1.磁石的吸鐵性及其應(yīng)用
我國(guó)是對(duì)磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)最早的國(guó)家之一,公元前4世紀(jì)左右成書(shū)的《管子》中就有“上有慈石者,其下有銅金”的記載,這是關(guān)于磁的最早記載。類似的記載,在其后的《呂氏春秋》中也可以找到:“慈石召鐵,或引之也”。東漢高誘在《呂氏春秋注》中談到:“石,鐵之母也。以有慈石,故能引其子。石之不慈者,亦不能引也”。在東漢以前的古籍中,一直將磁寫(xiě)作慈。相映成趣的是磁石在許多國(guó)家的語(yǔ)言中都含有慈愛(ài)之意。
我國(guó)古代典籍中也記載了一些磁石吸鐵和同性相斥的應(yīng)用事例。例如《史記·封禪書(shū)》說(shuō)漢武帝命方士欒大用磁石做成的棋子“自相觸擊”;而《椎南萬(wàn)畢術(shù)》(西漢劉安)還有“取雞血與針磨搗之,以和磁石,用涂棋頭,曝干之,置局上則相拒不休”的詳細(xì)記載。南北朝(512~518年)的《水經(jīng)注》(酈道元)和另一本《三輔黃圖》都有秦始皇用磁石建造阿房宮北闕門,“有隱甲懷刃人門”者就會(huì)被查出的記載?!稌x書(shū)·馬隆傳》的故事可供參考:相傳3世紀(jì)時(shí)智勇雙全的馬隆在一次戰(zhàn)役中,命士兵將大批磁石堆壘在一條狹窄的小路上。身穿鐵甲的敵軍個(gè)個(gè)都被磁石吸住,而馬隆的兵將身穿犀甲,行動(dòng)如常。敵軍以為馬隆的兵是神兵,故而大敗(“夾道累磁石,賊負(fù)鐵鏜,行不得前,隆卒悉被犀甲,無(wú)所溜礙”)。
古代,還常常將磁石用于醫(yī)療。《史記》中有用“五石散”內(nèi)服治病的記載,磁石就是五石之一。晉代有用磁石吸出體內(nèi)鐵針的病案。到了宋代,有人把磁石放在耳內(nèi),口含鐵塊,因而治愈耳聾。
磁石只能吸鐵,而不能吸金、銀、銅等其他金屬,也早為我國(guó)古人所知?!痘茨献印分杏小按仁芪F,及其于銅則不通矣”,“慈石之能連鐵也,而求其引瓦,則難矣”。
2.磁石的指向性及其應(yīng)用
在我國(guó)很早就發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性,并制出了指向儀器司南。《鬼谷子》中有“鄭子取玉,必載司南,為其不惑也”的記載。稍后的《韓非子》中有“故先王立司南,以端朝夕”的記載。東漢王充在《論衡》中記有“司南之杓(勺子),投之于地(中央光滑的地盤),其柢(勺的長(zhǎng)柄)指南”。
不言而喻,司南的指向性較差。北宋時(shí)曾公亮與丁度(990~1053)編撰的《武經(jīng)總要》(1044年)在前集卷十五記載了指南魚(yú)的使用及其制作方法:“若遇天景噎(陰暗)霾,夜色瞑黑,又不能辨方向……出指南車或指南魚(yú),以辨所向……魚(yú)法,用薄鐵葉剪裁,長(zhǎng)二寸闊五分,首尾銳如魚(yú)形,置炭中燒之,候通赤,以鐵鈐鈐魚(yú)首出火,以尾正對(duì)子位,蘸水盆中,沒(méi)尾數(shù)分則止,以密器收之。用時(shí)置水碗于無(wú)風(fēng)處,平放魚(yú)在水面令浮,其首常南向午也”。需要特別指出的是,這里極為清晰地論述了熱退磁現(xiàn)象的應(yīng)用。當(dāng)燒至通赤時(shí),溫度超過(guò)居里點(diǎn),磁疇瓦解,這時(shí)成為順磁體。再用水冷卻,磁疇又重新恢復(fù)。這時(shí)魚(yú)尾正對(duì)子位(北方),在地磁場(chǎng)作用下,磁疇排列具有方向性,因而被磁化。還應(yīng)注意到,“鈐魚(yú)首出火”時(shí)“沒(méi)尾數(shù)分”,魚(yú)呈傾斜狀,此舉使魚(yú)體更接近地磁場(chǎng)方向,磁化效果會(huì)更好。從司南到指南魚(yú),無(wú)疑是一個(gè)重大進(jìn)步,但在使用上仍多有不便。
