指南針發明的歷史
戰國時期
據古礦記載,最早出現在戰國時期的磁山地區。指南針的前身是中國古代四大發明之壹的新浪。
據3月1982《光明日報》報道,磁山(在今河北省邯鄲市武安)是中國四大發明之壹指南針的發源地。據《古礦誌》、《明史地理》記載:?磁州武安縣西南有壹座磁山,出產磁鐵礦。?[2]又《伊名裁決》說:?磁州武安縣西南有壹座磁山,出產磁鐵礦。?《古礦誌》中也記載“伊名治”說:磁山,縣城西南三十裏,為原生礦,故名州。磁山,指南針的故鄉。
古籍記載中有關指南針的事情和古籍作者都在以古邯為中心的趙巖文化區。中國古代的圓規,記載在可考經典的範圍內,都是用天然磁鐵制作的。據先秦典籍記載,只有武安磁山(今河北省邯鄲市武安)出產天然磁石。春秋戰國時期,有可能創建新浪的,只有以邯鄲為中心的趙巖文化區,而武安很可能是指南針的故鄉。
其中壹個觀點
王振鐸關於指南針的發明最早不超過宋代的相關觀點,體現在他的壹系列研究成果中。如新浪、指南針和指南針(壹)壹文中所述:?從周末到唐力,古人叫它什麽?新浪?還是?導遊?它是壹種識別方向的儀器,攜帶和測試都很方便,就像指南針壹樣。王振鐸認為,在唐代,已經出現了便攜式的類似指南針的儀器,但絕不是指南針。王振鐸把這種物體看作指南針的過渡形式。王振鐸沒有明確判斷指南針發明的具體時間。由於缺乏材料和科學嚴謹性,他沒有輕易做出判斷。他在新浪說,指南針和指南針(上):?魚法比針法早半個世紀左右,但兩者的關系還有待歷史證據發現。?我就是在這種情況下說的。此外,在同壹篇論文中,他說:?中國古代是用縫制鋼針的方式人工傳遞磁場,但在11世紀之前壹直沒有找到成年人制作磁羅盤的歷史證據。?這是根據北宋沈括的夢溪而作。雜誌1和孟茜碧潭布是在此基礎上進行評判的。這兩篇文章記錄了這種人造磁羅盤。此外,在這篇文章中,王振鐸批評了唐代高僧壹行在Alexanderwylie所著的《中國研究》中註意到磁針所指方向與北極不同的誤解。最後鄭重提出結論:?根據中國磁針偏磁的記載,還沒有發現有比孟茜碧潭更早的歷史證據,所以謹記在心。略東?,寇宗雙還記得嗎?東?,即磁針的偏轉角。?這是因為王振鐸由於所謂的材料限制,無法對中國磁偏角的發現時間有壹個確切的了解。關於指南針的發明,王振鐸只是給出了壹個大概的猜測。在《新浪·羅盤與指南針(下)》中,王振鐸說:在指南針發明的時代,人們認為周萍柯坦的海船磁針和方嘉沈括的磁針是早就發現的。?指南針的發明應該是在很長壹段時間內逐漸完善的結果,不同時期的形式也應該以不同的形式出現,王粲先生只給出了壹個時間區間。
第二種觀點
李約瑟的觀點,數列的磁偏角,先東後西,體現在中國堪輿羅盤設計的同心圓上,這些同心圓壹直保存到現在。不用說,磁羅盤在中國被用於風水用途後很久才被用於導航。但是導航羅盤是中國人發明的,可能發生在11世紀前的某個時間或者更早。?李約瑟在這壹段清楚地論述了指南針、磁偏角、羅盤等問題。雖然有些結論過於武斷,但他對中國指南針的發明做出了總結性的結論。
潘繼興先生對王振鐸先生和李約瑟先生的研究進行了總結,但很明顯他贊同李先生的觀點,並對李約瑟先生在《中國古代四大發明的起源與傳播及其世界影響》壹書中提到的幾個材料進行了詳細的論述和闡述。但同時又像李約瑟先生壹樣,在壹些問題上過於武斷,明顯證據不足,令人難以置信。
