鱼，鱼的肚皮部分凹下去一些，它像小船一样，可以浮在水面上。如果要它指南，还必须再用人工传磁的办法，使它变成磁铁，具有磁性。

方家　“大方之家”的简称，本义是道术修养深厚精湛的人，后多指饱学之士或精通某种学问、技艺的人。也就是专家、大师、大家之类的意思。“贻笑大方”就是请教、学习的意思，其中的“大方”，指的就是“大方之家”，即“方家”。

马隆　西晋名将、兵器革新家，因率兵攻灭祸乱多年的鲜卑秃发树机能而一举成名，曾经令晋军披皮甲，于道旁累磁石干扰身裹铁甲的鲜卑人行动，如此且战且进，不断获胜。随后在凉州镇守10多年。官至平虏护军、西平太守，授东羌校尉，封奉高县侯。

葛洪　（284年～364年或343年）。东晋道教学者、著名炼丹家、医药学家。他曾受封为关内侯，后隐居罗浮山炼丹。著有《神仙传》、《抱朴子》、《肘后备急方》、《西京杂记》等。

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太阳黑子是一种宇宙磁现象。宇宙磁现象所涉及的空间范围和时间尺度都远超过地球，其中就包括太阳释放黑子这一磁活动。我国古代对太阳黑子的观测和记载走在了世界前列，为世界天文事业的发展作出了卓越贡献。

我国先人早已发现了太阳黑子，并对太阳黑子的活动情况进行了记载。根据我国研究人员收集与整理，自公元前165年至1643年，史书中观测黑子记录为127次。这些古代观测资料为今人研究太阳活动提供了极为珍贵、翔实可靠的资料。