我國(guó)古籍中,關(guān)于指南針的最早記載,始見(jiàn)于沈括的《夢(mèng)溪筆談》。該書(shū)介紹了指南針的四種用法:水法,用指南針穿過(guò)燈芯草而浮于水面;指法,將指南針擱在指甲上;碗法,將指南針?lè)旁谕胙?;絲懸法,將獨(dú)股蠶絲用蠟粘于針腰處,在無(wú)風(fēng)處懸掛。磁針的制作,采用了人工磁化方法。正是由于指南針的出現(xiàn),沈括最先發(fā)現(xiàn)了磁偏現(xiàn)象,“常微偏東,不全南也”。
南宋時(shí),陳元靚在《事林廣記》中記述了將指南龜支在釘尖上。由水浮改為支撐,對(duì)于指南儀器這是在結(jié)構(gòu)上的一次較大改進(jìn),為將指南針用于航海提供了方便條件。
指南針用于航海的記錄,最早見(jiàn)于宋代朱彧(yù)的《萍洲可談》:“舟師識(shí)地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針”。以后,關(guān)于指南針的記載極豐。到了明代,遂有鄭和下西洋,遠(yuǎn)洋航行到非洲東海岸之壯舉。西方“關(guān)于指南針航海的記載,是在1207年英國(guó)納肯(A.Neckam,1157~1217)的《論器具》中。
3.其他與磁有關(guān)的自然現(xiàn)象
極光源于宇宙中的高能荷電粒子,它們?cè)诘卮艌?chǎng)作用下折向南北極地區(qū),與高空中的氣體分子、原子碰撞,使分子、原子激發(fā)而發(fā)光。我國(guó)研究人員在歷代古籍中業(yè)已發(fā)現(xiàn),自公元前2000年到公元1751年,有關(guān)極光記載達(dá)474次。在公元1~10世紀(jì)的180余次記載中,有確切日期的達(dá)140次之多。在西方最早記載極光的,當(dāng)推亞里士多德,他稱極光為“天上的裂縫”?!皹O光”這一名稱,始于法國(guó)哲學(xué)家伽桑迪。
太陽(yáng)黑子,也是一種磁現(xiàn)象。在歐洲人還一直認(rèn)為太陽(yáng)是完美無(wú)缺的天體時(shí),我國(guó)先人早已發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)黑子。根據(jù)我國(guó)研究人員搜集與整理,自前165年~1643年(明崇禎十六年)史書(shū)中觀測(cè)黑子記錄為127次。這些古代觀測(cè)資料為今人研究太陽(yáng)活動(dòng)提供了極為珍貴、翔實(shí)可靠的資料。
遺憾的是,關(guān)于磁的認(rèn)識(shí)盡管極為豐富,而關(guān)于磁現(xiàn)象的本質(zhì)及解釋,往往又是含糊的,缺乏深入細(xì)致的研究。就連被稱作“中國(guó)科學(xué)的坐標(biāo)”的沈括,對(duì)磁現(xiàn)象也認(rèn)為,“莫可原其理”,“未深考耳”,致使在我國(guó)歷,一直未能產(chǎn)生可與英國(guó)吉爾伯特《論磁》比美的著作。
