先秦时代的中国劳动人民已经积累了对磁现象的认识，在探寻铁矿的时候，常常遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是四氧化三铁——化学式Fe3O4，别名氧化铁黑、磁铁、吸铁石，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁）。

古人把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为：“石是铁的母亲，但石有慈和不慈两种，慈爱的石头能吸引他的子女，不慈的石头就不能吸引了。”汉以前古人把磁石写成“慈石”，是慈爱石头的表达。

到了西汉，有一个名叫栾大的方士，他利用磁石的特性做了两个棋子的东西，通过调整两个棋子极性的相互位置，有时两个棋子相互吸引，有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝，并当场演示。汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。

扩展资料：

一、磁针的发明

指南针的发明应当是在一个很漫长的时间中，慢慢地改进的结果，而不同时期的形式，应以不同的形式出现。唐代堪舆家的活动相当活跃，并开始强调方向的选择，寻找比磁勺更方便的指向器成了当务之急。于是指南铁鱼或者蝌蚪形铁质指向器及水浮磁针应运而生。

二、磁子午线

磁子午线随一年四季的变化而变化。其一，在春分，秋分这天，磁子午线与子午线，以及地球的经线三线重合，指南针直指地球的南北方向极点，误差只有008°地轴偏心率，可以忽略不计。

其二，在夏至，冬至这天，磁子午线和子午线是不重合的并且偏磁角最大，最大偏差量为正负2326°，也就是说在地球南北极附近偏磁点最大，用地球的周长除以365°角在正负23°，等于偏磁极点对应南北极点的距离(正负弧度公里)。

-指南针

4大发明中最早发明的是指南针 在发明指南针之前人类在茫茫大海中航行，常常会迷失方向，造成不可想象的后果,是中国人发明了指南针，使人类航行有了方向。指南针是用以判别方位的一种简单仪器。中国古代四大发明之一。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。 指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。 磁现象的发现 先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识，在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是四氧化三铁）。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现：“山上有磁石者，其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现，《吕氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招铁，或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为：“石是铁的母亲，但石有慈和不慈两种，慈爱的石头能吸引他的子女，不慈的石头就不能吸引了。” 汉以前人们把磁石写做“慈石”，是慈爱石头的意思。 既然磁石能吸引铁，那么是否还可以吸引其他金属呢？我们的先民做了许多尝试，发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属，也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁，而不能吸引其他物品。 当把两块磁铁放在一起相互靠近时，有时候互相吸引，有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极，一个称N极，一个称S极。同性极相互排斥，异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理，但对这个现象还是能够察觉到的。 到了西汉，有一个名叫栾大的方士，他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西，通过调整两个棋子极性的相互位置，有时两个棋子相互吸引，有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝，并当场演示。汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质，制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。 地球也是一个大磁体，它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体，可以自由转动时，就会因磁体同性相斥，异性相吸的性质指示南北。这个道理古人不够明白，但这类现象他们很清楚。 指南针的始祖——司南 指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。样子象一把汤勺，圆底，可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡，且可以自由旋转。当它静止的时候，勺柄就会指向南方。古人称它为“司南”，当时的著作《韩非子》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》中记载了司南的应用，郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。 春秋时代，人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具，因此也能将硬度只有55度至65度的天然磁石制成司南。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型，勺柄指南极，并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置于光滑的地盘之中，地盘外方内圆，四周刻有干支四维，合成二十四向。这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象，积累了大量的知识和经验，经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。 但司南也有许多缺陷，天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱，而且它与地盘接触处要非常光滑，否则会因转动摩擦阻力过大，而难于旋转，无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量，携带很不方便，这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。 司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十四向，置磁勺于盘中心圆面上，静止时，勺尾指向为南。 指南针的发明 古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。当时以此做为一种游戏。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。 北宋时，曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼型，置炭火中烧之，侯通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时，置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。蘸入水中，可把这种排列较快地固定下来，而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明，对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法：“方家以磁石摩针锋，则能指南。”按沈括的说法，当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针，就能使针带上磁性。从现在的观点来看，这是一种利用天然磁石的磁场作用，使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向，从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的发明不但世界最早，而且为有实用价值的磁指向器的出现，创造了条件。 沈括还在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象：“以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理应有异，未深考耳。”这是说，用磁石去摩擦缝衣针后，针锋有时指南，也有时指北。从现在的观点来看，磁石都有N和S两个极，磁化时缝衣针针锋的方位不同，则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理，他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。 关于磁针的装置方法，沈括介绍了四种方法： 1水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。 2碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。 3指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向。 4缕悬法——在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。 沈括还对四种方法做了比较，他指出，水浮法的最大缺点，水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，转动很灵活，但容易掉落。沈括比较推重的是缕悬法，他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。

