為了給朋友們去開封市著名景點“清明上河園”游玩帶來一點樂趣，今天咱們就把導游講不到的一些知識，借住空間給大家聊一聊：古代的四大發(fā)明之一“指南針”。
在該景點內的東半部有一個簡單的儀器，它叫司南，這種儀器是判別方位的，后來叫做指南針。公元960年后趙匡胤和后來的八代皇帝執(zhí)政時，均采取了重文輕武的政策。因此，在這168年中，宋朝培養(yǎng)出了許許多多文學家丶書法家丶科學家丶思想家丶……。他們先后研究發(fā)明了火藥丶印刷術丶和指南針。也就是這個時間沈括發(fā)明了指南針。
沈括（公元1031年一一1095年），字存中，號夢溪丈人，漢族，淅江錢塘縣（今浙江省杭州市）人。沈括是宋朝的科學家丶政治家。他還是一個全才人物，天文丶數(shù)學丶地理丶生物丶醫(yī)學丶物理，……似乎每一門都非常擅長，要是放在當今，那就是一個學神級人物。沈括不僅僅是一名優(yōu)秀的科學家，更是出色的軍事家和外交家。對于沈括來說，讀書和旅行都是生活中必須要堅持的事情。
沈括夲就是官僚家庭出生。因此總是有不少機會，因為父親調動而游歷各方。再加上母親也是個非常有文化涵養(yǎng)的婦女，所以沈括自小就被養(yǎng)成勤奮好讀的習慣。在母親的指導下，他14歲時就巳經把自己家中所有藏書給讀完了。這些都為沈括將來的成功打下了結實基礎。
北宋時期的公元1074年夏天，持續(xù)大旱。東京城上空連著幾天烏云密布，人們似乎聽到了即將來臨的雨聲，然而雨沒有如期而至，天空又出現(xiàn)了烤人的烈日。這時讓宋神宗皇帝更加憂心忡忡，他在急切地等著一個人，來人便是沈括。皇帝問沈括：“雨何時會來？”沈括回答：“明日，有大雨！”在場的人都將信將疑。沈括心里明白，在水汽充沛的季節(jié)，連日天陰，說明水汽已經聚集，而后陽光又烘烤著地面，在水汽和地面上的熱力作用下，形成雨的條件已經成熟，是必然會下雨的。這是在中國歷史上一次比較早的丶有據(jù)可查的準確的天氣預報。而這次對話，也被記載在沈括的傳世名著《夢溪筆談》之中。沈括當時的身份是司天監(jiān)的主持。司天監(jiān)的職責是觀測天象和制定歷法，這個部門有點類似于今天的國家天文臺。
公元1054年7月的一天早晨，在東京城東方的天空中，突然出現(xiàn)了一顆不知名的星星，看上去紅里透白，光芒四射。這顆突然闖入的星星，被人們稱作客星。突然出現(xiàn)的客星驚動了司天監(jiān)的沈括，那時，人們是將人世間的事情與天象變化神秘地聯(lián)系在一起的。那么，這次客星的闖入昭示著什么呢？一年之后，這個不速之客悄悄的消失了。在開封郊外的觀象臺，司天監(jiān)的沈括給后人留下了一份總共有二十三次能夠在白天看到客星的觀測記錄。就在那次客星天象過丟18年之后，沈括來到了司天監(jiān)，主持改進和創(chuàng)建各種天文儀器。沈括主要的工作不僅僅是把前人的東西歸納了，而且又在理論探討和實踐上增加了一些新的東西。他的這些新東西，就包括改進的古代指南針。
沈括是一個神奇的人，他在東京城任職時發(fā)現(xiàn)了地磋角。并將指南魚改進成了指南針。發(fā)明了裝置指南磁針的四種方法：水浮法丶碗唇旋定法丶指甲旋定法丶縷懸法。水浮法是將磁針上穿幾根燈心草浮在水面，就可以指示方向。碗唇旋定法是將磁針擱在碗口邊沿，磁針可以施轉，指示方向。指甲旋定法則是把磁針擱在手指甲上面，由于指甲面光滑，磁針可以旋轉自如，指示方向。而縷懸法是在磁針中部涂一些蠟，粘一根蠶絲，掛在沒有風的地方，就可以指示方向了。
沈括指出，水浮法的最大缺點，水面容易晃動，影響測量結果。碗唇旋定法和指甲施定法，由于摩擦力小，轉動很靈活，但容易掉落。沈括比較推重的是縷懸法，他認為這是比較理想而又切實可行的方法。事實上，沈括指出的四種方法已經歸納了迄今為止指南針裝置的兩大體系一一水鐘和旱針。
在此基礎上，沈括帶領著司天監(jiān)的另一位天文學家楊維得和一些技術人員，用人工磁化的方法制造出了指南針。沈括在《夢溪筆談》中提到另一種人工磁化的方法：“方家以磁石摩針鋒，則能指南”。按沈括的說法，當時的技術人員用磁石去摩擦縫衣針，就能使針帶上磁性。用現(xiàn)在的觀點來看，這是一種利用天然磁石的磁場作用，使鋼針內部磁疇的排列趨于某一方向，從而使鋼針顯示出磁性的方法。這種方法比地磁法簡單，而且磁化效果比地磁法好。
指南針又叫羅盤針，最初被稱作司南。早期的指南針在指定方向時并不準確。沈括在試圖提高精確度時有一個巨大的發(fā)現(xiàn)，這就是地球的磁偏角現(xiàn)象。經過沈括對磁偏角校對后的指南針，為大海航行做出了貢獻，茫茫大海的航船，以此再也不用擔心會迷失方向。宋化的大船攜帶著沈括改進后的指南針越行越遠。中國的指南針也漂洋過海，被應用在了更廣闊的世界航海中。幾百年后，人們發(fā)現(xiàn)了美洲大陸。在當時，指南針推動了宋代航海事業(yè)的發(fā)展，還為人類文明史上另一個偉大創(chuàng)舉一一海上絲綢之路定向護航。宋王朝是當時最重要的海上貿易大國。北宋王朝當時就擁有人類歷史上最龐大的帆船艦隊和商船隊，頻繁遠航至阿拉伯了東非丶印度丶東南亞丶和日夲丶朝鮮。因此，可以這樣說，中國的指南針在世界文明的發(fā)展史上書寫了輝煌的一筆。
今天，人們在燦爛的星河中發(fā)現(xiàn)了一顆小行星，它的編號為2027號，這是為紀念對人類古代科學進步與發(fā)展做出了巨大貢獻的沈括，國際天文組織將這顆星命名為“沈括星”。
我叫趙祥，男，現(xiàn)年77歲，原在開封市公安局工作。因是開封人，非常熱愛故鄉(xiāng)，所以網名叫開封迷。為了過好老年人的生活，發(fā)揮余熱，為宣傳開封出一把力，經過在市內掃街（即走街串巷采集有關資料），自己背熟后，再向各界朋友義務導游！
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編輯：雨后初晴
