梦溪笔谈指南针 梦溪笔谈指南针有几种使用方法

《梦溪笔谈》产生于哪个朝代？

第三种是碗唇旋定法，将磁针置于碗口边上，转动较灵活，也容易滑落；

梦溪笔谈产生于北宋，作者沈括在《梦溪笔谈·序》中有比较清楚的说明：1082年（宋元丰五年）后，作者上不得志，约108他晚年居住在润州(今镇江市)的梦溪园，专门从事著述，为后人留下了一部三十卷的科学巨著《梦溪笔谈》。8年前后（元祐三年）住润州，在那里修筑一座梦溪园（在今江苏镇江东）卜居，作者日常的生活较少外出，也较少与人来往，是谓“予退处林下，深居绝过从”。在创作上，作者自谓“圣谟国政，及事近宫省，皆不敢私纪。至于系当日士大夫毁誉者，虽善亦不欲书，非止不言人恶而已。”即是说，帝王私事，当朝得失，人事毁誉，乃至之前自身的仕途遭遇等等，沈括都没有也不愿意涉及。因此，作者所创作的都是“不系人之利害者”，出发点则是“山间木荫，率意谈噱”。

梦溪笔谈指南针 梦溪笔谈指南针有几种使用方法

梦溪笔谈指南针 梦溪笔谈指南针有几种使用方法

数学:

北宋沈括撰。这是一本有关历史、文艺、科学等各种知识的笔记文学体裁，因写于润州（今江苏镇江）梦溪园而得名。《梦溪笔谈》是宋朝的沈括所着的笔记体著作，大约成书于1086年～1093年，收录了沈括一生的所见所闻和见解。现存《梦溪笔谈》分为26卷，分故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、权智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、议17个门类共609条。内容涉及天文学、数学、地理、地质、物理、生物、医学和学、军事、文学、史学、考古及音乐等学科。《梦溪笔谈》是科学技术史上的重要文献，百科全书式的著作。在数学方面开创了“隙积术”和“会圆术”。天文方面指出极星不在天极；得出冬至日长、夏至日短等结论。并且对天文仪器也有所改进。历法上大胆创新，提出《十二气历》。地理学方面以流水侵蚀作用解释奇异地貌成因。物理方面记载了磁偏角、凹面镜成像实验和声音共振实验。书中还记述当时一些重大科技成就，如指南针、活字印刷术、炼铜、炼钢、石油等。其中“石油”一词是在该书中首次提出的，并且沿用至今。沈括在晚年用写成《梦溪笔谈》二十六卷，再加上《补笔谈》三卷和《续笔谈》，共列有条文六百零九条，遍及天文、数学、物理、化学、地学、生物以及冶金、机械、营造、造纸技术等各个方面，内容十分广泛、丰富，是科学史的重要著作。《梦溪笔谈》中所记述的许多科学成就均达到了当时世界的水平。英国科学史专家李约瑟称《梦溪笔谈》是“科学史上的坐标”。

产生于北宋，《梦溪笔谈》总结了我国古代主要是北宋时期的许多科学成就，在我国和世界科技史上有重要地位。沈括（公元1031～1095年），字存中，杭州钱塘（今浙江杭州）人，汉族。北宋科学家、家。1岁时南迁至福建的武夷山、建阳一代，后隐居于福建的尤溪一代。仁宗嘉佑八年（公元1063年）进士。神宗时参与王安石变法运动。熙宁五年（公元1072年）提举司天监，次年赴两浙考察水利、役。熙宁八年公元1075年）出使辽国，驳斥辽的争地要求。次年任翰林学士，权三司使，整顿陕西盐政。后知延州（今陕西延安），加强对西夏的防御。

元丰五年（1082年以宋军于永乐城之战中为西夏所败，连累被贬晚年以平生见闻，在镇江梦溪园撰写了《梦溪笔谈》。沈括的科学成就是多方面的。他精研天文，所提倡的新历法，与今天的阳历相似。在物理学方面，他记录了指南针原理及多种制作法；发现地磁偏角的存在，比欧洲早了四百多年；又曾阐述凹面镜成像的原理；还对共振等规律加以研究。在数学方面，他创立「隙积术」（二阶等级数的求和法）、「会圆术」（已知圆的直径和弓形的高，求弓形的弦和弧长的方法）。

历史上对指南针的早记载出自哪部书？

方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。水浮多荡摇。指爪及碗唇上皆可为

沈括在《梦溪笔谈》中留下了历史上对指南针的早记载。他在书卷第二十四《杂志一》记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常偏东，不全南也。”这是世界上关于地磁偏角的早记载。

种是水浮法——把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。针怎么能浮在水面上呢？沈括没有说明。北宋晚期，有个寇宗爽，编了一部《本草衍义》，书中讲到在指南针上穿几根灯草，就可以浮在水面上了原文。沈括的水浮法，可能也是这样的。

沈括在《梦溪笔谈》的《补笔谈》第三卷中《议》中又记载：“以磁石磨针锋，则锐处常指南，也有指北者，恐石性也不同。”

