指南針
指南針
百科名片
指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。指南針的前身是中國古代四大發明之一的司南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉動的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的北極，利用這一性能可以辨別方向。常用於航海、大地測量、旅行及軍事等方面。同名的還有樂隊名稱以及電影名稱。
指南針概述
指南針的發明是我國勞動人民，在長期的實踐中對物體磁性認識的結果。由於生產勞動，人們接觸了磁鐵礦，開始了對磁性質的了解。人們首先發現了磁石引鐵的性質。後來又發現了磁石的指向性。經過多方的實驗和研究，終於發明了可以實用的指南針。
磁子午線的切線
磁子午線簡介 地球表面上某點地磁水平分力線所切的地球大圓。磁針在僅受地磁影響（沒有自差）的情況下其指向即磁子午線方向（也就是說，在地球磁場作用下，磁針在某點自由靜止時其軸線所指的方向）。因地磁兩極不對稱和磁場不規律性，磁子午線一般不經過地磁南北極。故磁針所指的磁北方向不一定是地磁北極的方向。 磁子午線方向可用羅盤儀測定。 磁子午面 經過地心和磁針靜止時所指示的南北方向所作的垂直平面。
磁子午線的切線
指示方向原理
地球是個大磁體，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。 指南針在地球的磁場中受磁場力的作用，所以會一端指南一端指北。 輾轉傳入歐洲後在航海大發現中發揮出不可替代的作用。但科學史家清楚，最早解答「指南針為何能夠指南」問題的並不是中國人，而是英國科學家吉爾伯特。那麼，中國發明指南針後對指南針理論作過什麼樣的探討？吉爾伯特的理論是否及時傳到了中國？明末清初的「西學東漸」，又對我國指南針理論的發展有過哪些影響？上海交通大學科學史與科學哲學系教授關增建從2003年起開始著手研究這些基本上還是空白的問題。 「中國最早的指南針理論，是建立在陰陽五行學說基礎上的『感應說』。」關增建介紹，11世紀中葉時我國大科學家沈括還對指南針感到匪夷所思，他的《夢溪筆談》介紹了指南針的人工磁化方法、磁偏角的發現和指南針的架設方法，但對指南針為什麼會指南卻沒有一點概念——「磁石之指南……莫可原其理！」隨後，文人學者們從陰陽五行學說出發，結合當時人們對大地形狀的認識，提出各種指南針理論。例如，最晚成書於宋代的《管氏地理指蒙》，首先提出如下邏輯： 「磁針是鐵打磨成的，鐵屬金，按五行生剋說，金生水，而北方屬水，因此北方之水是金之子。鐵產生於磁石，磁石是受陽氣的孕育而產生的，陽氣屬火，位於南方，因此南方相當於磁針之母。這樣，磁針既要眷顧母親，又要留戀子女，自然就要指向南北方向。」 關增建表示，從近代物理學的觀點來看，「蒙氏理論」完全異想天開，但從事物的屬性出發解釋其行為，在東西方科學史上都是常用的做法。我國古代陰陽學說昌盛，用陰陽學說闡釋指南針指南及「常微偏東」的原理，是再自然不過的事情。特別是，該理論認為磁石不同端面有不同屬性，它們決定磁針的指向，這種說法很容易啟發人們發現磁石的兩極，並進一步聯想到磁極與磁針指向之間的關係，從而為正確認識這一問題找到可能的途徑。 南宋人的指南針原理，仍認為「指南針之所指，即陽氣之所在」，只是圍繞磁偏角現象，立論依據更多轉向地理方位的坐標系統——中國古人認為地是平的、大小有限，這樣地表面必然有個中心，過該中心的那條子午線就是唯一的南北方向。南宋人曾三異等認為，一旦測量地點不在這條南北線上，指南針所指向自然「少偏」。到明代，有人假託南唐人著作指出，指南正針由大地方位系統決定，而偏角則由天體方位劃分系統所決定。關增建認為，這種說法「體現了傳統指南針理論在陰陽感應學說和磁偏角的存在這一矛盾面前所表現出來的窘迫」。 明萬曆年間（公元1573～1620年），傳教士來華，帶來西方的指南針理論、地球學說以及相關科技知識。受其影響，中國學者開始從新的視角探討指南針理論問題，在此過程中，陰陽五行的作用不斷淡化，力學角度的分析不斷增加，但吉爾伯特1600年提出的科學理論連西方學界都沒統一，更談不上入主東土。傳教士中，1658年抵華的比利時耶穌會士南懷仁的指南針理論最系統，但他認為決定磁針指向的是地球的地理南北兩極本身，理論仍然局限在古代科學的範圍，而不像吉爾伯特認識到地球本身存在一個磁體。南懷仁理論在中國影響深遠，直到19世紀中葉，我國仍有學者用它解釋指南針問題。而此時，清末來華的傳教士已開始著手把西方近代磁學知識介紹給中國了。
