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造
纸术、印刷术、火药和指南针是中国古代文明的标志性成就，深刻影响了中国和世 界文明的进程。指南针的诞生，特别是航海罗盘的应用，开创了人类船舶全天候导航航海的新时代，促进了世界经济贸易的发展和文化的交流，深刻改变了许多国家和地区的社会关系。 我们的先人早在战国时期就发明了指南仪器“司南”，北宋初期制造出指南针，而航海罗盘是由指南针和刻度盘组成的。据科技史大家李约瑟考证，关于航海磁罗盘，“中国在公元1090年已经得到实现，这较之西方进入这一计量航海新时期要早1个世纪”。
司南与栻盘
战国时期，古人对磁石的性能已有
浮针辨四维——航海罗盘演进史车辆视频监控
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所认识，并发明了司南。战国至南北朝期间有关司南的记载较多，其中东汉王充在《论衡》中对司南形制作了描述：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“司”的意思是掌管，司南就是专门掌管南方的装置。司南的形状像一只勺子，把它放在地盘（“地”指的是一个具有24个方位刻度的地盘，即罗盘）上，勺把的顶端就会指向南方。汉代的司南由青铜地盘和磁勺组成。地盘内圆外方，中心圆面下凹，制作光滑，圆外盘面铸八天干、十二地支和四卦，三者穿插排列。从战国至隋唐一千多年间，司南一直是主要的指向仪器，利用它占卜天象和历算也是功能之一。
1972年，甘肃武威磨嘴子村62号墓出土了一件栻盘。栻盘木胎髹漆，呈深褐，圆形天盘、正方地。天盘还存有150多个刻度，地盘有182个刻度。圆形
切筋王振铎复原的汉代司南
医用镊子
甘肃武威出土西汉末漆栻盘
圆心有小孔，孔上安一铜泡钉，与下面的方盘相通。面刻北斗七星，边缘分三层刻划，外层按逆时针方向刻二十八宿；中层刻二十八个圆点于各宿的顶上；里层刻十二月次。下盘为正方形，边长13.5厘米，厚1.3厘米，中间放小圆盘处稍突起。
汉代栻盘除以木漆制成外，还有以青铜铸成的。清代金石学家刘心源著录的汉代“四门方镜”拓片，实际上是汉代栻盘的地盘，长14厘米，宽13.7厘米，
天盘直径5.6厘米，边厚0.2厘米，中心厚1厘米。正方地盘，9×9厘米，中心穿孔，与天盘中心以竹轴相联，可转动。最内圈以竹珠镶出北斗七星，第五星用盘轴，各星间刻细线相联。第二圈阴刻隶书十二月神，最外圈篆书阴刻二十八宿，皆逆时针排列。
1977年，安徽阜阳西汉汝阴侯墓出土的栻盘是迄今发现年代最早的栻盘，其年代为汉文帝前期（公元前161年）。上为小圆盘，直径9.5厘米，厚0.15厘米。
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西汉汝阴侯墓出土的栻盘原图及摹本
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刘心源著录的汉代“四门方镜”拓片及释文
中央为放天盘的圆槽，盘面凹入部分长径8.7厘米，短径8.4厘米，与地盘格线相切。四角空白处有三个虚实圆纽。地盘有三重盘格，最内层为八干，第二层为十二支，最外层为二十八宿。
指南传磁
北宋时期，人们发现了人工磁化的方法，人工磁体开始代替天然磁石，磁针代替了磁勺。人工磁体是利用地磁感应法或摩擦传磁法制成的。沈括在《梦溪笔谈》中总结了指南针的四种制作方法，即指甲法、碗唇法、缕悬法、水浮法，还归纳了指南针的两大体系——旱罗盘和水罗盘。
海船上使用指南针的记载，始见于1119年朱彧所著的《萍洲可谈》，“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。最早的航海罗盘是用一剪成鱼状的薄片铁叶经磁化塞入木制鱼中，使南极在鱼首，北极在鱼尾，并置水碗于无风处平放，鱼在水中泛浮，其首所指，
中国航海博物馆藏风水罗盘
《事林广记》载指南鱼、指南龟复原图
缕悬法指南针模型
水浮法指南针模型指甲法指南针示意碗唇法指南针示意
即为南极，是为“指南鱼”；还有一种相
似的称“指南龟”。“指南鱼”“指南龟”
均是利用地磁感应制成，而指甲法、碗
唇法、缕悬法、水浮法四种指南针则是
由摩擦传磁法制成。
缕悬法指南针的结构是：以独根蚕
丝用蜡粘接磁针中部，悬挂于木架上，
架下放置方位盘。磁针垂于方位盘中心
上方，静止时，因地磁作用，其两端分
指南北。
水浮法指南针是将几段灯草横穿在
带磁性的钢针上，放在盛水的瓷碗中，
太阳能沼气
灯草连同磁针浮于水面，磁针即指示南
北。这种指南针实用性强，最先用于航
海导航。
指甲法指南针是将带有磁性的钢针
放在指甲盖上，让其旋转指示方向。指
甲盖面较为光滑，阻力较小，因此测量
的精确度较高。
碗唇法指南针即将带有磁性的钢针
放在碗唇上，磁针以接触点为支撑，可
左右摆动，静止时，其两端分指南北。
宋时的碗与今日使用的碗不同，碗唇较
厚，碗口光滑，比较适合放置指南针。
“针碗”即航海用水罗盘，碗内绘有
类似“卅”的图形，碗底圈足内用墨书
“王”字。使用时，先在碗内注水，放入
一根穿在浮漂上的磁针，随后将碗底“王”
字中的竖线对准船身中心线，如发生转
向，磁针与细线间会出现夹角，可指示
方向的变化。
南宋时，将磁针与划分方位的装置
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组成的仪器称之为盘针、经盘、地螺，后来才改称为罗盘。南宋时对方位的认识也有发展，正指24方位“正针”，所指在两针之间的叫“缝针”。盘面虽仍为24方位，但实际已增为48方位。
水罗盘从诞生之日起一直使用到明代，郑和下西洋时期使用的罗盘依旧是水罗盘，直到明嘉靖年间（1522—1566），“出现了一种支轴式的航海罗盘，指南针被固定在支轴上，这种新式罗盘被称作‘旱罗盘’，并逐渐代替了水浮式的罗盘”。
罗盘行舟
北宋时期，我国已广泛使用罗盘导航，且航向精准度可达到地盘24分向（15°）的夹缝针，而欧洲直到14世纪才有航海罗经32分向方位的记载。旱罗盘的磁针支点固定，比水罗盘优越，但当恶劣天气来临时，船舶剧烈晃动颠簸造成观测不准或无法观测。18世纪时，中国航海家利用中国古代先民发明的平衡环装配罗盘，使罗盘有了平衡性，免受大风颠簸的干扰。如1985年江西临川
大连甘井子出土的元代指南针碗（旅顺博物馆藏）明代航海罗盘24方位图
临川出土执罗盘陶俑
中国港口博物馆藏执罗盘陶俑
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