正如他在書中所說:?然而,從新浪儀器到指南針有幾次技術上的轉變,發生在魏晉南北朝至唐代。?他的結論沒有多少材料支持。但這個結論大體上是正確的。潘繼興先生和李約瑟先生壹樣,把崔寶《古今筆記》裏的話?蝌蚪,青蛙,(青蛙)葉紫,壹個吊針,壹個玄魚。?作為?從勺子到針頭?從過渡的角度來看。他說:?空中的磁針和方位盤的結合,在晉南北朝時期就開始使用,真正起到了導向作用,從而實現了李約瑟先生所說的從勺到針的轉變。?在同壹本書裏,潘繼興先生還對水羅盤的外觀做了壹個判斷。他說:?有證據表明,公元9世紀唐朝闞玉羅盤的制造者已經邁出了這決定性的壹步。?在同壹頁上,他再次強調:?晉南北朝開始改進新浪的技術,但在唐後期,完成了從新浪到指南針的轉變。北宋人享受這些科技成果,並將其發揚光大。這就是歷史發展脈絡。?進壹步闡述了指南針的發展。潘繼興在李約瑟先生研究的基礎上,吸收了王振鐸先生的壹些觀點,重新界定了指南針發明的時間和過程。雖然還存在壹些不足,但從整體上看,這是科技史上的壹個進步。還有壹些學者,要麽在沒有新材料,要麽缺乏材料的情況下做出驚人的結論,基於某壹條材料做出新的結論,但總的來說,未能說服所有人,影響力不大。?而指南針的起源判斷在唐代。不管這個論斷是否正確,僅憑這份材料是不可能得出這樣的論斷的。[5]
第三個觀點
在成都民間收藏家的收藏中,發現了壹件極具學術研究價值的玉(石)器皿。它由七塊玉(石)板組成,正面有圖形,背面有古代漢字。特別是第四塊玉(石)板中間,有壹個圓形的花紋,上面放了壹個類似的半塊。地球?壹些事情。在這?地球?頂部(北極)有壹個直徑4cm的小孔,裏面插著壹個玉(石)羅盤,也有?東?、?南方?、?西?、?北?四個古字。根據現有的專業知識分析,這四個古文字與我們今天地質填圖中使用的指南針上的文字相似。東?、?南方?、?西?、?北?字的位置是壹樣的,除了東字,其余的呢?南方?、?西?、?北?三個字不同於甲骨文。在三星堆的玉(石)上發現指南針非常重要,指南針最早出現在春秋戰國時期的觀點將被徹底推翻。三星堆玉(石)上指南針的發現,將中國指南針的發現歷史推至伏羲時代。三星堆發現的指南針是玉(石)的,不會轉。這是象征性的。
現代指南針
現代電子羅盤
現代人做了各種各樣的電子羅盤,包括美國蘋果手機裏的這個軟件。電子羅盤,也叫數字羅盤,是壹種利用地磁場確定北極的方法。應用在手機上,其實就是電子羅盤,壹般用磁阻傳感器和磁通門做成。
雖然GPS廣泛應用於導航、定位、測速、定向,但由於其信號經常被地形和物體阻擋,精度大大降低甚至無法使用。尤其是在高樓林立的城區和植被茂密的林區,GPS信號的有效性只有60%。而且在靜止狀態下,GPS無法給出航向信息。為了彌補這壹不足,可以采用組合導航定位的方法。電子羅盤就是為了滿足用戶的這種需求而設計的。能有效補償GPS信號,保證導航定位信息100%有效,即使GPS信號失鎖後也能正常工作,是嗎?不扔星星?。
電子羅盤可分為平面電子羅盤和立體電子羅盤。平面電子羅盤要求用戶在使用時保持羅盤水平,否則當羅盤傾斜時,也會給出航向的變化,但實際上航向並沒有變化。雖然平面電子羅盤對使用要求很高,但是如果附在羅盤上的載體能壹直保持水平,是壹個很好的性價比選擇。三維電子羅盤克服了平面電子羅盤在使用上的嚴格限制,因為三維電子羅盤裏面有壹個傾角傳感器,如果羅盤傾斜,它可以補償羅盤的傾斜,這樣即使羅盤傾斜,航向數據依然準確。有時,為了克服溫度漂移,指南針還可以構建溫度補償,以最小化傾斜角和指向角的溫度漂移。
電子羅盤原理
三維電子羅盤由三維磁阻傳感器、雙軸傾斜傳感器和單片機組成。三維磁阻傳感器用於測量地球磁場,傾角傳感器用於磁強計不水平時的補償。單片機處理磁強計和傾角傳感器的信號,以及數據輸出和軟鐵、硬鐵補償。磁力儀采用三個垂直的磁阻傳感器,每個傳感器在軸向檢測該方向的地磁場強度。
磁偏角