指南針的始祖
目前傳統的觀點認為指南針的始祖大約出現在戰國時期。它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，且可以自由旋轉。當它靜止的時候，勺柄就會指向南方。當時的著作《韓非子》中就有：「先王立司南以端朝夕。」「端朝夕」就是正四方、定方位的意思。《鬼谷子》中記載了司南的應用，鄭國人采玉時就帶了司南以確保不迷失方向。 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，因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石製成司南。東漢時的王充在他的著作《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，四周刻有干支四維，合成二十四向。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。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，而且它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。 目前的司南模型是由我國著名科技史學家王振鐸根據根據《論衡》中的記載，考證並復原的。司南由青銅盤和天然磁體製成的磁勺組成，青銅盤上刻有二十四向，置磁勺於盤中心圓面上，靜止時，勺尾指向為南。 但司南是磁性指南工具的一觀點一直受到學術界的質疑。首先，在《論衡》中，並未指出司南是磁勺子，而且，在剛認識到磁石吸鐵的同時就發現其指極性不符合認識的規律，另外要把磁石加工成能指南的磁勺，要有意識地『順其南北極向』磨鏤。在十一世紀指南針發明以前，古文獻中從未有過磁石兩極以及它的指極性的記述。50年代錢臨照院士曾受郭沫若之託試圖以天然磁石製做勺形司南，但因天然磁石磁距小、底部摩擦大而未成功。而王振鐸先生的復原物為鎢鋼在人工電磁場中磁化，這在兩千多年前是無法辦到的。現在北京的中國歷史博物館已不再展出司南的模型。東北師大教授劉秉正於1956年就對司南的磁勺說提出質疑[1]，80年代後又通過用天然磁石指極性實驗以及考據指出《論衡》以及《瓢賦》中的司南是天上的北斗， 而其它的文獻中的司南或是指南車如《鬼谷子》，可能是行事的準則，也有可能指官職如《韓非子》[2][3]。其他也有一些學者如中國科技大學教授李志超認為司南是磁石放在瓢中，杭州大學教授王錦光提出司南是磁勺子放到水銀池中（《論衡》中的地為「池」）[4][5]。2005年中國國家博物館研究員孫機根據前北平歷史博物館舊藏殘宋本《論衡》認定「司南之杓」杓字實為酌，那麼看來「其柢指南」之柢也非指勺柄，司南是機械齒輪裝置的指南車[6]。但這些質疑還沒有被科技史學界所普遍接受[7][8]。 另外人們常把指南車當成磁性指南工具，實際上指南車是應用機械原理進行指南的。這在學術文獻中也經常被混淆。如認為《鬼谷子》中的司南是磁性指南工具。實際上歷代引《鬼谷子》中的司南從前後文看都是說指南車。如《宋書·禮志》，唐·李善注《文選》中左思吳都賦，《太平御覽·車部四》等。這是在閱讀文獻是應該注意的。
指南針的樣式
