指南针

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1044年武经总要记述指南鱼

四大發明中的指南針前身為中國古代的司南。是一種用於指示方向的工具，廣泛應用於航海、野外探險等領域。早在古代已對貿易、戰爭和文化交流造成深遠影響。

在开封展示的勺碗形、用于汉朝（前202年-220年）风水堪舆的指南针模型。^[14]

在墨西哥韦拉克鲁斯州圣罗伦索特诺奇提特兰，一件来自奥尔梅克时代的古老赤铁矿手工艺品可追溯到大约前1000年，显示在当时中美洲有可能使用天然磁石的指南针，远较在中国所描述者年代更为久远。然而奥尔梅克文明中并不懂得如何提炼生铁，中国老祖先当时已发现如何提炼生铁，并将之与天然磁石接触以进行磁化。^[15] 古文献对天然磁石吸引铁以制备磁铁的描述于《管子》、^[16]《吕氏春秋》、^[17] 和《淮南子》^[18] 中提及。^[19][20][21] 到了汉朝（前202年-220年）开始使用指南北天然磁石磨制的勺碗状指南针，用来占卜与风水堪舆，尚未用在导航方面。^[22][23][24] 东汉王充（27年-约97年）在其所著《论衡》卷17是应篇第52说「司南之杓，投之于地，其柢指南」。^[25][26] 虽根据根据李约瑟（1986）的研究，《论衡》卷16乱龙篇第47说提及另外两处相同文字提及磁铁吸力，^[27] 但学者李书华（1954）认为那是天然磁石，并指出，《论衡》中并没有明确提及磁铁。^[14]
1044年出版的北宋曾公亮《武经总要》前集卷十五描述了用人造磁铁片制作指南鱼：将铁片或者钢片剪裁成鱼状，放入炭火烧红，尾指北方斜放入水，便形成热剩磁的指南针，可放在盛水的碗内，透过剩磁与地磁感应作用指南。《武经总要》记载该装置与纯机械的指南车并用于导航。^{[28][29][30][31]}
宋朝（960年-1279年）的沈括在其1088年著述《梦溪笔谈》中是第一位准确地描述地磁偏角（即磁北与正北间的差异）和利用磁化的绣花针做成的指南针的人，^[32] 而朱彧（活跃于12世纪）在其1119年发表的《萍洲可谈》中是第一位具体提到利用指南针在海上航行的人。
1123年宋朝派遣使臣取海路出使朝鲜，《宣和奉使高丽图经》记载用水浮指南针导航：“是夜洋中不可住，维观星斗前迈。 若晦冥，则用指南浮针， 以揆南北”
宋代的航海指南针，除“南北”，还未见有其他方位。四十八方位罗盘用于航海的文献纪录，最早见于元代周达观《真腊风土记》：“自温州开洋，行丁未针。历闽、广海外诸州港口，过七洲洋，经交趾洋到占城。又自占城顺风可半月到真蒲。又自真蒲行坤申针，过昆仑洋入港”。
明朝永乐年间随郑和下西洋的巩珍在《西洋番国志》的《自序》中叙述应用水浮罗盘的情况：“往还三年，经济大海，绵邈弥茫，水天连接，四望迥然，绝无纤翳之隐蔽。惟日月升坠，以辨西东，星头高低，度量远近。斫木为盘，书刻干支之字，浮针于水，指向行舟”。
到了元代，指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航，在不同航行地点指南针针位的连线图，叫做“针路”。船行到某处，采用何针位方向，一路航线都一一标识明白，作为航行的依据。