课堂之外 从“指南车”到“指南针”

星期天，大虎和小阳约好了去爬山，妈妈给小阳准备了矿泉水和面包，爸爸给小阳准备了一根登山杖和一个指南针。小阳第一次使用指南针，又兴奋又好奇，不停地问爸爸：“指南针是中国的四大发明之一，它到底是什么时候发明出来的呢？为什么要发明指南针呢？”

指南车

相传在4000多年前，黄帝与蚩尤大战于涿鹿之野，双方交战半年都没分出胜负，后来，黄帝让能工巧匠发明了“指南车”，可以用来在大雾弥漫的天气下准确辨别方向。黄帝部落在指南车的指引下，在迷雾中大败蚩尤。这可能是“指南针”最早的模型了。但是，后人根据古书的记载，多次想重新制作“指南车”，却一直没有成功，所以也有人怀疑“指南车”可能只是个传说。

司南

战国时期，我们的祖先就已经发现了磁石的指极性，并利用磁石能指示南北的性能，制作了指南工具——司南。《韩非子·有度篇》里记载有“先王立司南以端朝夕”，这里的“先王”是周王，“司南”就是指南工具，“端朝夕”是正四方的意思，可见周王已经了解了司南的用途。在古代文献里，记载有郑人到远处采玉要带上司南，以免迷失方向。

指南鱼

我们的祖先用磁石制造了司南，但磁石上的磁极不容易找准，而且在琢制勺的过程中，磁石受到震动，会失去一部分磁性，另外司南的体积比较大，使用时底盘必须放平，因此，我们的祖先在发明了司南之后，又不断改进指南工具。后来我们聪明的祖先又设计出了一种新的指南工具——指南鱼。指南鱼可不是真的鱼，它是一条钢片鱼，古人把烧红的钢片沿着地球磁场的方向冷却，这条鱼就有了极性，成了一条指南鱼。

指南针

由于指南鱼的磁性很弱，古人渐渐觉得指南鱼的指南效果仍然不理想。能不能有一种更理想的指南工具来代替指南鱼呢？古人继续不断地摸索。后来，又有人发明了用钢针来指南，这种磁化的小钢针可算是世界上最早制成的指南“针”了。

北宋时期，中国许多重大的科学发明，比如，活字印刷、指南针等都是借助于沈括的记载而得以流传的。指南针能指南，但必须为它创造一个可以自由转动的条件。沈括在《梦溪笔谈》一书中，提到了指南针的几种用法。

水浮法：把磁针放在有水的碗里，让它浮在水面上，指示南北方向。

指甲旋定法：把磁针放在手指甲上让它轻轻转动后来定向。

碗唇旋定法：把磁针放在光滑的碗边通过旋转磁针来定向。

缕悬法：在磁针的中部涂一点点蜡，用一根细丝线沾上蜡后，悬挂于空中指南。这种悬挂式指南针，必须在无风处使用，但使用起来比较方便。

沈括在九百多年前提出的这四种方法，至今仍然有实用价值，如现代的磁变仪、磁力仪的设计便是采用了缕悬法原理；航海中使用的重要仪表罗盘，是根据水浮法这一原理设计而成的。

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