指南针上的N指什么？

用指南针的时候，我们要让蓝色的（或者是白色的）磁铁的南极，指向N。因为那是地球的北方。

指南针上的表盘上，有一个字母N。那是英文Nort科学成就h(北方)的个字母。所以，指南针也很多时候都也叫做指北针。

指南针的针是用磁性物质做成的。指南针涂红蓝两种颜色的红色是磁铁的北极,蓝色是南极。涂红白两种颜色的红的是北极,白的是南极。

地球是一个大磁体。地磁场的南极，在地球的北端。而地磁场的北极在地球的南端。

代表北方，no古文司南rth

几年前,我国宋代科学家是谁指出了指南针的四种放置方法？

活字印刷术

早在1550年，意大利数学家杰罗姆·卡丹（Jerême Cardan）个提出指南针、印刷术和是的“三大发明”，认为它们是“整个古代没有能与之相匹敌的发明”。19世纪下半叶，艾约瑟（Joseph Edkins）和丁韪良（William Alexander Parsons Martin）等来华传教，将造纸术、印刷术、和指南针并列为的卓越发明。1943年，英国学者李约瑟（Joseph Needham）在重庆提出了造纸术、印刷术、指南针和为古代“四大发明”的说法。这个说法一时间轰动了整个，进而逐渐被世界广泛认可。

沈括的四种方法

真正古代磁学知识和指南针技术的集大成者是北宋时期家、科学家沈括。沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志一》中写道：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。水浮多荡摇，指爪及碗唇上皆可为之，运转尤活字印刷术的发明是印刷史上一次伟大的技术革命。北宋庆历间(1041年-1048年)的毕升(970年-1051年)发明的泥活字，标志活字印刷术的诞生。他是世界上个发明人，比德国人约翰内斯·古腾堡活字印刷术早约400年。元代王祯成功创制木活字，又发明了转轮排字。明代中期，铜活字在江苏南京、无锡、苏州等地得到较多的应用。速，但坚滑易坠，不若缕悬为善。其法取新纩中独茧缕，以芥子许蜡缀于针腰，无风处悬之，则针常指南。其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。”这条记载概括了沈括对磁学的四大主要贡献。

（1）指出指南针是方家（堪舆家）首先发明和使用的，是以天然磁石去摩擦钢针使其带上磁性，从而在地磁作用下保持指南或指北性能。与天然磁石磨制而成的司南和采用地磁场磁化制作的指南鱼相比，指南针的制作相对简便且磁性强，指向精度更高，更具使用价值。

（2）详细记述了指南针的四种安装方法。

种是水浮法，将磁针上穿几根灯芯草浮于水面进行指南，这是水罗盘的肇始，后来广泛用于早期航海，虽然比较平稳，但容易动荡不定；

第二种是指甲旋定法，将磁针置于指甲上，指甲表面光滑，磁针转动灵活，但容易滑落；

第四种是缕悬法，用蚕丝将磁针悬挂起来，转动灵活又稳定。

（3）提出与其他三者相比，缕悬法“弹性韧性好，不易扭曲搅结，便于使用”，因此为方法。法国科学家库仑（C.A.de Coulomb）在1777年参加法国科学院悬赏征集船用罗盘的方案时，提出以丝悬指南针的方法，获得了头等奖，实际上就是沈括在600年前总结的缕悬法。

（4）发现指南针的指向是在地理南向而略微偏东一些，即地磁子午线与地理子午线并不完全重合，在世界上首次观测到地磁偏角现象，这比欧洲记录早了400多年。

沈括注重继承传统，善于观察和开拓创新，重视调查研究和科学实验，对当时在磁学领域所取得的成就进行了系统总结，极大地推动和普及了世人对指南针的认识。不久之后，宋末元初的人将方位盘与磁针连成一体构成罗盘，也叫罗经盘，还出现了将磁针穿上小木条浮在水上的指南鱼和枢轴支撑式的指南龟，即“水针（水罗盘）”和“旱针（旱罗盘）”的先驱。

古人在实践中观察到了天然磁石的“吸铁”和“指向”特性，并经过反复试验发明了指南针，并开创了指南针导航的历史。然而，由于缺乏细致深入的科学研究和逻辑严密的数理推演，古人没有建立自己的地磁场理论，造成对指南针工作原理的不理解或错误认识。12世纪末到13世纪初期，指南针传到欧洲后大放异彩，加上15世纪至16世纪欧洲人的世界地理大发现，终促成了19世纪中期地球磁场基本模型的建立和指南针工作原理的探明。19世纪末到20世纪初，大批来华的传教士将西方近代磁学知识介绍到，才逐渐使学者摒弃建立在阴阳五行学说基础上的“感应说”，重新从新的视角探讨指南针的理论问题。

指南针文言文制作方法

《梦溪笔谈》中涉及物理学方面的内容主要有声学、光学和磁学等各方面，特别是在磁学方面的研究成就卓著。沈括在《梦溪笔谈》中留下了历史上对指南针的早记载。他在书卷二十四《杂志一》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常偏东，不全南也。”这是世界上关于地磁偏角的早记载。西方直到公元1492年次航行美洲的时候才发现了地磁偏角，比沈括的发现晚了四百年。沈括在《梦溪笔谈补笔谈》第三卷中《议》中又记载道：“以磁石磨针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不同。”沈括不仅记载了指南针的制作方法，而且通过实验研究，总结出了四种放置指南针的的方法：把磁针横贯灯芯、架在碗沿或指甲上，以及用丝线悬挂起来。沈括指出使用丝线悬挂磁针的方法。