我國(guó)是對(duì)磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)最早的國(guó)家之一,公元前4世紀(jì)左右成書(shū)的《管子》中就有“上有慈石者,其下有銅金”的記載,這是關(guān)于磁的最早記載。類似的記載,在其后的《呂氏春秋》中也可以找到:“慈石召鐵,或引之也”。東漢高誘在《呂氏春秋注》中談到:“石,鐵之母也。以有慈石,故能引其子。石之不慈者,亦不能引也”。在東漢以前的古籍中,一直將磁寫(xiě)作慈。相映成趣的是磁石在許多國(guó)家的語(yǔ)言中都含有慈愛(ài)之意。
我國(guó)古代典籍中也記載了一些磁石吸鐵和同性相斥的應(yīng)用事例。例如《史記·封禪書(shū)》說(shuō)漢武帝命方士欒大用磁石做成的棋子“自相觸擊”;而《椎南萬(wàn)畢術(shù)》(西漢劉安)還有“取雞血與針磨搗之,以和磁石,用涂棋頭,曝干之,置局上則相拒不休”的詳細(xì)記載。南北朝(512~518年)的《水經(jīng)注》(酈道元)和另一本《三輔黃圖》都有秦始皇用磁石建造阿房宮北闕門,“有隱甲懷刃人門”者就會(huì)被查出的記載?!稌x書(shū)·馬隆傳》的故事可供參考:相傳3世紀(jì)時(shí)智勇雙全的馬隆在一次戰(zhàn)役中,命士兵將大批磁石堆壘在一條狹窄的小路上。身穿鐵甲的敵軍個(gè)個(gè)都被磁石吸住,而馬隆的兵將身穿犀甲,行動(dòng)如常。敵軍以為馬隆的兵是神兵,故而大敗(“夾道累磁石,賊負(fù)鐵鏜,行不得前,隆卒悉被犀甲,無(wú)所溜礙”)。
古代,還常常將磁石用于醫(yī)療。《史記》中有用“五石散”內(nèi)服治病的記載,磁石就是五石之一。晉代有用磁石吸出體內(nèi)鐵針的病案。到了宋代,有人把磁石放在耳內(nèi),口含鐵塊,因而治愈耳聾。
磁石只能吸鐵,而不能吸金、銀、銅等其他金屬,也早為我國(guó)古人所知?!痘茨献印分杏小按仁芪F,及其于銅則不通矣”,“慈石之能連鐵也,而求其引瓦,則難矣”。
2.磁石的指向性及其應(yīng)用
在我國(guó)很早就發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性,并制出了指向儀器司南。《鬼谷子》中有“鄭子取玉,必載司南,為其不惑也”的記載。稍后的《韓非子》中有“故先王立司南,以端朝夕”的記載。東漢王充在《論衡》中記有“司南之杓(勺子),投之于地(中央光滑的地盤),其柢(勺的長(zhǎng)柄)指南”。
不言而喻,司南的指向性較差。北宋時(shí)曾公亮與丁度(990~1053)編撰的《武經(jīng)總要》(1044年)在前集卷十五記載了指南魚(yú)的使用及其制作方法:“若遇天景噎(陰暗)霾,夜色瞑黑,又不能辨方向……出指南車或指南魚(yú),以辨所向……魚(yú)法,用薄鐵葉剪裁,長(zhǎng)二寸闊五分,首尾銳如魚(yú)形,置炭中燒之,候通赤,以鐵鈐鈐魚(yú)首出火,以尾正對(duì)子位,蘸水盆中,沒(méi)尾數(shù)分則止,以密器收之。用時(shí)置水碗于無(wú)風(fēng)處,平放魚(yú)在水面令浮,其首常南向午也”。需要特別指出的是,這里極為清晰地論述了熱退磁現(xiàn)象的應(yīng)用。當(dāng)燒至通赤時(shí),溫度超過(guò)居里點(diǎn),磁疇瓦解,這時(shí)成為順磁體。再用水冷卻,磁疇又重新恢復(fù)。這時(shí)魚(yú)尾正對(duì)子位(北方),在地磁場(chǎng)作用下,磁疇排列具有方向性,因而被磁化。還應(yīng)注意到,“鈐魚(yú)首出火”時(shí)“沒(méi)尾數(shù)分”,魚(yú)呈傾斜狀,此舉使魚(yú)體更接近地磁場(chǎng)方向,磁化效果會(huì)更好。從司南到指南魚(yú),無(wú)疑是一個(gè)重大進(jìn)步,但在使用上仍多有不便。
