水上之友——指南針 指南針的發明與改進
我國指南針的發明經過漫長的歲月。古人在發明了司南之後，不斷在進行改進，運用人工磁化的方法製成了一種新的指南工具指南魚、指南龜。
古人在使用新指南工具的同時，還發現了地磁偏角現象，給後人以極大啟發。
據說秦始皇在位時，身邊網羅了一批術士來為他尋求長生不老之藥。
有一天，一位叫徐福的術士奏本說：“在東方的大海上有3座神山，名叫蓬萊、方丈、瀛洲，仙人們都在那裏居住。請皇帝讓我率領一批男女兒童前往尋求。”
秦始皇很高興，馬上選派了幾千名兒童，又為他造了艘大船，讓他從現在的山東日照縣附近出海，尋求不老之藥。誰知徐福一去不返，不知道他把這些男女少年帶到了何方。
幾千年過去了，秦始皇早已成為曆史的陳跡。但徐福渡海求藥的故事並沒有被人們忘記。如果情形真是如此的話，那麼徐福可以算得上我國航海家中的先驅人物。
事實上，古代先民們麵對茫茫海洋，雖然有探險探秘的願望，但總是無法如願。
出海困難並非是由於造船技術限製了古人們的越洋交流，更主要的原因是由於當時在海上無法辨別方向，方向不明。縱然有可以橫渡大洋的船隻，也會在海上迷路，最終葬身海底。
因此，指南針的發明可以說是給海船裝上了眼睛，為航海業的發展提供了最基本的技術條件。
指南針是我國最早發明的，但它是經過漫長的歲月逐漸發展改進而成的。
司南發明後，古人能夠在遠行中辨別方向。但司南有其局限性，用磁石製造司南，磁極不容易找準，而且在琢製的過程中，磁石因受震動而會失去部分磁性。
再加上司南在使用時底盤必須放平，體積比較大，所以在使用時，很難令人滿意。因此，古人在發明了司南之後，不斷在進行改進。
繼司南之後，我們的祖先又製成了一種新的指南工具，即指南魚。
北宋時期，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。宋代時候，我國在指南針的製造方麵，跟造紙法和印刷術一樣，也有很大的發展。
當時有一部官編的軍事著作叫《武經總要》，其中記載：行軍的時候，如果遇到陰天黑夜，無法辨明方向，就應當讓老馬在前麵帶路，或者用指南車和指南魚辨別方向。
《武經總要》這部書是在1044年以前寫成的。這就是說，在那個時候，我國已經有指南魚，並且把它應用到軍事方麵去了。
指南魚是用一塊薄薄的鋼片做成的，形狀很像一條魚。它有兩寸長，5寸寬，魚的肚皮部分凹下去一些，可以像小船一樣浮在水麵上。
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，使它變成磁鐵具有磁性。
關於怎樣進行人工傳磁，《武經總要》記載：把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。鐵片燒紅後，溫度高於磁性轉變點時的溫度，鐵片中的原來無序狀態的磁疇便瓦解而成為順磁體，蘸水淬火後，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。
我國人發明用人造磁鐵做指南魚，這是一個很大的進步。這說明我國古人很早就已具有相當豐富的磁鐵知識了。
就在鋼片指南魚發明後不久，又有人發明了用鋼針來指南。這種人工磁化的小鋼針，可算是世界上最早製成的真正的指南針了。
北宋時期科學家沈括在《夢溪筆談》中提到一種人工磁化的方法：技術人員用磁石摩擦縫衣針，就能使針帶上磁性。
從現在的觀點來看，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於某一方向，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，摩擦法的發明不但世界最早，而且為有實用價值的磁指向器的出現，創造了條件。
關於磁針的裝置方法，沈括介紹了4種方法：
一是水浮法，就是將磁針上穿幾根燈心草浮在水麵，就可以指示方向。
二是碗唇旋定法，就是將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉指示方向。
三是指甲旋定法，就把磁針擱在手指甲上麵由於指甲麵光滑，磁針可以旋轉自如指示方向。
四是縷懸法，就是磁針中部塗一些蠟，粘一根蠶絲，掛在沒有風的地方，就可以指示方向了。
沈括還對4種方法進行比較，他指出，水浮法的最大缺點，水麵容易晃動影響測量結果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由於摩擦力小，轉動很靈活，但容易掉落。