1、司南是我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代發(fā)明的一種最早的指示南北方向的指南器，還不是指南針。根據(jù)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的韓非子書(shū)中和東漢時(shí)期思想家王充寫(xiě)的論衡書(shū)中的記載，以及現(xiàn)代科學(xué)考石學(xué)家的考證和所制的司南模型，說(shuō)明司南是利用天然磁石（古代稱(chēng)慈石，用慈愛(ài)來(lái)描述磁石吸鐵現(xiàn)象）制成湯勺形，由其勺柄指示南方。而在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的管子書(shū)中和山海經(jīng)書(shū)中便有了關(guān)于慈石的記載，而在這一時(shí)期的鬼谷子書(shū)中和館都有司南的模型展出。這里要指出關(guān)于指南車(chē)的問(wèn)題，歷史上傳說(shuō)黃帝（約公元前47世紀(jì)）指南車(chē)和西周周公（約公元前21世紀(jì)）曾制造和使用指南車(chē)，但是經(jīng)過(guò)后來(lái)的文獻(xiàn)考證和模型制作試驗(yàn)，都已證明指南車(chē)與指南針沒(méi)有關(guān)系，漢代以后的指南車(chē)是依靠機(jī)械

2、結(jié)構(gòu)，而不是依靠磁性指南的。現(xiàn)在北京的中國(guó)歷史博物館中也有指南車(chē)的模型展出。司南是利用天然磁石制造的，在礦石來(lái)源、磨制工藝和指向精度上都受到較多的限制，因此到了北宋時(shí)代，由于軍事IL和航海等需要和材料與工藝技術(shù)的發(fā)展，先后利用人造的磁鐵片和磁鐵針以及人工磁化方法制成了在性能和使用上比司南先進(jìn)沈括的指南魚(yú)和指南針。指南魚(yú)的制法最早出現(xiàn)在北宋的武經(jīng)總要（公元1044年）書(shū)中，大意是將鐵片剪成首尾兩端尖銳的魚(yú)形，放在炭火中燒紅后取出，使尾部指向北方斜放入水中。將這樣制成的指南魚(yú)放在水碗中便可指示南北方向。可以看出，這種長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累的制造方法是符合科學(xué)原理的：首先利用水中淬火產(chǎn)生相變和（地）磁場(chǎng)熱處理

3、可以提高指南魚(yú)鐵片的磁性和矯頑力，其次利用首尾兩端尖銳的長(zhǎng)條形鐵片可以提高指向精度和減小退磁因數(shù)，再次是利用鐵片向北傾斜放入水中淬火能更接近地（球）磁場(chǎng)傾角即接近總地磁場(chǎng)方向，可以提高磁場(chǎng)熱處理的效果。在指南魚(yú)發(fā)明后不久，又發(fā)明了一種意義更重大、制法更簡(jiǎn)單、使用更方便和用途更廣泛的指南針。最早是北宋的著名政治家和科學(xué)家沈括（圖5）在其著作夢(mèng)溪筆談（公元1086指南針年）中記述的，大意是利用天然磁石磨鐵針，受磨的鐵針就能指向南方。有4種指南針的用法：將指南針?lè)旁谥讣咨系闹缸Ψǎ瑢⒅改厢樂(lè)旁谕肟谶吷系耐氪椒ǎ瑢⒅改厢槕覓煸谛滦Q絲上并用蠟粘住的縷懸法，將指南針橫貫燈尺而浮水面的浮針?lè)ā＿€記述指南針并

4、不完全指南，而是略微東。這就是磁偏角現(xiàn)象這表明當(dāng)時(shí)對(duì)于指南針的指向觀察是很仔細(xì)的。宋代，勞動(dòng)人民掌握了制造人工磁體的技術(shù)，又制造了指南魚(yú)。指南魚(yú)是把薄鋼片剪成魚(yú)形，長(zhǎng)二寸，寬五分，魚(yú)的肚皮部分凹下去，使魚(yú)象船一樣能浮在水面上。然后把魚(yú)和天然磁鐵放在一起，由于磁體的吸力，鋼片受磁感應(yīng)也具有磁性。這種人工傳磁方法制成的指南魚(yú)比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南魚(yú)放在水面上就能辨別方向了。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的改進(jìn),人們又把鋼針在天然磁體上磨擦，鋼針也有了磁性。這種經(jīng)過(guò)人工傳磁的鋼針可以說(shuō)是正式的指南針了。沈括在他的夢(mèng)溪筆談中提到他對(duì)指南針的用法做過(guò)四種試驗(yàn)，即水浮法、縷懸法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把

5、指南針?lè)旁谟兴耐肜铮顾≡谒嫔希甘痉较颉！翱|懸法”就是在磁針中部涂上一些蠟，上面粘一根絲線，把絲線懸在木架上，針下安放一個(gè)標(biāo)有方位的圓盤(pán)，靜止時(shí)鋼針就指示南北。“指甲法”就是把鋼針?lè)旁谑种讣酌嫔希p輕轉(zhuǎn)動(dòng)，由于手指甲的光滑，磁針就和司南一樣也能發(fā)生指南作用。“碗唇法”是把磁針?lè)旁诠饣耐脒吷希D(zhuǎn)動(dòng)磁什，便和指甲法一樣發(fā)生指南作用。沈括經(jīng)過(guò)精密的觀察實(shí)驗(yàn)，還發(fā)現(xiàn)磁針指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和東南，這種發(fā)現(xiàn)在科學(xué)上叫磁偏角。我國(guó)不但是世界上最早發(fā)明指南針的國(guó)家，而且也是最早把指南針用于航海的國(guó)家。一世紀(jì)末，指南針開(kāi)始用于航海，北宋時(shí)候的朱彧在萍洲可談里講到當(dāng)時(shí)海船上的人辨認(rèn)地理方向，晚上看星辰，白天看太陽(yáng)，陰天落雨就看指南針。北宋時(shí)期出使朝鮮的徐競(jìng)在宣和奉使高麗圖經(jīng)中也說(shuō)：船隊(duì)航海，夜晚“視星斗前邁，若晦冥，則用指南浮針”。可見(jiàn)那時(shí)從事航海的人們已經(jīng)普遍地掌握了指南科學(xué)知識(shí)。隨著指南針在航海上的廣泛應(yīng)用，指南針本身裝置也得到了改進(jìn)。南宋時(shí)開(kāi)始把磁針與分方位的裝置組裝成一個(gè)整體，這就是羅盤(pán)。到了元朝，又有人造出立針式的指南龜和指南魚(yú)。課本上的指南針插圖，是現(xiàn)代所用指南針的示意圖。指南針指南針的發(fā)明和應(yīng)用，不僅使人們克服了遠(yuǎn)航時(shí)不易辨別方向的困難，而且也推動(dòng)了世界航海事業(yè)的發(fā)展和文化交流。南宋時(shí)一些阿拉伯商人和波