中國四大發明都是什麼?

        馬克思評論：「火藥、指南針、印刷術——這是預告資產階級社會到來的三大發明。火藥把騎士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場並建立了殖民地，而印刷術則變成了新教的工具，總的來說變成了科學復興的手段，變成對精神發展創造必要前提的最強大的槓桿。」

  雖然沒有提到造紙術，但是正是它為印刷術的產生和推廣提供了必要條件。

  

 

        四大發明在人類文明史上的重要地位:印刷術、指南針、火藥和造紙術，是我國古代的四大發明，是我國之所以成為文明古國的標誌之一。古代，我國的科學技術在許多方面居於世界的前列。5世紀後的千餘年裡，歐洲處在封建社會之中。在這個漫長的時期里，我國的科學技術一直在向前發展，而歐洲的科學技術卻停滯不前。只是到了十五、六世紀，由於封建制度的瓦解和資本主義制度的逐步形成，歐洲的近代自然科學才得以誕生。

        我國的四大發明在歐洲近代文明產生之前陸續傳入西方，成為「資產階級發展的必要前提」(《馬克思恩格斯全集》)，為資產階級走上政治舞台提供了物質基礎：印刷術的出現改變了只有僧侶才能讀書和受高等教育的狀況，便利了文化的傳播；火藥和火器的採用摧毀了封建城堡，幫助了資產階級去戰勝封建貴族；指南針傳到歐洲航海家的手裡，使他們有可能發現美洲和實現環球航行，為資產階級奠定了世界貿易和工場手工業發展的基礎。總之，我國古代的四大發明，在人類科學文化史上留下了燦爛的一頁。這些偉大的發明曾經影響並造福於全世界，推動了人類歷史的前進

印 刷 術

    甲.雕皮印刷的發展經過: .殷商時代的書繪雕刻 秦代的雕造 漢代以石刻經 紙張的發明 魏晉南北朝書本雕刻 五代雕刻經傳 未代雕皮興盛 畢升發明活字皮 元代王楨的改良 明代邱報使用活字板 清代銅活字印刷 

1.殷代的甲骨文版,己能以雕刻方法,雕書畫之形於牛頭骨,鹿頭骨,人頭骨,白陶,灰陶,玉器,石器,角器等物上。且雕刻技芸,頗為精巧。大小字 ,均甚美觀。右圖為泥活字盤。

2.秦始皇凡見名山,必立石以刻其豐功偉績以誇後世。

3.秦人刻石紀功,西漢不師其制。而漢代之木刻,亦甚少傳世,石刻要待東漢才告風行,碑碣之數,不可勝數。右圖為東漢(熹平石經)拓本。

4.魏晉南北朝,為中國書法芸術最燦爛的時代,南北朝碑刻尤多。南朝雖定立碑之禁,而不能久。其時,雕刻之工程,因時劫之需求,而大有進步。右圖為中國古代木刻製作圖。

5.書籍雕板,始之時不能考究,自五代,晚唐才考究雕皮印書,其源頭與漢魏雕刻石經,六朝石刻佛像佛經,唐開元間刻道德經等,均有前因後果的關係。而五代時雕印之風,各地皆有,除長樂老人馮道雕印九經外,有蜀地母昭裔,復有和凝其人,篆板印刷,造福人群。 右圖為唐咸通九年印製,是現存最早有年代可考的雕皮印刷品。

6.北未初,雕皮印書雖已風行,但先佛藏而後傳書。未代的書藉主要有官刻書藉,家塾刻書,坊本三種。

7.雕刻木皮盛行後,對促進文化,固有甚大貢獻。但遂板雕, 費其鉅。後有未人畢升,發明活字皮。沈括(夢溪筆談)記:<有布衣畢升,又為活皮。其法用膠泥刻字,薄如錢唇,每字為一印,火燒令堅。先設鐵板,其上以松脂臘和紙灰之類冒之。欲印則以一鐵范置鐵皮上,乃密布字印。>此法大大加速印刷速度,以<一板印刷,一板已自布字.......更互用之。右圖為木活字的製造。

8.元代王楨,將排版,檢字,造輪,鎪修以至刷墨等過程,悉心研究。右圖為王楨發明的排字輪盤,它是依據韻部將活字排列。

9.活板到明代,不僅用以印刷書籍,進而印邸報,不僅用棗梨木刻,且用銅錫鑄字。

指 南 針

     指南針是中國史上的偉大發明之一,也是中國對世界文明發展的一項重大頁獻。指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而製成的一種指向儀器。上圖是司南模型。