古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形，魚的腹部略下凹，像一隻小船，磁化後浮在水面，就能指南北。當時以此做為一種遊戲。 北宋時，曾公亮在《武經總要》載有製作和使用指南魚的的方法：「用薄鐵葉剪裁，長二寸，闊五分，首尾銳如魚型，置炭火中燒之，侯通赤，以鐵鈐鈐魚首出火，以尾正對子位，蘸水盆中，沒尾數分則止，以密器收之。用時，置水碗於無風處平放，魚在水面，令浮，其首常向午也。」這是一種人工磁化的方法，它利用地球磁場使鐵片磁化。即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。鐵片燒紅後，溫度高於居里點，鐵片中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。因我國長江黃河流域一帶地磁有大約50度左右的傾角，如水平放置，則只有水平方向分量起作用，而以一定角度放入水中，則使魚磁化的有效磁場強度增大，磁化效果更好[1]。人工磁化方法的發明，對指南針的應用和發展起了巨大的作用。在磁學和地磁學的發展史上也是一件大事。北宋的沈括在《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。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。 《夢溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關我國古代科學技術的著作，書中談到磁學和指南針的一些問題。他在《夢溪筆談》的補筆談中談到了摩擦法磁化時產生的各種現象：「以磁石摩針鋒，則銳處常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理應有異，未深考耳。」這是說，用磁石去摩擦縫衣針後，針鋒有時指南，也有時指北。從現在的觀點來看，磁石都有N和S兩個極，磁化時縫衣針針鋒的方位不同，則磁化後的指向也就不同。但沈括並不知道這個道理，他真實的記錄了這個現象並坦白承認自己沒有做深入思考。以期望後人能進一步探討。 關於磁針的裝置方法，沈括介紹了四種方法： 1.水浮法——將磁針上穿幾根燈心草浮在水面，就可以指示方向。 2.碗唇旋定法——將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉，指示方向。 3.指甲旋定法——把磁針擱在手指甲上面由於指甲面光滑，磁針可以旋轉自如，指示方向。 4.縷懸法——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。 沈括還對四種方法做了比較，他指出，水浮法的最大缺點，水面容易晃動影響測量結果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由於摩擦力小，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——水針和旱針。 南宋陳元靚在《事林廣記》中介紹了另一類指南魚和指南龜的製作方法。這種指南魚與《武經總要》一書記載的不一樣，是用木頭刻成魚形，有手指那麼大，木魚腹中置入一塊天然磁鐵，磁鐵的S極指向魚頭，用蠟封好後，從魚口插入一根針，就成為指南魚。將其浮於水面，魚頭指南，這也是水針的一類。 指南龜是當時流行的一種新裝置，將一塊天然磁石放置在木刻龜的腹內，在木龜腹下方挖一光滑的小孔，對準並放置在直立於木板上的頂端尖滑的竹釘上，這樣木龜就被放置在一個固定的、可以自由旋轉的支點上了。由於支點處摩擦力很小，木龜可以自由轉動指南。當時它並沒有用於航海指向，而用於幻術。但是這就是後來出現的旱羅盤的先聲。 指南龜發明年代不晚於1325年。木塊刻成龜型，龜腹部中心嵌以磁體，木龜安放在尖狀立拄上，靜止時首尾分指南北。 羅盤定位
指南針的故事