2. 指南针文言文

地学

方家以磁石磨针锋，则能指南；然常微偏东，不全南也。水浮多荡摇，指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为善。其法：取新纩中独茧缕，以芥子许腊缀于针腰，无风处悬之，则针常指南。其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。磁石之指南，犹柏之指西，莫可原其理。

译文

行家用磁石磨成针（的形状针头锋利），于是可以指向南方，然而常常略微偏东，不全在正南方，（放在）水上常震动摇摆.（在）手中或碗边都有可能这样，运转的速度很快，但在坚硬光滑（的表面）容易滑落掉下，不过（在这几种方法中）以悬挂为的.这个方法是取新产的丝绵中独好的茧丝一缕，用芥菜的种子蘸蜡（抹在上面），系在针的中间（位置），在没有风的地方悬挂，则针常常指向南方. 其中有的针则指向北方. 余家（的方法）指南，指北的都有，无法探究它的原理。

注释

3. 古文指南针

王充《论衡·是应篇》中说的“司南之杓，投之于地，其柢指南”

司南和指南针

磁石通常称为“吸铁石”，它把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子，所以人们称它为“慈石”。磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极，一头叫正极，另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。

战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。《历史》课本插图——“司南”，是根据历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的正极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。

到了宋代，劳动掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁体的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁体上磨擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验，还发现磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种发现在科学上叫磁偏角。

我国不但是世界上早发明指南针的，而且也是早把指南针用于航海的。十一世纪末，指南针开始用于航海，北宋时候的朱彧在《萍洲可谈》里讲到当时海船上的人辨认地理方向，晚上看星辰，白天看太阳，阴天落雨就看指南针。北宋时期出使朝鲜的徐竞在《宣和奉使高丽图经》中也说：船队航海，夜晚“视星斗沈括还有一个重要的发现。他在《梦溪笔谈》中讲到，磁针虽然朝着南方，但是指的不是正南，而略微有些偏东。这一现象，在科学上叫做“磁偏角“。“磁偏角”又是怎么一回事呢？那是因为地球上的磁极，和南极、北极稍许有一些偏的缘故。所以磁针的南北线和地球的子午线是不一致的。这在科学上叫做“磁偏角”，又称为“磁”或“偏”。磁偏角的数值，在全球各地是不相同的。在西方，直到公元一四九二年哥仑布横渡大西洋时候，方才发现磁偏角，比我国迟了四百多年。前迈，若晦冥，则用指南浮针”。可见那时从事航海的人们已经普遍地掌握了指南科学知识。随着指南针在航海上的广泛应用，指南针本身装置也得到了改进。南宋时开始把磁针与分方位的装置组装成一个整体，这就是罗盘。到了元朝，又有人造出立针式的指南龟和指南鱼。课本上的指南针插图，是现代所用指南针的示意图。

4. 宋代沈括的指南针的制作指南针的方法

之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为善。其法取新纩中独茧缕，以芥子许蜡，缀于针

腰，无风处悬之，则针常指南。其中有磨而指北者。余家指南、北者皆有之。磁石之指南，

犹柏之指西，莫可原其理。

方家用磁石磨成针（的形状针头锋利），于是可以指向南方，然而常常略微偏东，不全在正南方，（放在）水上常震动摇摆.（在）手中或碗边都有可能这样，运转的速度很快，但在坚硬光滑（的表面）容易滑落掉下，不过（在这几种方法中）以悬挂为的.这个方法是取新产的丝绵中独好的茧丝一缕，用芥菜的种子蘸蜡（抹在上面），系在针的中间（位置），在没有风的地方悬挂，则针常常指向南方. 其中有的针则指向北方. 余家（的方法）指南，指北的都有.

我国发明的指南针对航海的贡献是什么？

1. 如何简单的做指南针 再做一个浮式指南针：拿一根磁化了的钢针，横向穿过一块小软木塞，放在一个盛水的陶瓷碗内，就是一个浮式指南针.我们还可以做一个更简单的方向辨别：用手表确定方向的方法很简单，将你所处的时间除以2，再在表盘上找出商数的相应位置，然后将这个数字对准太阳，表盘上“12”点所指的方向就是北方.如上午10点、除以2，商为5.将表盘上的“5”对准太阳，“12”的方向即为北方.但要记住，如果在下午则应该按24小时计时法计算，如下午4点，就要按16点计算.北方一旦确定，其它方向就一目了然了，用这种方法不亚于指南针的准确度.。

航海罗盘：改变世界的伟大发沈括在《梦溪笔谈》中还记载了很多劳动发明创造的事迹，其中有名的，是关于毕升发明活字印刷的记录。毕升是一位杰出的发明家，他发明的活字印刷术，制版迅速，又节省人力物力，是印刷史上一项重大的革命，也是我国四大发明之一。毕升对人类作出了很大贡献，可是，像这样一位有重大贡献的发明家，要不是沈括把他的光辉业绩在《梦溪笔谈》中记载下来，我们就会连他的名字都不知道。明