    磁石的這種特性,被古人利用來製成指南工具。最早出現的指南工叫司南,戰國時已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成,樣子像一隻勺,重心位於底部正中,底盤光滑,四周刻二十四向,使用時把長勺放在底盤上,用手 輕撥,使它轉動,停下後長柄就指向南方。東漢王充(論衡．是應篇)記載了它的形狀和用法。(鬼谷子．謀篇)里還談到鄭國人到遠處去采玉,就帶了司南,以免迷失方向。另外,指南車的發明亦進一步把這種儀器提升至更高的境界。下圖分別為指南魚想像圖及戀掛型指車針復原模型。

        但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品較低,磁性較弱。到了宋代,人們發明了人工磁化方法,製造了指南魚和指南針,而指南針更為簡便,更具實用價值。它是以天然磁石摩擦鋼針製成,在地磁作用下保持指南性能;以後把它裝置在方位盤上,就稱為羅盤。這是指南針發展史上的一大飛躍。下圖是清代所使用航海羅盤。

     沈括對指南針放置方法也作過詳細研究,總結出四種不同的方法,並作了比較:

    一,水浮法。把指南針浮在水面以指示方向,至於具體方法,沈括沒有說明。到北宋晚期,藥物學家寇宗的(本草衍義．磁石條)才有介紹,原來是在指南針上穿上燈心草,就可以把針浮起。水浮法的缺點是磁針會隨水搖擺不定。

     二,指甲旋定法。把磁針放在指甲上,可以靈活運轉,但缺點是容易滑落。

     三,碗唇旋定法。把磁針放在碗口邊緣上,也可以旋轉自如,但同樣易掉落。

    四,懸絲法。取一根新棉絲,用一點蠟粘在磁針中央,懸掛在沒有風的地方磁針即可指示方向。

比較之下,沈括認為這個方法最為理想。下圖為沈括指南針的四種試驗復原設計。

    指南針在公元十一世紀時已是常用的定向儀器。指南針的最大頁獻,是大大地促進了航海事業的發展。據考證,公元十一世紀末,指南針就開始用於航海了。大約在十二世紀末到十三世紀初,指南針由海路傳入阿拉伯,然後由阿拉伯傳入歐洲。

火  葯

  火藥是中國四大發明之一。火藥,顧名思義就是(著火的葯)。它的起源與煉丹術有著密切的關係,是古代煉丹士在煉丹時無意中配製出來。下圖為元代銅火銃

它是硫黃,硝石,炭的混合物,而前兩項在漢代成書的中國第一部藥物學典籍(神農本草經)里都被列為重要的藥材。就是火藥本身也被歸入葯類,明代李時珍的(本草綱目)中說,火藥能治瘡癬,殺蟲,辟濕氣和瘟疫。火藥的發明是人們長期煉丹,製藥實踐結果,至今已有一千多年歷史。

  唐朝末年,火藥已被用于軍事。唐昭宗天佑元年(904年)楊行密的軍隊圍攻豫章,部將鄭 (以所部發機飛火,燒龍沙門,帶領壯士突火先登入城,焦灼被體)<九國志．鄭 傳>。這裡所說的(飛火),就是(火炮),(火箭)之類。(火炮)是把火藥製成環狀,把吊線點燃後用拋石機拋擲出去;(火箭)則是把火藥球縛於箭鏃之下,將吊線點燃後用弓射出。到了宋代,戰爭接連不斷,促進火藥武器的加速發展。北未政府建立了火藥作坊,先後製造了火藥箭,火炮等以燃燒性能為主的武器和(霹靂炮),(震天雷)等爆炸性較強的武器。南未在1259年造出了以巨竹為筒,內裝火藥的(突火槍)。到了元代又出現銅鑄火統,稱為(銅將軍)。這些都是以火藥的爆炸為推動力的武器,在戰爭中顯示了前所未有的威力。下圖為南未突火槍和北未火藥箭。

  火藥還用來製造爆仗,流星,煙火之類娛樂工具。自然也用於生產事業,不過那是後來的事了。

  在12,13世紀,火藥首先傳入阿拉伯國家,然後傳到希臘和歐洲乃至世界各地。對人類社會的文明進步,對經濟和科學文化的發展,起了推動作用。美法各國直到十四世紀中葉,才有應用火藥和火器的記載。

