磁石有吸鐵的特性,如果有人穿著盔甲或身上暗藏兵器入室,那就會被磁石門吸住,這樣,秦始皇住在裏麵,就不怕有人去暗殺他了。
秦始皇曾經3次遇刺,公元前227年荊軻刺秦;公元前218年博浪沙遇刺;公元前216年“逢盜蘭池”,因此他想到一種防範措施。秦始皇利用“磁石召鐵”的性能,“以磁石為門”也算是別具匠心的一種創造。
司南的發明及運用
古人把磁石比喻為“慈母”,後人則稱它為“吸鐵石”或“磁鐵”。磁鐵的用途很廣,早在戰國時,就已被人用來做一種指示方向的儀器司南了。
司南是用天然磁鐵礦石琢成一個勺形的東西,放在一個光滑的盤上,盤上刻著方位,利用磁鐵指南的作用,可以辨別方向,是現在所用指南針的始祖。
相傳在4000多年前,在北方中原地區,黃帝和蚩尤發生“涿鹿之戰”,戰鬥持續了半年沒有分出勝負。
應該說,黃帝在這場戰鬥中能夠取勝,因為他的部落是一個比較強大的部落,而且他代表著正義。
但是,每當戰鬥即將勝利之時,總是有大霧迷漫四周山野,讓人辨不出方向,所以總是前功盡棄。黃帝決定派人探個究竟,這霧到底是怎麼引起的。
於是派一個重要將領隨自己上山,偵察蚩尤部落的動靜。
黃帝等人到了山上後,各處山穀裏晚霞即將落山,霧悄然彌漫山頭,好像一個惡靈,尋找安息之處,緩緩飄來。隻見浪潮起伏,互相追逐,猶如險惡的海麵上的波濤,慢慢封閉了所有景物。
就在黃帝準備命令返營時,身邊的大將突然發現了一個奇跡。
黃帝隨著大將手指的方向望去,隻見在蚩尤的大營中,蚩尤正坐在祭壇上,徐徐作霧,霧從他的口中吐出,飛出營外,縈繞著山川原野。
黃帝這才想起這不是自然界之霧,如想破掉霧,必須造出一樣東西,使人能夠辨別方向,然後才可一舉破之。
黃帝回營後,立即吩咐能工巧匠造指南車,讓指南車認出方向。
在指南車造好後的一個黃昏,黃帝率領部落,大舉進攻蚩尤。
這時蚩尤再作霧已不靈了,黃帝部落在指南車的指引下,在迷霧中大敗蚩尤,結果蚩尤殘敗,黃帝大勝。
在這個傳說中,指南車之說是否確切,還有待考證。然而,利用磁鐵的特性製造指南針,卻是我國人最早發明的。指南針的發明可以追溯至周代,距今已有2500年至3000年的曆史。
大約在春秋戰國時代,我國人就已經發現了磁石和它的吸鐵性。《韓非子·有度篇》記載:
先王立司南以端朝夕。
這裏的“先王”是周王,“司南”就是指南針,“端朝夕”是正四方的意思,是指指南針的用途。
春秋時齊國著名政治家管仲在他所著的《管子》一書中有這樣記載:“上有慈石者,下有銅金。”
“慈石”就是磁石,“銅金”就是一種鐵礦。可見至少在2600年前的管仲時期,就已經知道磁石的存在,並已掌握了磁石能夠吸鐵這一性能了。
磁石有兩個特性,一是吸鐵性;二是指極性。也就是說磁石有兩極,能夠指示南北。磁石的吸鐵特性戰國時代的先民都已發現,而發現磁石的指極性歐洲則比我國晚得多。
磁石能指示南北的特性,不太容易被發現。因為一般情況下磁力小、摩擦力大,磁石兩極不能自由旋轉到南北向。
我國在戰國時代最早發現了磁石的指極性,並利用磁石能指示方向的性能,製成指南工具司南。司南是我國也是世界上最早的指南針。
司南是用天然磁石製成的,樣子像一把湯勺,圓底,可以放在平滑的“地盤”上並保持平衡,而且可以自由旋轉。當它靜止的時候,勺柄就會指向南方。
春秋時代,人們已經能夠將硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具,因此也能將硬度隻有5.5度至6.5度的天然磁石製成司南。
東漢時期思想家王充在他的著作《論衡》中,對司南的形狀和用法做了明確的記錄。
司南是用整塊天然磁石經過琢磨製成勺型,勺柄指南極,並使整個勺的重心恰好落到勺底的正中。勺置於光滑的地盤之中,地盤外方內圓,四周刻有幹支四維,合成24向。
這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象,積累了大量的知識和經驗,經過長期的研究才完成的。
據史載,司南出現後,有人到山中去采玉,怕迷失路途,就隨身帶有司南,以辨方向。
司南的出現是人們對磁體指極性認識的實際應用。但司南也有許多缺陷,天然磁體不易找到,在加工時容易因打擊、受熱而失磁,所以司南的磁性比較弱,
同時,司南與地盤接觸處要非常光滑,否則會因轉動摩擦阻力過大,而難於旋轉,無法達到預期的指南效果。而且司南有一定的體積和重量,攜帶很不方便,這可能是司南長期未得到廣泛應用的主要原因。
[旁注]
涿鹿之戰 指的是距今約4600餘年前,黃帝部族聯合炎帝部族,與東夷集團中的蚩尤部族在今河北省涿縣一帶所進行的一場大戰。“戰爭”的目的,是雙方為了爭奪適於牧放和淺耕的中原地帶。涿鹿之戰對於古代華夏族由野蠻時代向文明時代的轉變產生過重大的影響。
管仲 (公元前725年~公元前645年)東周春秋時代齊國的政治家,哲學家,軍事家,諡“敬”。管仲經好友鮑叔牙力薦,為齊國上卿,輔佐齊桓公成為春秋時期第一霸主,有“春秋第一相”之譽。
王充 (27年~約97年)年少時就成了孤兒,鄉裏人都稱讚他孝順。喜歡博覽群書,但是不死記章句。後來到京城,到中央最高學府太學裏學習,拜扶風人班彪為師。《論衡》是王充的代表作品,也是我國曆史上一部不朽的無神論著作。
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王充是個學識超群的大學問家。
有一天路過街頭,見一個道人盤腿而坐,麵前放著一尊金佛,黃綾上寫著“如來算命”4個字。那道人口裏還念念有詞。於是決定戳破這個騙局。
第二天王充帶了個泥塑金像找到那個老道,佯笑說:“請試試這個如來菩薩靈不靈。”老道一愣,慌忙拿起那尊小金佛溜了。
原來,老道的佛像是鐵製的,金戒尺則一頭是鐵,一頭是磁石。如要佛像點頭,便握鐵質的一端,使磁石的一端在佛像頭部繞動,則像頭隨尺而動。
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。