指南針 指南針是磁鐵做成的。磁鐵能吸鐵，通常稱為「吸鐵石」，古代稱為「慈石」因為它一碰到鐵就吸住，好像一個慈祥的母親吸引自己的孩子一樣。後來，人們才稱它為「磁石」。每塊磁鐵兩頭都有不同的磁極，一頭叫S極，另一頭叫N極。人們居住的地球，也是一塊天然的大磁體，在南北兩頭也有不同的磁極，靠近地球北極的是S極，靠近地球南極的是N極。人們知道，同性磁極相斥，異性磁極相吸引，所以，不管在地球表面的什麼地方，拿一根可以自由轉動的磁針，它的N極總是指向北方，S極總是指向南方。 二千多年以前，也就是春秋戰國時候，中國已經用鐵來製造農具了。勞動人民在尋找鐵礦的時候，就發現了磁鐵，並且知道它能夠吸鐵。中國古書《管子》上有這樣的記載：「上有慈石者，下有銅金。」「銅金」就是一種鐵礦。《管子》這部書產生在公元前三世紀，這說明中國最遲在公元前三世紀就知道磁石能夠吸鐵了。秦朝時候，還有這樣有趣的傳說，秦始皇統一中國以後，在陝西咸陽造了一個很大的阿房宮，阿房宮中有一個磁石門，完全用磁鐵造成。如果有誰帶著鐵器想去行刺，只要經過那裡，磁石門就會把這個人吸住。另外，根據古書記載，漢武帝時候，膠東有個欒大，獻給漢武帝一種斗棋。這種棋子一放到棋盤上，就會互相碰擊，自動鬥起來。漢武帝看了非常驚奇。原來來大的棋子是用磁石做的，所以有磁性，能互相吸引碰擊，只是漢武帝不懂這個道理罷了。
磁性質的應用
指南針一經發明很快就被應用到軍事、生產、日常生活、地形測量等方面，特別是航海上。指南針在航海上的應用有一個逐漸發展過程。成書年代略晚於《夢溪筆談》的《萍洲可談》中記有：「舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦則觀指南針。」這是世界航海史上最早使用指南針的記載。文中指出，當時只在日月星辰見不到的時候才使用指南針，可見指南針剛開始使用時，使用還不熟練。二十幾年後，許兢的《宣和奉使高麗圖經》也有類似的記載：「惟視星斗前邁，若晦冥則用指南浮針，以揆南北。」到了元代，指南針一躍而成海上指航的最重要的儀器了。不論晝夜晴陰都用指南針導航了。而且還編製出使用羅盤導航，在不同航行地點指南針針位的連線圖，叫做「針路」。船行到某處，採用何針位方向，一路航線都一一標識明白，作為航行的依據。 指南針的發明是古代先民對磁現象的觀察和研究的結果。古代先民對磁現象的觀察和研究的過程中，進一步了解了磁的性質，並試圖更多地應用這些性質。傳說秦始皇修建阿房宮時，有一宮門是用磁鐵製造的。如果刺客帶劍而過，立刻會被吸住，被衛兵當場捕獲。這樣的故事還很多，《晉書.馬隆傳》記載馬隆率兵西進甘、陝一帶，在敵人必經的狹窄道路兩旁，堆放磁石。穿著鐵甲的敵兵路過時，被牢牢吸住，不能動彈了。馬隆的士兵穿犀甲，磁石對他們沒有什麼作用，可自由行動。敵人以為神兵，不戰而退。東漢的《異物志》記載了在南海諸島周圍有一些暗礁淺灘含有磁石，磁石經常把「以鐵葉錮之」的船吸住，使其難以脫身。
魏晉南北朝時，我國先民對磁石的性質已有了很多認識。就連當時的詩人曹植在矯志詩中也用了「磁石引鐵，於金不連。」的句子。可見他也了解磁石的性質。南北朝梁代的陶弘景在《名醫別錄》中提出了磁力測量的方法，他指出：優良磁石出產在南方，磁性很強，能吸引三、四根鐵針，使幾根針首尾相連掛在磁石上。磁性更強的磁石，能吸引十多根鐵針，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不僅提出了磁性有強弱之分，而且指出了測量方法。這可能是世界上有關磁力測量的最早記載。 我國先民對磁石的性質的研究和認識是指南針發明和發展的基礎。 指南針在古代主要被堪輿家們用於相宅相墓，同時也被用於航海及其他。正是這後者對人類社會進步發揮了巨大作用，因而指南針才得以躋身於古代四大發明的行列。我國典籍記載指南針用於航海，始於宋代朱彧1119年寫的《萍洲可談》，書中寫道：「舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。」之後，類似的文獻層出不窮，這表明在航海活動中，指南針普及得相當快。這一發明後來經阿拉伯傳入歐洲，對歐洲的航海業乃至整個人類社會的文明進程，都產生了巨大影響。
[編輯本段]電子指南針
指南針是一個重要的導航工具，甚至在GPS中也會用到。電子指南針將替代舊的針式指南針或羅盤指南針，因為電子指南針全採用固態的元件，還可以簡單地和其他電子系統介面。 電子指南針系統中磁場感測器的磁阻（MR）技術是最佳的解決方法，和現在很多電子指南針還在使用的磁通量閘門感測器相比較，MR技術不需要繞線圈而且可以用IC生產過程（IC-like process）生產，是一個更值得使用的解決方案。由於MR有高靈敏度，它甚至比這個應用範圍中的霍爾元件更好。
指南針的發展史