指南针的前身是我国古代四大发明之一的司南，其发明是我国劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。

我国古人由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。

汉武帝时期，天下众人皆知汉武帝喜爱奇珍异宝，如果能寻上一两件讨得他的欢心，这一辈子的荣华富贵就享不尽了。

当时有一个名叫栾大的方士，他利用磁石的特殊性质做了两个棋子般的东西，通过调整两个棋子极性的相互位置，有时两个棋子相互吸引，有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。

汉武帝见过很多斗棋，黄金造的、玛瑙造的、象牙造的，天下该有的他应有尽有。所以他一见到这副棋，立刻就没了兴致，不相信这个黑漆漆的铁疙瘩有什么非同寻常之处。

栾大也没多解释，只是淡淡说了一句：“陛下，你看好了。”说着，从袋子里摸出几枚棋子，往棋盘上轻轻一摆。

奇怪的事情发生了，那几枚不起眼的棋子突然好像活了一样，自动在棋盘上相互碰撞打斗起来，直看得汉武帝目瞪口呆，老半天才缓过神，忍不住连声称奇。

栾大见龙颜大悦，心里窃喜，垂手退到一边等待着汉武帝的奖赏。

汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。

其实，棋子相互吸引碰击并不奇怪，栾大只不过是充分利用了磁石的吸铁功能罢了，但汉武帝却不晓得这里面的道理。

这样的故事还很多。《晋书·马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带，在敌人必经的狭窄道路两旁，堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时，被牢牢吸住，不能动弹了。

马隆的士兵穿犀甲，磁石对他们没有什么作用，可自由行动。敌人以为神兵，不战而退。

我国古代对磁性的认识和利用，在世界上是比较早的，在很多古籍中都有记载。

古代人认识磁性，是从发现磁铁矿具有磁性开始的。古代人把磁铁矿称为“磁石”、“慈石”，又把磁铁矿中具有极强磁性的亚种称作“玄石”。

东汉时期的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石，磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住，使其难以脱身。

魏晋南北朝时期，我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在诗中也用过“磁石引铁，于金不连”的句子，可见他也了解磁石的性质。

南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法，他指出，优良磁石出产在南方，磁性很强，能吸引三四根铁针，使几根针首尾相连挂在磁石上。

磁性更强的磁石，能吸引10多根铁针，甚至能吸住一两千克重的刀器。

陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分，而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。

古人对磁石的认识在医学上多有体现。古代先民在对磁现象的观察和研究的过程中，进一步了解了磁的性质，并试图更多地应用这些性质，比如历代都有应用磁石治病的记载。

据战国末期成书的《管子》和《吕氏春秋》记载，我国人在2000多年前就发现山上的一种石头具有吸铁的神奇特性，他们管这种石头叫“磁石”。

在西汉时期史学家司马迁的《史记》书中的“仓公传”便讲到齐王侍医利用五种矿物药治病的事。这5种矿物药是指磁石、丹砂、雄黄、矾石和曾青。

在东汉时期的《神农本草》药书中，讲到了利用味道辛寒的磁石治疗风湿、肢节痛、除热和耳聋等疾病。

南北朝时期陶弘景在《名医别录》医药书中，也讲到磁石可以养肾脏，强骨气，通关节，消痈肿等。

唐代著名医药学家孙思邈著的《千金方》药书中还讲到用磁石等制成的蜜丸，说经常服用可以对眼力有益。

北宋时期医学家王怀隐等著的《太平圣惠方》中还讲到磁石可以医治儿童误吞针的伤害，这就是把枣核大的磁石，磨光钻孔穿上丝线后投入喉内，便可以把误吞的针吸出来。

在南宋时期医学家严用和著的《济生方》医药书中，又讲到利用磁石医治听力不好的耳病，这是将一块豆大的磁石用新绵塞入耳内，再在口中含一块生铁，便可改善病耳的听力。

在明代著名药学家李时珍著的《本草纲目》中，关于医药用磁石的记述内容丰富并具总结性，对磁石形状、主治病名、药剂制法和多种应用的描述都很详细。

例如磁石治疗的疾病就有耳卒聋闭、肾虚耳聋、老人耳聋、老人虚损、眼昏内障、小儿惊痫、子宫不收、大肠脱肛、金疮肠出、金疮血出、误吞针铁、丁肿热毒、诸般肿毒等10多种疾病，利用磁石制成的药剂有磁朱丸、紫雪散和耳聋左慈丸等。

总的说来，在各个朝代的医药书中常有用磁石治疗多种疾病的记载。

我国先民对磁石的性质研究和利用，是指南针发明和发展的原始基础。事实上，指南针的发明，就是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。