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指南魚
來源:互聯網

指南魚記,是中國古代用于指示方位和辨別方向的一種器械,跟司南一樣。《武經總要》載有制作和使用指南魚的的方法:“用薄鐵葉剪裁,長二寸,闊五分,首尾銳如魚型,置炭火中燒之,侯通赤,以鐵鈐魚首出火,以尾正對子位,蘸水盆中,沒尾數分則止,以密器收之。用時,置水碗于無風處平放,魚在水面,令浮,其首常向午也。”

從現代科學觀點來看,這是一種磁化過程。薄針葉應是一種碳鋼,把魚燒紅至居里點以上后,讓它在地磁場中急速冷卻,使其產生相變,以獲得剩磁性。由于北宋首都開封市,地磁場方向應是北端向下,因此要讓魚尾正對子位(即北方)并略向下傾斜,才能得到最大的磁化強度。這是利用地磁轉軸傾角現象的一種經驗方法。“以密器收之”,可能是把鐵葉魚收藏在放置有天然磁石的密器內,減少退磁作用,以保持它的剩磁性。這種指南魚使用時,只要在無風處將魚放入盛水的碗中,讓它浮在水面,等到靜止的時候,魚首便會指南。

簡介

來歷說明

公元九六零年,趙匡胤建立宋朝,結束了五代十國時期的封建割據局面。北宋時候,農業、手工業和商業都有了新的發展。在這個基礎上,我國的科學技術獲得了輝煌的成就。宋朝時候,我國指南魚在指南針的制造方面,跟造紙法和印刷術一樣,也有很大的發展。大約在北宋初年,我國又創制了一種指南工具——指南魚。

當時有一部有名的軍事著作,叫《武經總要》,其中說:行軍的時候,如果遇到陰天黑夜,無法辨明方向,就應當讓老馬在前面帶路,或者用指南車和指南魚辨別方向。《武經總要》這部書是在趙禎慶歷四年(公元一零四四年)以前寫成的。這就是說,在那個時候,我國已經有指南魚,并且把它應用到軍事方面去了。

制作工藝

指南魚用一塊薄薄的鋼片做成,形狀很象一條魚。它有兩寸長、五分寬,魚的肚皮部分凹下去一些,它象小船一樣,可以浮在水面上。鋼片做成的魚沒有磁性,所以沒有指南的作用。如果要它指南,還必須再用人工傳磁的辦法,使它變成四氧化三鐵,具有磁性。

古代的一種磁性指南工具,用薄鐵葉剪裁成魚形,魚的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北。當時以此做為一種游戲。

北宋時,曾公亮在《武經總要》載有制作和使用指南魚的的方法:“用薄鐵葉剪裁,長二寸,闊五分,首尾銳如魚型,置炭火中燒之,侯通赤,以鐵鈐鈐魚首出火,以尾正對子位,蘸水盆中,沒尾數分則止,以密器收之。用時,置水碗于無風處平放,魚在水面,令浮,其首常向午也。”這是一種人工磁化的方法,它利用地球磁場使鐵片磁化。即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。而以一定角度放入水中,則使魚磁化的有效磁場強度增大,磁化效果更好。

后來,指南魚進行了改進,它與《武經總要》一書記載的不一樣,是用木頭刻成魚形,有手指那么大,木魚腹中置入一塊天然四氧化三鐵,磁鐵的S極指向魚頭,用蠟封好后,從魚口插入一根針,就成為指南魚。將其浮于水面,魚頭指南,這也是水針的一類。

當時不但有鋼片做的指南魚,還有用木頭做的指南魚和指南龜。宋代《事林廣記》記載了用木頭做指南魚的方法:用一塊木頭刻成魚的樣子,像手指那樣大,指南魚就做好了。把指南魚放到水面上,魚嘴里的針就指向南方。

方法

過去有人認為密器本身為磁石,使它們接觸,時間久了,鋼片做的魚就被人工磁化,變成磁鐵。但這種解釋是錯誤的。東北師范大學物理系教授劉秉正先生在1956年就給于了科學的解釋:鐵片燒紅后,溫度高于居里點,鐵片中的磁疇便瓦解而成為順磁體,蘸水火后,磁疇又形成,但在地磁場作用下磁疇排列有方向性,故能指南北。因我國長江黃河流域一帶地磁有大約50度左右的轉軸傾角,如水平放置,則只有水平方向分量起作用,而以一定角度放入水中,則使魚磁化的有效磁場強度增大,磁化效果更好。我國人民發明用人造磁鐵做指南魚,這是一個很大的進步。這說明我國人民在九百多年前就已具有相當豐富的磁鐵知識了。

使用

使用指南魚,比使用司南要方便,它不需要再做一個光滑的銅盤,只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平,也不會影響指南的作用,因為碗里的水面是平的。而且,由于液體的摩擦力比固體小,轉動起來比較靈活,所以它比司南更靈敏,更準確。

木頭指南

像手指那樣大,在魚嘴往里挖一個洞,拿一條四氧化三鐵放在里面,使它的S級朝外,再用蠟封好口。另外用一根針從魚口里插進去,指南魚就做好了。把指南魚放到水面上,魚嘴里的針就指向南方。

指南龜也是用木頭刻成的,放磁鐵的辦法和木頭指南魚一樣,插在尾部。指南龜不放在水里,人們在它的肚子下面挖一個洞,把它裝在光滑的竹釘上面,使它便于自由轉動,它尾部的那根針,也會自動指向南方。

這種木頭指南魚和指南龜,很可能是一些懂得方術的方士創造的,做成以后只是用來變戲法。所以《事林廣記》的作者,把它們當作《神仙幻術》了。

參考資料 >

指南針.中國大百科全書.2024-08-07

指南針.中國大百科.2024-03-17

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