指南針的發展與演變
指南針是我國四大發明之一。它經過漫長的歲月，跨過了司南和指南魚兩個發展階段，最終發展成一種更加簡便、更有實用價值的指向儀器。
指南針的發明，尤其是指南針在航海中的應用，打開了世界磁性導航的先河。
最初的指南針古人稱它“司南”。“司南”是指南的意思。它是用天然磁石製成的。
磁石的南極磨成長柄，放在青銅製成的光滑如鏡的地盤上，再鑄上方向性的二十四向刻紋。這個磁勺在地盤上停止轉動時，勺柄指的方向就是正南，勺口指的方向就是正北，這就是傳統上認為的世界上最早的磁性指南儀器。
東漢時期的王充在他的《論衡·是應篇》中曾說：“司南之杓，投之於地，其柢指南。”這裏的“地”就是上麵所說的“地盤”。
從戰國、秦漢、六朝至隋唐時期的古籍中，有不少關於司南的記載。如《韓非子·有度篇》裏有“先王立司南以端朝夕”的話，“端朝夕”就是正四方的意思。《鬼穀子·謀篇》裏也記載說，鄭國的人到遠處去采玉，就帶了司南去，以便不迷失方向。
古代的司南是用天然磁石經人工用琢玉的辦法琢磨成的。商周時期琢玉工人的技術已經很精湛，至遲在春秋時期，就已經能把軟玉和硬玉琢製成各種形狀的玉器，因此也能夠把低硬度的天然磁石製成形體比較簡單的司南來。
由於天然磁石在琢製成司南的過程中不容易找出準確的兩極方向，而且也容易因受震而失去磁性，因而成品率低。
同時，也因為這樣琢製出來的司南磁性比較弱，而且在和地盤接觸的時候轉動摩擦阻力比較大，效果不很好，因此這種司南未能得到廣泛的使用。
北宋初年，出現了指南魚和指南針。指南魚在行軍需要的時候，隻要用一隻碗，碗裏盛半碗水，放在無風的地方，再把鐵葉魚浮在水麵，就能指南。但是這種用地磁場磁化法所獲得的磁體磁性比較弱，實用價值比較小。
指南針是以天然磁石摩擦鋼針製得。鋼針經磁石摩擦之後，便被磁化，也同樣可以指南。
關於磁針的裝置法，北宋時期科學家沈括親自做了4種實驗，這就是水浮法、碗唇旋定法、指甲旋定法和縷懸法。
水浮法是將磁針上穿幾根燈心草浮在水麵，就可以指示方向；碗唇旋定法是將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉，指示方向；指甲旋定法是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；縷懸法是在磁針中部塗一些蠟，粘一根蠶絲，掛在沒有風的地方，就可以指示方向了。
其實這4種方法各有優點，它們在後來都有不同程度的發展，都在實際中得到不同程度的應用。
而且前兩種的應用還更加普遍。特別是水浮法，在我國指南針發展史上占有重要的地位。
從已經發現的古代文獻和地下出土文物可以看出，從兩宋時期起，曆元明清時期，水浮法指南針在航海上和堪輿上都一直使用。有的還使用到清代的中後期。