古代指南针,古代人是怎么辨别方向的?
在现代生活中,快速的交通让每个人都有机会来到一个陌生的城市。当你在一个不同的地方,如果有一个导航仪,你会发现似乎什么都没有改变,只要想到哪里有导航就够了。其实古人也有导航仪,只是导航仪功能单一,只能指示方向,古代导航仪就是古代指南针。
指南针,在古代被称为司南,主要由一根安装在轴上的磁针组成。在磁场的作用下,磁针可以自由旋转并保持在磁子午线的切线方向。磁针的南极指向地理南极(磁场北极),可以直接用来辨别方向。常用于航海、旅游和军事。
早在战国时期,人们就发现磁铁具有“极性”,于是发明了“司南”。当磁石磨成勺子并放置在罗盘上时,勺子的手柄将自动指向南方。但古人很快发现,这种方法有时会做出不准确的判断。原来古人用的是天然磁铁,加工后会导致失去磁性。此外,在旋转过程中会受到摩擦阻力干扰,从而导致结果不准确。
为了解决这个问题,古人开始了研究工作。北宋时,科学家沈括在《梦溪笔谈》中介绍了指南针的制作方法。用磁石磨成针,可以指向南方,但指示的方向不是正南,而是略偏东,这个偏离的角度就是我们后人常说的“磁偏角”,是正南偏东15度。
同时,沈括还谈到一个现象,即由磁石制成的针有时可以指向南方,有时指向北方。沈括无法解释这一现象,这个问题现在回答很简单,因为磁石有两极,如果磨成针的过程中不注意磁极,就会出现沈括所描述的情况。不管怎么说,古人能做到这一点是很厉害的。
古代指南针最大的用途是在航海领域。在古代,有两条对外贸易路线,一条是陆上丝绸之路,另一条是海上丝绸之路。在茫茫大海中,很难有一个参照物来辨别方向。在好天气里,可以通过观察太阳星星的轨迹来确定方位,不过一旦遇到恶劣天气,就不行了。有了指南针就再也不怕迷路了。
明代的帆船上有一个专供指南针的“针房”,由经验丰富的船员看守,保证船只时刻按照既定的航线航行。这就是古代指南针,说指南针是古代的“导航仪”并不为过。
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