指南針也叫羅盤針，是我國古代發明的利用磁石指極性製成的指南儀器。因此，介紹司南必須從磁石說起。 磁石通常稱為「吸鐵石」，它把許多鐵屑緊緊吸在一起，就象一個慈祥的母親吸引自己的孩子，所以人們稱它為「慈石」。 磁石吸鐵是因為每塊磁石兩頭都有不同的磁極，一頭叫正極，另一頭叫負極。人類居住的地球也是一塊天然大磁鐵，地球的南北兩頭也有不同的磁極，地球的北極是負磁極，地球南極為正磁極。根據同性磁極相排斥，異性磁極相吸引的原理，拿一根可以自由轉動的磁針，無論站在地球的什麼地方，它的正極總是指北，負極總是指南。
最原始的指南針
戰國時期，人們利用磁石指示南北的特性製成了指南工具──司南。但是，戰國時期的司南是什麼樣子無法考證。《中國歷史》課本插圖──「司南」，是根據中國歷史博物館展品「漢代司南模型」繪製的。這個模型是後人根據史書記載以及地下出土的漢代地盤實物製成的。地盤是青銅做成的，內圓外方，中心圓面磨得非常光滑，以保證勺體指示方向的準確性。中心圓外圍依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共計二十四個方位。地盤中心的小勺是用整塊的天然磁鐵磨成的，磁鐵的正極磨成司南的長柄，勺頭底部是半球面，非常光滑。使用時先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動勺柄，使它轉動，等到司南停下來，勺柄所指方向就是南方。這種勺形司南直到八世紀時仍在應用。 到了宋代，勞動人民掌握了製造人工磁體的技術，又製造了指南魚。指南魚是把薄鋼片剪成魚形，長二寸，寬五分，魚的肚皮部分凹下去，使魚象船一樣能浮在水面上。然後加熱並沿子午線方向淬火使之被地磁場磁化（詳見上指南魚部分）。這種人工傳磁方法製成的指南魚比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南魚放在水面上就能辨別方向了。經過長期的改進，人們又把鋼針在天然磁體上摩擦，鋼針也有了磁性。這種經過人工傳磁的鋼針可以說是正式的指南針了。沈括在他的《夢溪筆談》中提到他對指南針的用法做過四種試驗，即水浮法、縷懸法、指甲法和碗唇法。「水浮法」是把指南針放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。「縷懸法」就是在磁針中部塗上一些蠟，上面粘一根絲線，把絲線懸在木架上，針下安放一個標有方位的圓盤，靜止時鋼針就指示南北。「指甲法」就是把鋼針放在手指甲面上，輕輕轉動，由於手指甲的光滑，磁針就和司南一樣也能發生指南作用。「碗唇法」是把磁針放在光滑的碗邊上，轉動磁什，便和指甲法一樣發生指南作用。沈括經過精密的觀察實驗，還發現磁針指示的方向並不是正南正北，而是微偏西北和東南，這種發現在科學上叫磁偏角。
為什麼叫指南針
最早在戰國時期《韓非子》一書中，就記載了現在稱為指南針的原型——司南，「先王立司南以端朝夕」；並在東漢王充《論衡》中便記述了司南的具體形制，「司南之杓，投之於地，其柢指南」。 且，指南針不但最早為中國發明，並隨後演變成羅盤並應用於航海事業上。北宋朱彧所著《坪洲可談》一書中，最早記載了航海中使用指南針的情況，「舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，隱晦觀指南針」。其後，南宋福建路市舶司(當時管理對外貿易的政府機關)提舉趙汝適在所著《諸蕃志》中提到，「舟舶來往，惟以指南針為則，晝夜守視惟謹，毫釐之差，勝似系焉」。 就在這一時期(北宋末南宋初，約為1180年左右)，中國的指南針(或者說羅盤)通過阿拉伯商人傳入歐洲。此後，羅盤在世界航海事業上被廣泛應用，因此才有15世紀-16世紀歐洲人的世界地理大發現。這一切，按照中國官方的歷史教科書來看，由於這一淵源關係，歐洲人的指南針亦是應來「指南」。 後來查了一下大英百科全書和中國大百科全書中的指南針詞條，才發現事情遠非「指南」一說這麼簡單。 在大英百科全書中，有兩個不同的詞條來解釋：