方家：行家 碗唇：碗边 缕悬：用丝线悬挂 纩（kuang）：丝绵 独茧缕：单根的蚕丝 缀：连接，这里指粘 原：推究

北宋科学家沈括(《梦溪笔谈》著者)，在制作和应用指南针的科学实践中发现了磁偏角的存在。他精辟地指出，这是因为地球上的磁极不正好在南北两极的缘故。指南针及磁偏角理论在远洋航行中发挥了巨大的作用，使人们获得了全天候航行的能力，人类次得到了在茫茫大海中航行的自由。从此开辟了许多新的航线，缩短了航程，加速了航运的发展，促进了各国之间的文化交流与贸易往来。指南针对航海事业的重要意义怎么说也不为过。李约瑟说：“你们的祖先在航海方面远比我们的祖先来得先进。远在欧洲之前懂得用前后帆的系统御风而行，或许就是这个原因，在航海史上从未用过多桨奴隶船。”

指南针是怎么指向南方的？

沈括的科学成就是多方面的。他精研天文，所提倡的新历法，与今天的阳历相似。在物理学方面，他记录了指南针原理及多种制作法；发现地磁偏角的存在，比欧洲早了四百多年；又曾阐述凹面镜成像的原理；还对共振等规律加以研究。在数学方面，他创立「隙积术」(二阶等级数的求和法)、「会圆术」(已知圆的直径和弓形的高，求弓形的弦和弧长的方法)。在地质学方面，他对冲积平原形成、水的侵蚀作用等，都有研究，并首先提出石油的命名。医学方面，对于有效的方，多有记录，并有多部医学著作。此外，他沈括奉命兼任提举司天监后，首先采取措施对司天监进行整顿，并保举精于历术的平民卫朴进入司天监编修新历。熙宁八年（1075）《奉元历》编成并颁行。后在沈括的建议下，《奉元历》又根据实测资料重修，在宋代行用了19 年。沈括对天文仪器也有重大的改革。浑仪是古代用来观测天体运动的仪器。沈括在深入分析历代浑仪缺点的基础上做了重要改进，如取消了白道环，放大窥管上孔径以扩大视域及缩小下孔径以适宜于人目观测，设法校正极轴位置等。经改进的浑仪，结构简化，使用方便，测量精度也有所提高。沈括改进的计时仪器浮漏，利用漫流中表面张力的补偿作用，来减少液体粘滞性随温度变化而对流量的影响，以便消除由此引起的计时误，提高了计时的准确性。他利用新制的浮漏，进行了长达十余年的观测和研究，获得不少新的成果，如认识到在一年之中，每日的长度并非常量，并据理推断冬至日长度“百刻而有余”、夏至日长度“不及百刻”。此外，他还对测日影的圭表做了一系列改革。为了说明改制仪器的原理，沈括于熙宁七年（1074）七月上《浑仪》、《浮漏》、《景表》三议，这三篇著作都是科技史上有关天文仪器方面的杰作。对当时科学发展和生产技术的情况，如毕升发明活字版印刷术、金属冶炼的方法等，皆详为记录。

指南针是我国古代的四沈括通过对某些声学现象的观察与研究，对声的共振现象有了更进一步的认识。共振现象早在战国时期就为人们所发现，其后人们还发现了一些消除共振现象的方法。( ［日］三上义夫著，林科棠译：《算学之特色》，《万有文库》本。胡道静校注本（下文所引《梦溪笔谈》原文，均据此本，不重复注出）沈括的实验是用简单的仪器证明弦线的基音与泛音的共振关系。他剪一小纸人，放在基音弦线之上，拨动相应的泛音弦线，纸人就跳动，拨别的弦线，纸人则不动。沈括把这称为“正声”，即共振实验。西方直至17 世纪才出现类似的实验。大发明之一，它出现于战国时期，距今已有2000多年的历史。

初的指南针是用天然磁石制成的，样子像一只勺，底部光滑，可以在平滑的铜质或木质的“地盘”上自由旋转，等它静止下来，勺柄就会指向南方。人们管它叫“司南”。

大约在北宋初期，我国古人又创制了一种新的指南工具——指南鱼。指南鱼用一块薄钢片做成，形状像鱼，鱼的肚皮部分凹下去一些，像小船一样浮在水面上。宋代还有用木头做的指南鱼和指南龟。木指南鱼是用木块刻成的，鱼腹里放入一块磁性强的天然磁石，用蜡封好，在鱼口插入一根针，此鱼就能指南了。指南龟的制法和原理与木指南鱼基本相同。

沈括在《梦溪笔谈》中记载：指南针指南“常微偏东，不全南也”。沈括次发现，磁针虽然朝着南方，但不是指的正南，而略有些偏东。这就是磁偏角现象，它的产生是由于地球的磁极与地理的南北极不重合，略有些偏。这一发现在当时是件了不起的大事。在西方，直到公元1492年横渡大西洋时，才发现有磁偏角存在，比我国沈括晚了400多年。