造 紙 術

     造紙是一項重要的化學工藝，紙的發明是中國在人類文化的傳播和發展上，所做出的一項十分寶貴的貢獻，是中國化學史上的一項重大的成就。

    在紙還未發明之前，甲骨、竹簡和絹帛是古代用來供書寫、記載的材料。但由於西漢的經濟、文化迅速發展，甲骨和竹簡不能滿足發展的需求，從而促使了書寫工具的改進。

    當時人們已開始應用小塊的絲綿製成的紙，因為考古學家於1933年在新 羅布淖爾發現了一張古紙，它是」麻物、白色，作方塊薄片，四周不完整，長約40厘米，寬約100厘米，質甚粗糙，不勻凈，紙面尚有麻筋，蓋初做紙時所做，故不精細也〃由於古漢時的紙張是由麻縷和絲綿，加上製法粗糙，所以紙張的質量不太好。而麻縷和絲綿都有其本身的作用，如要把它們用作造紙的原料，就必然會受到很大的限制，而難以得到迅速的發展，來滿足文化生活上對紙張的要求。

    在新的客觀形勢要求下，蔡倫的出現便為造紙術帶來新突破，在《東漢觀記》卷二上記 載：」蔡倫··有才學，盡忠重慎，每次休沐，閉門以絕賓客，曝體田野。典作尚方，造意用樹皮及敝布、魚網作紙。元興元年奏上，帝善其能，自是莫不用，天下咸稱蔡侯紙〃。從以上看來，蔡倫是用樹皮、破布、魚網造紙的。

    雖然在蔡倫之前也有紙的存在，但是原料左身就有很大的局限，而蔡倫對新原料的發現，

     解決了這個問題。因為破布、破魚網早已結束了它們本身的任務，成了廢物而又用作做原料，對造紙工業起了極大的動作用。

  新原料的使用必然提出新技術的要求，但是由於典籍流失，實際的操作如何，已缺乏記載，無從考知，但大概是先張布或網撕破或剪斷，然後放在水裡浸漬相當長的時間並且需要加以舂搗，才能做成紙漿。用樹皮做紙張，困難更大一些．除初步切短和後部舂搗外，中間還需要烹煮和加入石灰漿之類的促爛劑。下圖是中國古代造紙工程之(抵壓 覆)及(乾焙火烘 )。

    最重要的是造紙事業經過蔡倫的發明創造，才由自發的階段轉入獨立自主的階段。蔡倫以前，造紙只是紡織業中附帶的一個小部分，並未形成一種獨立行業。但是到了蔡倫時期，使造紙業從紡織業中獨立出來。它有自己的目的和需要，於是就有了迅速的發展。

  在蔡倫之後，紙張大大地推進了書籍抄寫和文化傳播的事業。在兩晉南北朝的時候，由於書法和繪畫的需要，紙張的要求慢慢提高，尤其在書法上，因為書法對紙和筆的要求都是十分高的，所以紙張私質素是有必要提高的。

     但是由於南北兩朝的文化和背景都各有不同，所以兩地所用的造紙原料都各有不同。

  南朝的紙張以藤皮為主要原料，所這成的藤紙是一張質量優良的紙張，產地是剡溪。它是當時勞動人民根據蔡倫利用樹皮造紙的經驗，就地取材地製造出來的，藤紙的出現，適應了東晉偏安的地方形勢，又符合於當時所謂「江左風流」的士族的需要。北朝的造紙原料卻有所不同，主要以楮梭為主。 發明人

東漢和帝元興元年(公元105年)，蔡倫在總結前人製造絲織晶的經驗的基礎上，發明了用樹皮、破魚網、破布、麻頭等作原料，製造成了適合書寫的植物纖維紙，才使紙成為普遍使用的書寫材料。

造紙術在7世紀經朝鮮傳到日本。8世紀中葉傳到阿拉伯聯合大公國。到12世紀，歐洲才仿效中國的方法開始設廠造紙。

發明地點

洛陽

印刷術

印刷術是中國古代四大發明之一。它開始於隋朝的雕版印刷，經宋仁宗時的畢升發展、完善，產生了活字印刷，並由蒙古人傳至了歐洲，所以後人稱畢升為印刷術的始祖。中國的印刷術是人類近代文明的先導，為知識的廣泛傳播、交流創造了條件。

雕版印刷是用刀在一塊塊木板上雕刻成凸出來的反寫字，然後再上墨，印到紙上。每印一種新書，木板就得從頭雕起，速度很慢。如果刻版出了差錯，又要重新刻起，勞作之辛苦，可想而知。

北宋刻字工人畢升在公元1004年至1048年間，用質細且帶有粘性的膠泥，做成一個個四方形的長柱體，在上面刻上反寫的單字，一個字一個印，放在土窯里用火燒硬，形成活字。然後按文章內容，將字依順序排好，放在一個個鐵框上做成印版，再在火上加熱壓平，就可以印刷了。印刷結束後把活字取下，下次還可再用。