第一個詞條為「direction determinants」，即方向指定儀器，解釋如下：「中國古代四大發明之一，有磁指南和機械指南兩種，磁指南發明於公元前3世紀，稱為『司南』……機械指南儀器為指南車，約在3世紀發明……」 第二個詞條為「compass」，譯為「羅盤」，即通常意義上用於航海的指南針。解釋如下：「航海或勘測時在地球上使用的基本測向儀器，……最老、最常用的羅盤為磁羅盤，……12世紀，顯然中國和歐洲的航海家都各自發現，一塊天然磁石，一種自然界存在的磁性礦石，漂在水中木棒上時總是指向北極星方向……」 兩個詞條其實是對指南針作了區分。一種是在陸地上、較簡單的指南儀器，源於中國司南(也應該僅僅使用於出產在中國的指南針)，另一種是用於航海和勘測上、較專業的指北儀器，歐洲和中國同時出現，無先後之分。 分歧就這麼出來了，對比這兩個詞條，發現大英百科全書似乎把「中國是最早發明指南針」這一說法完全給推倒了，因為在歐洲歷史上，羅盤才是真正的「指南針」，並在歐洲人發現新大陸、爭霸海權和開拓殖民地等近現代歷史的決定性事件中，與火炮和航海術一樣扮演了功不可沒的角色。對「中國古老的指南針」不但否定，而且用了兩個不同的詞條加以區分。 在中國大百科全書中，也有指南針和羅盤(磁羅盤)兩個詞條，但不論是對指南針的解釋，還是對羅盤的解釋，都最終追溯了到戰國的「司南」，這兩種不同的指向儀器是同源關係，而沒有像歐洲觀念中區分的如此涇渭分明。 因此，康熙的說法和佩雷菲特對其的嘲笑便有了答案——顯然，康熙認同指南針和羅盤同出一源，用來指南，而作者佩雷菲特則按西方人的觀念，認為指南針顯然應該是羅盤；佩雷菲特則認為，羅盤是歐洲人自己發明的，與中國的「司南」沒有必然聯繫，羅盤用來指北，而中國的司南則用來指南。這似乎是一種不同文化背景上的誤解。當然，羅盤和「司南」到底什麼關係，現在還是各有各的說法。 此外，佩雷菲特對康熙固執地認為指南針用來指南作了解釋。他認為，康熙之所以認為指南針用來指南，是因為在中國古代文化中，南是四個方位中最尊貴的方位，皇帝的御座、宮殿、陵墓，寺廟，甚至紫禁城，一切尊貴的建築物都朝向南方。他繼續寫道，「雖然皇帝是來自北方的滿人，他的論據卻是始料不及的：『在北方，一切活動在凋萎，在衰亡。吸引磁針的力量怎麼可能來自北方呢？』……『力量、精氣和繁榮都在南方』」。 聽佩雷菲特一說，似乎也不無道理。但，中國史書上對司南的記述確實為「其柢指南」，並沒有因為後來「南」變成了一種皇帝尊貴的象徵才改的方向。這位曾先後六次訪問中國的法蘭西學院院士，用這種說法來解釋康熙認為指南針指南是合理的這一固執的想法，到底算是對中國文化的理解，還是誤解呢？ 到現在來說，中國人認為指南針指南，歐洲人認為指南針指北，皆合理。因為現在的指南針為棱形，指針兩頭均衡，並非如「司南」只有一個杓柄，指南指北之爭，似乎徒費口舌。
夢溪筆談
原文
方家以磁石磨針鋒，則能指南；然常微偏東，不全南也。水浮多盪搖，指爪及碗唇上皆可為之，運轉尤速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善。其法：取新纊中獨繭縷，以芥子許臘綴於針腰，無風處懸之，則針常指南。其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。磁石之指南，猶柏之指西，莫可原其理。
譯文
行家用磁石磨成針(的形狀針頭鋒利),於是可以指向南方,然而常常略微偏東,不全在正南方,(放在)水上常震動搖擺.(在)手中或碗邊都有可能這樣,運轉的速度很快,但在堅硬光滑(的表面)容易滑落掉下,不過(在這幾種方法中)以懸掛為最好的.這個方法是取新產的絲綿中獨好的繭絲一縷,用芥菜的種子蘸蠟(抹在上面),系在針的中間(位置),在沒有風的地方懸掛,則針常常指向南方. 其中有的針則指向北方. 余家(的方法)指南,指北的都有，無法探究它的原理。
注釋
方家：行家 碗唇：碗邊 縷懸：用絲線懸掛 纊（kuang）：絲綿 獨繭縷：單根的蠶絲 綴：連接，這裡指粘 原：推究
概括
本文名《指南針》，作者沈括，依次介紹了指南針的四種使用方法。它們是：水浮法、指抓法、碗沿法、懸掛法。
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