《梦溪笔谈》一书主要记载了哪些内容？

早在战国时我们祖先就了解并利用磁石的指极性制成早的指南针－－司南。战国时的《韩非子》中提到用磁石制成的司南。司南就是指南的意思，东汉思想家王充在其所著《论衡》中也有关于司南的记载。司南由一把“勺子”和一个“地盘”两部分组成。司南勺由整块磁石制成。它的磁南极那一头琢成长柄，圆圆的底部是它的重心，琢得非常光滑。地盘是个铜质的方盘，有个光滑的圆指南针的发明和应用，不仅使人们克服了远航时不易辨别方向的困难，而且也推动了世界航海事业的发展和文化交流。南宋时一些商人和波斯商人经常搭乘我国的渔船往来贸易，他们学会了指南针的制造方法，同时又把这个方法传到了欧洲。到了十二世纪末、十三世纪初，和欧洲一些才开始用指南针来航海，比起我国已经迟了一百多年。槽，四周刻着格线和表示24个方位的文字。由于司南的底部和地盘的圆槽都很光滑，司南放进了地盘就能灵活地转动，在它静止下来的时候，磁石的指极性使长柄总是指向南方。这种仪器就是指南针的前身，由于当初使用司南必须配上地盘，所以后来指南针也叫罗盘针。

《梦溪笔谈》是以笔记体裁写成的综合性科技巨著，全书30卷，609条，共十几万字。书中内容十分丰富，涉及、经济、文化、军事和科学技术等各个方面。其中关于科技的内容，占全书三分之一，包括了数学、天文历法、气象、地质、地理、物在教科版小学《科学》教科书二年级下册的首页，描绘了一幅古人在茫茫大海上航行、依靠指南针辨别方向的场景。指南针是我国劳动在长期生活实践中，随着对物质磁性认识的不断深入，并经过多方实验和研究，发明的用于指向的磁性工具。理、化学、生物、农业、水利、建筑、医学、物学等，汇集了我国古代、主要是北宋的多种科技成就。

《梦溪笔谈》对我国科技的许多成就，都有精辟的论述。例如，论述“十二气历”按立春、惊蛰、清明、立夏等12个节气定月份；一年365天，大月31天，小月30天，大小月相间，既符合天体运行的实际，又有利于农事活动的安排。

《梦溪笔谈》在我国和世界上早提出地磁偏角的问题，它论述指南针“能指南，然常微偏东，不全南也”。《梦溪笔谈》在我国和世界上早记录了石油的性能和用途，并次使用了“石油”的名称。它还曾指出石油资源丰富，“生于地中无穷”，预言“此物后必大行于世”。

在地质学方面，《梦溪笔谈》提出的用流水侵蚀作用解释地貌的观点，早于欧洲700年。

指南针沈括的启发

指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，介绍司南必须从磁石说起。

指南针是我国古代的四大发明之一。沈括对指南针的使用做了多种实验，并且把实验的方法记在他的著作《梦溪笔谈》中，成为研究我国古代指南针的珍贵资料。除此之外，在实验中，他还发现了指南针所指的方向不是正南而是略微偏东，这种现象在物理学中叫做磁偏角。这是世界上早发现磁偏角的记录，比欧洲的发现早了400多年。

有一年，沈括到河北去，经过太行山，看到山崖中夹有一层卵石和海生螺蚌化石。他十分诧异，经过认真研究，他认为太行山东面的陆地，就是海水夹带泥沙沉积形成的。沈括关于水侵蚀冲积作用的论述，在世界上也是早的，比西方学者早700年。

在古代西方人还不知道石油是什么东西时，老已经用这种黑色的液体烧饭点灯了，这也要归功于沈括。他曾在陕北一带，发现地下蕴藏着丰富的石油。他经过反复研究，弄清了这种东西的性质和用途，又动员老使用。他给这种黑色的液体起了个名字叫“石油”，这个名字一直延用到今天。他预言“此物后必大行于世”。他还认为我国“石油至多，生于地中无穷”。这些论述，如今都已被证实。

沈括是我国古代历史上一位伟大的科学家。他留下的《梦溪笔谈》一书，成为我国古代科学技术成果的资料库，长期以来，一直受到人们的重视，经常为各门学科的专家所引用。这部书是我国科学技术史上的一份珍贵遗产，也是世界科学技术史上一部杰出的著作。

钢片指南鱼发明不久，人们拿一根钢针，放在磁铁上磨，使钢针变成磁针。这种经过人工传磁的钢针，可以说是正式的指南针了。

第三种是碗唇旋定法——把磁针放在光滑的碗口的边上。

第四种是缕悬法——在磁针中部涂一些蜡，粘上一根细丝线，把细丝线挂在没有风的地方。

沈括在《梦溪笔谈》中记载的这四种方法，可以说是世界上指南针使用方法的早记录。

这四种方法，有的仍然为近代罗盘和地磁测量仪所采用。现在磁变仪、磁力仪的基本结构原理，就是用缕悬法。航空和航海使用的罗盘，就多以水浮磁针作为基本装置。沈括在九百多年前就提出这四种方法，真不愧是一位注重实际的科学家。

