【郑重声明：原创非首发，首发于公众号】
【本篇主题】司南是人类最早的磁性指南仪器
虽然中国早期先民很早就发明了指南车这种可以指引方向的装置，但是一来指南车装备过于复杂，制造和维护不方便，二来指南车是依靠两轮之间的差动来工作，容易产生偏差。
因此，人们在实践中发现，需要一种更先进、更有效的装置来指引方向。
到了战国时期，人们期待的这种东西果然出现了！
据古代典籍记载，在中国东周战国时期的河北磁山（今河北邯郸武安）一带出产天然磁铁矿石。
人们在长期的采矿、冶炼等生产活动中发现，这座山上有一种奇特的石头，具备能够吸引铁器的神奇特性。
这就是最早的磁铁矿石（主要成分Fe3O4，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁），其具备的这种特性称为磁性。
磁石的这种吸铁特性很早被人发现，并见于多种典籍，如《吕氏春秋》九卷精通篇就有记载：“慈招铁，或引之也”（古人称“磁”为“慈”）。
而在后来的进一步实践中，华夏的先民们还发现，磁石这种东西除了吸铁的特性外，（长条状磁石）还具备南北指向性的特性。
于是，聪明的古人就利用这种特性制作了一种指引方向的装置，叫司南。
最早的司南是能工巧匠用天然磁铁矿石打磨成一个勺形的东西，磁石的南极（S极）磨成长柄，然后将磁勺放在一个青铜做成的光滑如镜的铜盘上。
【配图】中国古代司南（图片引用自网络，如有侵权请联系本人删除）
盘上刻着方位，工作时，利用磁铁指南的作用，磁勺在底盘上停止转动时，勺柄指的方向就是南方，勺口指的方向就是北方。
这种可以辨别方向的司南是继指南车之后又一种指向仪器，而且是世界上最早的磁性指南仪器。
“司”就是“指”的意思，可以说，司南是现在所用指南针的始祖。
司南出现以后，不实用的指南车开始被替代。到了唐代以后，随着磁性指南仪器的发展成熟，指南车被淘汰出历史舞台。
值得一提的是，20世纪40年代，我国现代科学史专家王振铎成功利用天然磁石复现了汉代司南，具备指南功能。
这一点验证了司南的真实性和可靠性，并为后续的发展奠定了基础！
【配图】汉代司南的现代复制品（王振铎先生作品，如有侵权请联系本人删除）
【拓展学习】
①司南为什么做成勺子的形状（综合多处网络资料）
司南是中国发明的一种磁性指南仪器，其具有独特的形状和识别特性，就是一块铜盘上面摆放一把大勺子。
那么，司南为什么要做成勺子的形状呢？
首先，勺子象征北斗七星，符合中国古代“法天象地”思想：北斗绕着北极星转，小勺转来转去，最后指向南方。
而东汉王充《论衡》中就是这样记载的：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，其中“杓”就是“勺底”，“柢”就是“勺柄”，与北斗七星相呼应；
其次，勺状模样的司南其底部是球形，摩擦力小，容易转动；勺中被挖空，重心低，稳定性好；勺柄为长柄，可以增强转向的力量，有利于快速完成指向；
因此，多种因素综合下来，司南就成为极具识别度的勺子形状，并成为中国传统文化的一种典型象征。
【配图】中国早期司南邮票（图片引用自网络，如有侵权请联系本人删除）
②地磁偏角的发现（综合多处网络资料）
利用磁性材料制作的指南针是现如今人们最常用的一种实体指向仪器，利用的是磁性材料南北指向的特性制作而成。
需要指出的是，很早人们就发现，地理的南北极和磁针指向的南北极并不完全重合，这种现象称为“地磁偏角”。
磁偏角，是指地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角。
中国北宋科学家沈括在11世纪末完成的《梦溪笔谈》一书中，记载并验证了磁针“常微偏东，不全南也”的磁偏角现象，比西欧记录早了400年。
根据规定，磁针指北极N向东偏则磁偏角为正，向西偏则磁偏角为负。
磁偏角的大小和方向因地理位置而异，受到地球磁场和地理坐标的影响。
特别地，许多海洋动物可以感应到磁偏角并利用它来识途，从而实现远距离迁徙和回流。
【配图】地磁偏角示意图（图片引用自网络，如有侵权请联系本人删除）
网友评论