這種印刷方法雖然原始簡單，卻與現代鉛字排印原理相同，使印刷技術進入了一個新時代。

後來，元代著名農學家與機械學家王楨發明了木活字，並創造出比較簡捷的適於漢字複雜特點的轉盤排字方法，後來又發明了金屬活字，使活字印刷得到了改進。唐代的雕刻印本傳到日本，8世紀後期日本完成了木板《陀羅尼經》o以後又傳到朝鮮民主主義人民共和國、阿拉伯聯合大公國一帶和東歐。15世紀，德國人學會了用合金鑄宇，從此畢升首創的活字印刷在歐洲各地推廣開來。

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。

磁現象的發現

先秦時代我們的先人已經積累了許多這方面的認識，在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦，即磁石（主要成分是四氧化三鐵）。這些發現很早就被記載下來了。《管子》的數篇中最早記載了這些發現：「山上有磁石者，其下有金銅。」其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現，《呂氏春秋》九卷精通篇就有：「慈招鐵，或引之也。」那時的人稱「磁」為「慈」他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。並認為：「石是鐵的母親，但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女，不慈的石頭就不能吸引了。」

漢以前人們把磁石寫做「慈石」，是慈愛石頭的意思。

既然磁石能吸引鐵，那麼是否還可以吸引其他金屬呢？我們的先民做了許多嘗試，發現磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬，也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經認識到磁石只能吸引鐵，而不能吸引其他物品。

當把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時，有時候互相吸引，有時候相互排斥。現在人們都知道磁體有兩個極，一個稱N極，一個稱S極。同性極相互排斥，異性極相互吸引。那時的人們並不知道這個道理，但對這個現象還是能夠察覺到的。

到了西漢，有一個名叫欒大的方士，他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西，通過調整兩個棋子極性的相互位置，有時兩個棋子相互吸引，有時相互排斥。欒大稱其為「斗棋」。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝，併當場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封欒大為「五利將軍」。欒大利用磁石的性質，製作了新奇的玩意矇騙了漢武帝。

地球也是一個大磁體，它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體，可以自由轉動時，就會因磁體同性相斥，異性相吸的性質指示南北。這個道理古人不夠明白，但這類現象他們很清楚。

指南針的始祖——司南

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。樣子象一把湯勺，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。古人稱它為「司南」，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。

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。

指南針的發明

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。東晉的崔豹在《古今注》中曾提到這種「指南魚」。

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。燒紅的鐵片內部分子處於比較活動的狀態，使鐵分子順著地球磁場方向排列，達到磁化的目的。蘸入水中，可把這種排列較快地固定下來，而魚尾略向下傾斜可增大磁化程度。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。

沈括還在《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。

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。

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

要確定方向除了指南針之外，還需要有方位盤相配合。最初使用指南針時，可能沒有固定的方位盤，隨著測方位的需要，出現了磁針和方位盤一體的羅盤。羅盤有堪輿用的羅經盤和水羅盤、旱羅盤。

方位盤仍是二十四向，但是盤式已經由方形演變成圓形。這樣一來只要看一看磁針在方位盤上的位置，就能斷定出方位來。南宋時，曾三異在《因話錄》中記載了有關這方面的文獻：「地螺或有子午正針，或用子午丙壬間縫針。」這是有關羅經盤最早的文獻記載。文獻中所說的「地螺」，就是地羅，也就是羅經盤。文獻中已經把磁偏角的知識應用到羅盤上。這種羅盤不僅有子午針（確定地磁場南北極方向的磁針），還有子午丙壬間縫針（用日影確定的地理南北極方向）這兩個方向之間的夾角，就是磁偏角。

盤面周圍刻二十四方位，內中盛水，磁針橫穿燈草，浮於水面。

現在人們已經知道，地球的兩個磁極和地理的南北極只是接近，並不重合。磁針指向的是地球磁極而不是地理的南北極，這樣磁針指的就不是正南、正北方向而略有偏差，這個角度就叫磁偏角。又因為地球近似球形，所以磁針指向磁極時必向下傾斜，和水平方向有一個夾角，這個夾角稱為磁傾角。不同地點的磁偏角和磁傾角都不相同。成書於北宋的《武經總要》在談到用地磁法製造指南針時，就注意利用了磁傾角。沈括在《夢溪筆談》談到指南針不全指南，常微偏東。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁傾角的發現使指南針的指向更加準確。

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。 
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