天文学

沈括的数学成就在数学史上占有重要的地位。日本的数学史家三上义夫称之为“算学之模范的人物或理想的人物”。累棋、层坛及酒家积之类的隙积问题，即垛积问题，实质上是一种高阶等级数求和问题。设堆垛体的上、下宽分别为a 和c 个物体，上、下长分别为b 和d 个物体，高共有n 层，则依《梦溪笔谈》原文所述，堆垛体的总和S=p 6［（2b+d）a+（2d+b）c+c-a］，这一公式是完全正确的。沈括的隙积术是《九章算术》中“刍童术”的发展，并构成了其后二三百年间关于垛积问题研究的开端。其后南宋的杨辉和元代朱世杰等在此基础上，创立垛积术，解决了许多更一般的高阶等级数求和问题。

沈括的另一项数学成就，是创立了会圆术。会圆术是在丈量田亩中提出来的。沈括说：“凡圆田，既能拆之，须使会之复圆。”②这是关于已知弓形的圆径、矢高，求弓形的弦长和弧长的方法。沈括是个对弧、弦、矢之间关系加以考虑的科学家，他给出了下列近似公式：l = c +2bc = 2 r22dr b ， ， - - ( )2其中l 为弧长，d 为直径，r 为半径，b 为矢高，c 为弦长。会圆术也是后来天文计算中常用的重要公式。

物理学:

（1）光学

沈括研究过凹面镜成像的原理，他通过反复观察和实验，得出了较《墨经》等更前进一步的结果。他指出，用凹面镜照物，中间有一被称作“碍”的点（即现在所说的焦点），物在此点之内，成正像；在此点上，不成像；在此点之外，成倒像。他还用窗隙、橹臬、腰鼓等常见事物，来形容凹面镜成像现象，试图解释凹面镜成像原理。尽管这些解释并不完全正确，但不失为极有益的尝试。他对凸面镜、平面镜也做了细致的观察和研究，科学地解释了古人制镜，镜大则平、镜小则凸的道理。他指出：“小鉴不能全观人面，故令微凸，收人面令小，则鉴虽小而能全纳人面。”说明他对镜面大小、镜面曲率与成像的关系，已有很清楚的认识。

为了说明月亮的盈亏现象，沈括做了模拟实验。他用一个弹丸，将其表面一半涂上，这样侧视之则粉处如钩，对视之则正圆，从而直观地和形象地演示了月亮的盈亏现象，具有很强的说服力。

沈括对指南针的研究是有卓越成就的。他由实验得出磁针指向不是正南方，而是略偏东，这是关于地球磁偏角早的明确记载；他指出磁针有四种装置方法，即：浮于水面、放在指甲上、置于碗边、以线悬挂，并对这四种方法的优劣做了比较，认为的是以线悬挂法（缕悬法）；他还发现磁针有指南、指北之分，进而推断出这种异可能是由于磁石的不同性质造成的。但受科技水平所限，当时还不可能对这一现象作出科学的解释。

（3）声学

沈括一生行踪所及，几遍大半个，加上他知识面广，善于观察和思考，因此在地学领域亦有许多独到的见解。熙宁七年（1074），沈括到浙东地区考察，看到“雁荡诸峰，皆峭拔险怪，上耸千尺，穹涯巨谷，不类他山，皆包在诸谷中。自岭外望之，都无所见；至谷中则森然干霄”。对于这种地貌，他认为是“谷中大水冲击沙土尽去，唯巨石岿然挺立耳”。指出了流水侵蚀作用的自然成因。他还提出西部黄土高原的地形，也是同一原因形成的。从而对这两个地区的地貌成因作出了科学的解释。他还根据太行山麓的山崖之间，往往含有螺蚌壳及石子，“横亘石壁如带”，从而判断这里曾是海滨，并进而推断华北大平原是由黄河、漳水等河流的泥沙沉积而形成的。这是对华北平原成因的早的科学解释。沈括在视察河北时，非常留意当地的地形、地貌，并用木屑、面糊堆捏成当地的山川道路等地形地物。后来由于天气寒冷而改为用熔蜡制作。这种立体地图，既真切又便于携带，到官所后，再将之为木刻的立体地图。这种制图方法，在当时很受重视并得以推广，以致“边州皆为木图，藏于内府”。

熙宁九年（1076），沈括奉旨编修《天下州县图》，前后花了12 年时间，终于绘制成《天下州县图》（《守令图》）总图大小各1 轴，分路图18 轴，共20 轴。这是当时全国的地图。沈括在制图过程中，继承并发展了西晋裴秀提出的“制图六体”，还采用了一些新的制图方法。例如，他把过去用四至八到定方位和距离的方法进一步扩展为二十四至，即细分为二十四个方位，使制图的精密度有所提高。这也是后来元明时期将航海罗盘划分二十四个方位的先声。

沈括在视察汴河工程时，曾亲自实地测量沿渠各地的水平高低。当时测量地势高低的工具有水平、望尺、干尺等，方法是逐段测量，然后再将数据汇总到一起，但这种做法的测量值与实际值误很大。沈括所用的测量方法是分段筑堰，逐段测量，“汴渠堤外，皆是出土，故沟水令相通，时为一堰节其水，候水平，其上渐浅涸，则又为一堰，相齿如阶陛。乃量堰之上下水面，相高下之数会之，乃得地势高下之实”。竺可桢先生曾称这种方法“虽不尽善，但苟所筑之堰，极为平直，当不致有大误。其所用之尺，虽未必精密，但计高度至于分寸，可见其行事之不苟且。欧洲古代，希腊虽曾经测海岸之远近，罗马盛时亦有测量街道之举，但地形测量在括以前则未之闻。”