我國(guó)古籍中,關(guān)于指南針的最早記載,始見(jiàn)于沈括的《夢(mèng)溪筆談》。該書(shū)介紹了指南針的四種用法:水法,用指南針穿過(guò)燈芯草而浮于水面;指法,將指南針擱在指甲上;碗法,將指南針?lè)旁谕胙?;絲懸法,將獨(dú)股蠶絲用蠟粘于針腰處,在無(wú)風(fēng)處懸掛。磁針的制作,采用了人工磁化方法。正是由于指南針的出現(xiàn),沈括最先發(fā)現(xiàn)了磁偏現(xiàn)象,“常微偏東,不全南也”。
南宋時(shí),陳元靚在《事林廣記》中記述了將指南龜支在釘尖上。由水浮改為支撐,對(duì)于指南儀器這是在結(jié)構(gòu)上的一次較大改進(jìn),為將指南針用于航海提供了方便條件。
指南針用于航海的記錄,最早見(jiàn)于宋代朱彧(yù)的《萍洲可談》:“舟師識(shí)地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針”。以后,關(guān)于指南針的記載極豐。到了明代,遂有鄭和下西洋,遠(yuǎn)洋航行到非洲東海岸之壯舉。西方“關(guān)于指南針航海的記載,是在1207年英國(guó)納肯(A.Neckam,1157~1217)的《論器具》中。
3.其他與磁有關(guān)的自然現(xiàn)象
極光源于宇宙中的高能荷電粒子,它們?cè)诘卮艌?chǎng)作用下折向南北極地區(qū),與高空中的氣體分子、原子碰撞,使分子、原子激發(fā)而發(fā)光。我國(guó)研究人員在歷代古籍中業(yè)已發(fā)現(xiàn),自公元前2000年到公元1751年,有關(guān)極光記載達(dá)474次。在公元1~10世紀(jì)的180余次記載中,有確切日期的達(dá)140次之多。在西方最早記載極光的,當(dāng)推亞里士多德,他稱極光為“天上的裂縫”?!皹O光”這一名稱,始于法國(guó)哲學(xué)家伽桑迪。
太陽(yáng)黑子,也是一種磁現(xiàn)象。在歐洲人還一直認(rèn)為太陽(yáng)是完美無(wú)缺的天體時(shí),我國(guó)先人早已發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)黑子。根據(jù)我國(guó)研究人員搜集與整理,自前165年~1643年(明崇禎十六年)史書(shū)中觀測(cè)黑子記錄為127次。這些古代觀測(cè)資料為今人研究太陽(yáng)活動(dòng)提供了極為珍貴、翔實(shí)可靠的資料。
遺憾的是,關(guān)于磁的認(rèn)識(shí)盡管極為豐富,而關(guān)于磁現(xiàn)象的本質(zhì)及解釋,往往又是含糊的,缺乏深入細(xì)致的研究。就連被稱作“中國(guó)科學(xué)的坐標(biāo)”的沈括,對(duì)磁現(xiàn)象也認(rèn)為,“莫可原其理”,“未深考耳”,致使在我國(guó)歷,一直未能產(chǎn)生可與英國(guó)吉爾伯特《論磁》比美的著作。