明万历年间(公元1573~1620年),传教士来华,带来西方的指南针理论、地球学说以及相关科技知识 。受其影响,中国学者开始从新的视角探讨指南针理论问题,在此过程中,阴阳五行的作用不断淡化,力学角度的分析不断增加,但吉尔伯特1600年提出的科学理论连西方学界都没统一,更谈不上入主东土 。传教士中,1658年抵华的比利时耶稣会士南怀仁的指南针理论最系统,但他认为决定磁针指向的是地球的地理南北两极本身,理论仍然局限在古代科学的范围,而不像吉尔伯特认识到地球本身存在一个磁体 。南怀仁理论在中国影响深远,直到19世纪中叶,我国仍有学者用它解释指南针问题 。而此时 , 清末来华的传教士已开始着手把西方近代磁学知识介绍给中国了 。
【磁现象的发现】
先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识 , 在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿 , 即磁石(主要成分是四氧化三铁) 。这些发现很早就被记载下来了 。《管子》的数篇中最早记载了这些发现:“山上有磁石者 , 其下有金铜 。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载 。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也 。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引 。并认为:“石是铁的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了 。”据说秦始皇统一六国后,在咸阳附近修阿房宫,宫中有一座门是用磁石做成,如果有人身穿盔甲 , 暗藏兵器,入宫行刺,就会被磁石门吸住 。这个故事告诉我们,古代劳动人民很早就掌握了磁学知识 。
汉朝以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思 。
【指南针的作用和意义,指南针的意义】既然磁石能吸引铁,那么是否还可以吸引其他金属呢?我们的先民做了许多尝试,发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属,也不能吸引砖瓦之类的物品 。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁,而不能吸引其他物品 。
当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥 。现在人们都知道磁体有两个极,一个称N极,一个称S极 。同性极相互排斥,异性极相互吸引 。那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够察觉到的 。
到了西汉,有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有时两个棋子相互吸引,有时相互排斥 。栾大称其为“斗棋” 。他把这个新奇的玩意献给汉武帝,并当场演示 。汉武帝惊奇不已,龙心大悦,竟封栾大为“五利将军” 。栾大利用磁石的性质,制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝 。
地球也是一个大磁体,它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方 。因此地球表面的磁体 , 可以自由转动时,就会因磁体同性相斥,异性相吸的性质指示南北 。这个道理古人不够明白,但这类现象他们很清楚 。
【指南针的始祖——司南】
指南针的始祖大约出现在战国时期 。它是用天然磁石制成的 。样子象一把汤勺,圆底,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡 , 且可以自由旋转 。当它静止的时候,勺柄就会指向南方 。古人称它为“司南” , 当时的著作《韩非子》中就有:“先王立司南以端朝夕 。”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思 。《鬼谷子》中记载了司南的应用,郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向 。
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