医沈括一生的大部分时间从事活动，但他刻苦治学，“博闻强记，一时其匹”，“于天文、方志、律历、音乐、、卜算，无所不通，皆有所论著”。据胡道静的统计，沈括著述近40 种，分为易、礼、乐、春秋、仪注、刑法、地理、儒家、农家、家、历算、兵书、杂艺、医书、别集、总集、文史等17 类。今存的仅《梦溪笔谈》、《补笔谈》、《续笔谈》、《苏沈良方》和综合性文集《长兴集》（原有41 卷，仅存19 卷）等五种，其余多已亡佚。其中《梦溪笔谈》是沈括晚年在梦溪园中，将其一生所见所闻和研究心得以笔记文学体裁形式写下的不朽著作。现存《梦溪笔谈》为26 卷，连同《补笔谈》3 卷，《续笔谈》11 篇。笔谈共分故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、权智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、议17 门，分类系事，考辨精邃，共有609 条。有关历史（包括考古）方面的记述，至少有120 条以上。有关自然科学条目占255 条，约为全书的42％，内容涉及自然观、数学、物理、化学、天学、地学、生物、、工程技术等诸多领域。书中反映有当时科学技术成就的一些忠实记录，如喻皓的《木经》、毕升的活字印刷术等，都是我们今天在这方面所能获得的资料。《梦溪笔谈》不仅是一部史料价值很高的历史典籍，而且是一部科技史资料汇编，在科学技术史上具有十分重要的地位，英国科学史家李约瑟（Joseph Needham）博士曾称此书是“科学史上的里程碑”。学

沈括重视并通晓医术。他在临床医学、基础医学、物学等方面，有不少重要成果，特别是对物和理有许多独到的见解，有关论述可见于《梦溪笔谈》、《良方》、《灵苑方》、《梦溪忘怀录》等著作中。例如，通过研究，他对细辛、杜若、枳实等物存在的“一物多名”、“一名多物”和“名实错乱”的现象作了考订；对《神农本草经》等古书中关于山豆根等物性记载的错误作了纠正；对辨疾、治疾、配方、采、物的保管和加工制作、服的正确方法等，都提出了一些中肯的看法，这些看法既来自实践，又符合辩证法，直到今天，也是很有价值的。

沈括曾编集《良方》15 卷，北宋末有人将苏轼的杂说附于《良方》，题名为《苏沈内翰良方》。现传本《苏沈良方》共10 卷，沈括自序说：“予所谓良方者，必目睹其验，始著于篇，闻不预焉。”可见他选择方是很审慎的。晁公武《郡斋读书志》也说“用者多验”。由此可见，这部验根据试验，沈括认为这四种方法，要算缕悬法。因为用指甲旋定法和碗唇旋定法，磁针很容易滑落，用水浮法，水也动荡不定，缕悬法却没有这些缺点。方汇编，至少对某些疾病或病人有良好的疗效。

谁发明了指南针？指南针的“祖先”是什么？

沈括还对乐律，古琴的制作和传声，古乐钟的发声、共鸣等声学现象，提出了许多精辟的见解。

谁发明了指南针？指南针的“祖先”是什么？ 指南针是我发明过的一项伟大发明，但如果你对它的“起源”稍感兴趣，你会发现很多奥秘。长期以来，指南针“家族史”中成问题的问题是：它的“祖先”是谁？它是什么时候产生的？初的风格是什么？让我们看一看。

用天然磁石磨制面成，勺底为球面体，勺呈椭圆状，勺柄通体渐渐缩成柱状。为了确定方向，还配有一个“地盘”，它是铜质或涂漆木制盘，是平滑圆槽，形状可能是内圆外方，框上刻划出定向的刻度，用“干”、“支”（即甲、乙、丙、丁……和子、丑、寅、卯……）以及八卦等表明二十四方位。将会投于地盘时，它的柄部就会大体停止在指南的方位上。以上可知司南是现代指南针（磁罗盘）的体型。“指南”是张衡在《东京赋》中次提出来的，以后经过魏晋、南北朝、隋、唐，直到宋代经过一千多年才逐渐发展起来了。宋代杰出的科学家沈括在《梦溪笔谈》中，对指南针发展的当时状况作了详尽的论述。当时在生产和科学实验发展的推动下，特别是航海事业和外贸的兴起扩大下，指南针逐步发展起来。沈括总结了劳动在实践在创造的四种指南针的装置方法。种是水浮法，将磁针浮于水面进行指南，虽然比较平稳，但容易动荡不定；第二种是指甲旋定法，将磁针置于指甲上，转动灵活，也容易滑落；第三种是碗唇旋定法，将磁针置于碗口边上，转动较灵活，但易滑落；第四种是缕旋法，用蚕丝将磁针悬挂起来，可达到转动灵活而又稳定。他还记载了人工授磁方法即“以磁石磨针锋，则能指南”。这种用人工制成磁体，是一个巨大的进步。此外，还曾制出过“指南鱼”、“旱针”、“水针”。旱针、水针这两种指南针，成为近代指南针（罗盘针）的基本结构原理奠定了基础。沈括在研究指南针的过程中，还总结和发现了地磁有偏角存在。也就是说，指南针指示的方向，“常微偏东，不全南也”。

