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指南針
我國古代最早是利用太陽及其投射的影子來確定方向的,但這種方法受天氣影響較大,後以發明了司南和指南針。司南約發明於先秦時期,在我國大約沿用了一千多年的時間,指南針是在宋代才出現的。我國古代關於指南針的記載始見於北宋時期
《夢溪筆談》卷二十四載:“方家以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南出。水浮多蕩搖,指爪及碗脣上皆可為之,運轉尤速,但堅滑易墜,不若縷懸為最善……則針常指現。其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。”《夢溪筆談》是北宋沈括所著。這條記載明確指出指南針是方家﹙風水先生﹚首先發明和使用的,用的是“磁石磨針鋒”的人工磁化法制成,並且記述了水浮、置指甲上和懸絲等四種指南針的裝置方法,以及各種裝置方法的長處和缺陷,使人們對當時的指南針有一清晰的認識。同時,沈括也指出了當時已發現發地球的磁偏角,即正南偏東。沈括還記載了磁針有指南的,也有指北的。雖然他還不知道磁場有南北兩極,不知道由於磁場中的同性相排斥、異性相吸的作用而造成磁性不同的道理。即用磁石的北極磨針鋒,則針鋒所得的磁性為南極,磁針就會指北;反之,用磁石的南極磨針鋒,則針鋒所得的磁性就會指南,從而造成既有指南,也有指北的磁針。但他能忠實地記錄下來,為後人提供翔實的資料,是很難能可貴的。從上述材料中,我們可以看到,指南針在11世紀時已是常用的定向儀器,有多種裝置方法,並已由此發現了地球的磁偏角。指南針在航海技術上的應用大約在北宋末期,指南針開始被用於。起初它只是被當作天文導航的輔助工具。《萍洲可談》卷二中談到公元1099
-1102年間的航海活動時說:“舟師識地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針。”公元1124年,徐兢在《宣和奉使高麗圖經》卷三十四《半洋焦》條中,也說:“海中不可住,維觀星斗前邁。若晦冥,則用指南浮針,以揆南北。”隨人們對指南針性和用途了解的深化,南宋以後指南針便逐步成為主要的導航儀器,天文導航則降為輔助的地位。南宋淳祐年間﹙公元1241年-1252年﹚朱繼芳《靜佳乙稿》中的航海詩說:“浮針定四維”,正反映了指南針導航地位的提高。到了明代,航海中更是“浮針於水,指向行舟”﹙鞏珍:《西洋番國志 * 自序》﹚,“獨特指南針為導引。或單向,或兩間,憑其所向,盪舟以行”﹙張燮:《東西洋考》捲九舟師考》﹚。為了準確地導航,航海者特意在船舶上設置了專門放置指南針的場所,叫針房,由有航海經驗的火長﹙導航人員﹚專門掌管,一般人員不准進入。火長必須專心致志地履行其職,不能有絲毫的疏忽大意。誠如南宋吳自牧在《夢梁錄》卷十二《江海船艦》條所說的:“風雨晦冥時,惟憑針盤而行。乃火長掌之,毫厘不敢差誤。蓋一舟人命所系也。”明代鞏珍的《西洋番國志 央@ 自序》也說:“選取駕船民梢中有經慣下海者稱為火長,用作船師。乃以針經圖式付與領執,專一料理,事大責重,豈容怠忽。”同時,指南針的應用還促使航海技術從定性導航進入到定量導航的階段,從而使航海者可以更正確地掌握航線上的情況。明代黃省曾在《西洋朝貢錄 * 占城國》中說:“海行之法,以六十里為更,以托﹙注:“托”為古時測深單位,合舊尺五尺。相當於今四尺。﹚避礁淺,以針位取海道。”《松江府志》說:“進某澳,轉某門,以至開洋,避礁避淺,皆以針定。”即由航程和指南針在航線上的指向,來測知航線上的各種具體情況,從而提供較準確的導航指令。由於航程是由指南針確定的,故航海者便稱之為針路,並且根據針路來繪制航海圖,或者寫成記錄針路的專書,叫針經,又稱針譜、針簿。在航海圖和針經中,羅盤上的三百六十度分成二十四等分,分別標出方位名稱,相隔十五度為一向,叫正針;兩正針之平分線處也為一向,叫縫針。因而羅盤具有四十八個方位。這一劃分法和稱呼,可能是承襲方家的用法。針經實際上是一種航海指南,一般都記載有某地開船、航向、航程、航至某地等內容,有的還記錄有海上危險物,如沙灘、暗礁、水草、沙洲、岩石等的位置。我國的航海圖和針經大約在宋代就已出現,但早已亡佚。現存最早的航海圖和針經都是明初鄭和下西洋後留下的,著名的有《鄭和航海圖》和《兩種海道針經》等。這些航海圖和針經詳細地記錄了船舶從我國開航,駛至東南亞、印度洋沿岸,以及橫渡印度洋直達非洲東海岸的各條航線的具體情況。由此可見,指南針的應用開創了人類航海的新紀元。我國南宋和元代航海事業和大發展,明初鄭和下西洋的空前壯舉,都是與指南針的應用分不開的。指南針大約是在十二世紀下半葉由海道傳至阿拉伯,再經阿拉伯傳到歐洲,也有可能是由陸路經中亞﹙現俄國境內﹚再傳到歐洲的。指南針在歐洲的應用,給歐洲正在醞釀中的社會變革提供了一種強有力的工具,促成了近代大航海時代的到來。