前面两篇文章我们详细介绍了,我国古代四大发明的其中两个。分别是造纸术和印刷术。这两个发明像兄弟一样,相辅相成,有利于世界科技文化知识的传播,共同推动了世界历史文化进程。我们中国作为四大文明古国之一,影响世界的不仅仅有文化传媒的方式方法。我们对世界航海史发展、推动世界地理大发现、开启全球大航海时代,同样做出了巨大的贡献。
中国古代四大发明
而促成这一切发展的,便是我们今天要讲的发明---指南针。
讲指南针之前,我先给大家讲讲另外一个古代伟大的发明---指南车。二者工作原理不能说没有关系,只能说他们毫不相关。
指南车
相传远古时代,华夏部落黄帝对九黎部落蚩尤作战。蚩尤作大雾,黄帝造指南车为士兵领路,但这不过是一种传说。根据历史文献记载,三国时代的发明家马钧曾经制造过这种指南车,可惜后来失传了。公元417年东晋大将刘裕(也就是后来宋朝的开国皇帝)进军至长安时,曾获得后秦统治者姚兴的一辆旧指南车,车子里面的机械已经散失,车子行走时,只能由人来转动木人的手,使它指向南方。后来齐高帝萧道成就令祖冲之仿制。
祖冲之发明的指南车
它与指南针利用地磁效应不同,它不用磁性。指南车利是用齿轮传动指明方向的一种简单机械装置。它是靠人力来带动两轮的指南车行走,从而带动车内的木制齿轮转动,来传递转向时两个车轮的差动,再来带动车上的指向木人与车转向的方向相反角度相同,使车上的木人指示方向,不论车子转向何方,木人的手始终指向指南车出发时设置木人指示的方向,“车虽回运而手常指南”。
而指南针的工作原理,其实相对来说更为简单。中学物理学过,地球相当于一个大磁铁,在地球的南北两极附近存在地磁两极。这两磁极和地理上的两极有一个磁偏角,并不是正好吻合的。地球表面的磁体,当可以自由转动时,就会因磁体异性相吸、同性相斥的原理指示出南北。这个原理,古人还没了解到,但这类现象,古人已经发现。
先秦时期,铁器开始出现在生产生活中。在探寻铁矿的时候,常常遇到磁铁矿。磁铁矿成分是四氧化三铁——化学式Fe3O4,别名氧化铁黑、磁铁、吸铁石,它是具有磁性的黑色晶体,故又称为磁性氧化铁。《管子》的数篇中早已记载了这些发现:“山上有磁石者,其下有金铜。”《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也。”汉以前古人把磁石写成“慈石”,古人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”。这也是今天磁铁名字由来的原因。