我们知道，指南针是根据物理学中的磁学原理发明的，它的出现与人们对磁力和磁指极性的发现密不可分。磁铁能吸引铁的早记载是公元前三世纪《吕氏春秋》年：“慈石称铁，或引之。” 《时代》不远处，《谷子。谋篇》也有“若磁石取针”的字样。现代磁学告诉我们，地球本身就是一块大磁铁，它的两极分别靠近地球的南极在我国浩如烟海的古籍中，有一部素负盛名的科技著作，这就是北宋卓越的科学家沈括写的《梦溪笔谈》。此著集前代科学成就之大成，是我国古代重要的一部科学技术著作。和北极。所以当我们悬挂磁铁时，无论你如何移动它，当它静止时，它一定有一端指向北方，另一端指向南方。磁石物理性质的记载指的是磁极，公元前3世纪《韩非子》年有所披露：“夫人臣侵其主，如地形，渐过去，使其主失其端，东西易移，而不自知。

因此，王力先司南，以结束日夜不停。“所谓‘日日夜夜’就是广场的意思。显然，我们的祖先迟在公元前3世纪就普遍认识到了磁性的导向和吸铁特性。那么，磁性和手指极性是什么时候被首次发现的呢？虽然很多学者努力探索，但由于文献记载的缺失和局限，成为了一个争论千年的谜。 由于磁铁的铁吸引力和导向作用，它初是什么时候被发现的无法准确确定。所以指南针这样的磁导早是什么时候产生的，自然不清楚。就目前而言，“新浪”的理论占了。据《韩非子。有度篇》:“故王李四纳先，使昼夜终”，认为我国早的磁导四纳存在于战国时期。而且是基于《论衡。是应篇》:“思南之瓢，抛于地，其导。”考证说：新浪由天然磁铁制成，勺底为球形。新浪的南极磨成勺子的长柄，然后放在地上。盘的四面分别刻有八干和十二支。

二十四个方向。盘子有一个直径为5厘米至10厘米的抛光处，用于放置勺子。使用时，轻轻拨动勺子使其转动，当勺子停止转动时，其长柄会指向南方。 但基于上述史料，有细心的学者问，“不是说‘王力司那先’吗？那么，这个“先王”指的是哪一代先王呢？这是对“新浪”理论的挑战。天然磁铁磁性不强，很难想象经过琢磨和振动后还能起到导向作用。同时，当时的人们很难确定磁铁的北极和南极。如果勺子不是按照南北极的方向制作的，勺子即使有磁性也不会被。为什么要做成勺形，而不是更简单？这是“指点鱼”理论的要点。此外，他们认为，除了《韩非子》和《论衡》两册中有“新浪”的材料外，六朝以前的其他文献都没有新浪的记载，甚至把新浪和南车混为一谈。他们认为，目前发现的早的磁导仪的明确记录是北宋曾公亮写于《武经总要》年的《指南鱼》。这是用薄铁叶切下的两寸长的鱼，用火、磁化等手段赋予了磁性。”使用时，将水碗置于无风处，将鱼平放在水面上漂浮，其首头一般朝南至正午”。

“新浪”说和“指南鱼”说都有道理。但是，说《武经总要》是早明确记录磁导的仪器，似乎太保守了。什么是对的，什么是错的？还是有第三种可能？这有待于致力于此的学者和读者从浩瀚的文献中去发现。此外，它在考古学上也有待发现。 从指南针发展史看朴思虎丑闻的消息，它的大发展离不开人造磁铁的出现。那么，人造磁铁是什么时候“诞生”的呢？西汉《淮南子。万毕术记》年有记载：“取鸡血以针碾之，以磁石混之，漆于棋头，曝于燥，放于棋盘上，即相拒不休。”但这是早的人造磁铁吗？这还是个问号。

此外，一般认为北宋沈括《梦溪笔谈》是指南针的早记载。“方嘉用磁铁研磨针头前端，这样可以它”。还详细介绍了指南针的四种组装方法：水漂法、钉子固定法、碗唇固定法、悬挂法。但新出版的卷5，《梦溪笔谈》中说：北宋仁宗李青元年，《史稿》中提到，为了设置四正方向，必须取丙午方向的针，当针摆停止时，以其为中心即可得到正确的方向。就这样，指南针的记录被往前推了几十年。 起初我们的指南针没有方向盘，但很快人们就在浮罗盘上加了一个有24个方向的圆形承力盘，这就是水罗盘盘。只要看一下方位刻度盘上磁针的位置，就可以确定方向，这无疑是指南针发展史上的一大进步。据我们所知，指南针的记载早见于《茔原总录》年，南宋时曾今非昔比。但是，指南针古老的记录是不是说明这顶皇冠一定属于《因话录》钻石海？现在下结论似乎还为时过早。亲爱的读者们，你们有兴趣探索指南针“人生经历”的迷宫吗？