古人对磁石的发现和认知是什么样的?

栏目:古籍资讯发布:2023-10-31浏览:4收藏

古人对磁石的发现和认知是什么样的?,第1张

古人在寻找铁矿的过程中,必然会遇到磁铁矿,就是磁石。我国古籍中关于磁石的最早记载,是在《管子•地》古代人把磁石的吸铁特性比作母子相恋,认为“石,铁之母也。以有慈石,故能引其子;石之不慈者,亦不能引也”。因此,汉代初期,都是把“磁石”写成“慈石”。

对于磁石吸铁这一问题,宋代道士陈显微和道教学者俞琰曾经作过探讨,认为磁石所以吸铁,是有它们本身内部的原因,是由铁和磁石之间内在的“气”的联系决定的,是“神与气合”使然。

明代末期地理学家刘献廷在他的《广阳杂记》一书中也认为,磁石吸铁是由于它们之间具有“隔碍潜通”的特性。刘献廷还把铁的磁屏蔽作用理解为“自然之理”。

这种力图用自然界本身来解释自然现象的观点是唯物主义的。考虑到当时的科学水平,也只能作出这样解释。

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,您看好了。”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,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。

我国古籍中,关于指南针的最早记载,主要的有如下几条:

《茔原总录》卷一说:客主的取,宜匡四正以无差,当取丙午针。于其正处,中而格之,取方直之正也。

意思是说,要定东西南北四正的方向,必须取丙午向的针,然后在丙、午的位置,“中而格之”,找出正南的方向。亦即让针指丙午中间的方向,则午向就是正南方向。《茔原总录》是一部相墓书,撰于宋仁宗庆历元年(1041年)。作者杨维德是当时的天文学家、星占学家和堪舆学家,大中祥符三年(1010年)左右任司天监保章正,专司占候变异。这条记载中所说的针,虽没有明确指出是什么针,但从字里行间可以断定是磁针无疑,说明当时已把磁针与罗经盘配套,作为定向的仪器,并且已发现了地球的磁偏角,定为正南偏东75度。

《梦溪笔谈》卷二十四说:方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。水浮多荡摇,指爪及碗唇上皆可为之,运转尤速,但坚滑易坠,不若缕悬为最善。其法取新纩中独茧缕,以芥子许蜡,缀于针腰,无风处悬之,则针常指南。其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。

《梦溪笔谈》是北宋沈括所著,撰于公元1088—1095年间。这条记载明确指出指南针是方家(堪舆家)首先发明和使用的,用的是“磁石磨针锋”的人工磁化方法制成,并且记述了水浮、置指甲上、置碗唇上和悬丝等四种指南针的装置方法,以及各种方法的长处和缺陷,使人们对当时的指南针有较清晰的认识。文中所说的指南针“常微偏东”,说明沈括也已注意到磁偏角。

从上述材料中,我们可以看到,指南针在十一世纪时已是常用的定向仪器,有多种装置方法,并已由指南针发现了地球的磁偏角,从而也表明指南针至少已经行用了一段时期。由此可以推断,指南针至迟发明于十一世纪初期。如果把指南针的发明时代上溯到十世纪时的唐末或五代,也是不无根据的。如王伋(王赵卿,约十世纪末)曾留有“虚危之间针路明”的诗句;(10)佚名的《九天玄女青囊海角经》(约900年)中说:“今之象占,以正针天盘,格龙以缝针地盘”(11)等。这里所说的“针路”、“正针”、“缝针”等,极可能就是用指南针与罗经盘配套定向的术语。

南宋时,陈元靓在《事林广记》中记述了将指南龟支在钉尖上。由水浮改为支撑,对于指南仪器这是在结构上的一次较大改进,为将指南针用于航海提供了方便条件。 指南针用于航海的记录,最早见于宋代朱彧(yù)的《萍洲可谈》:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针”。以后,关于指南针的记载极丰。到了明代,遂有郑和下西洋,远洋航行到非洲东海岸之壮举。西方“关于指南针航海的记载,是在1207年英国纳肯(A Neckam,1157~1217)的《论器具》中

传说故事中黄帝轩辕与蚩尤在逐鹿之战中就出现了司南车,用于辨别四时八方,黄帝借助它辨别了方向,找到蚩尤的军队并打败。不过也有人提出司南车其实并不是对磁石的利用,而是一种机械传动装置,类似于木牛流马的那种。

所以目前有真实史料记载的是战国时期出现了第一块司南,这是对磁石的第一次应用。现在能找到的是国家博物馆根据汉代记载和出土的汉代地盘实物制作的模型。

磁铁矿,是指氧化物类矿物磁铁矿的矿石。属等轴晶系。晶体呈八面体、十二面体。晶面有条纹。多为粒块状集合体。铁黑色,或具暗蓝靛色。条痕黑,半金属光泽。不透明。无解理。断口不平坦。硬度55~65。密度516~518g/cm3。具强磁性。性脆。无臭,无味。常产于岩浆岩、变质岩中。

海滨沙中也常存在。分布山东、河北、河南、辽宁、黑龙江、内蒙古、湖北、云南、广东、四川、山西、江苏、安徽。

矿物名。磁铁矿的主要成分为Fe3O4,晶体属等轴晶系的氧化物矿物,晶体常呈八面体和菱形十二面体、集合体呈粒状或块状。完好单晶形呈八面体或菱形十二面体,呈菱形十二面体时,菱形面上常有平行该晶面长对角线方向的条纹。集合体为致密块状或粒状。

颜色为铁黑色,条痕呈黑色,金属光泽或半金属光泽,不透明,无解理,摩氏硬度55-6,比重48-53。因为它具有强磁性,中国古代中国古籍中称为磁石,表征它具有磁性;此外尚有偩铁石、磁石、玄石等名称。含铁量为724%,是最重要的铁矿石。如矿石中含有害元素很少,可直接用于平炉炼钢。不少磁铁矿中还伴有钛、钒、铬等元素,冶炼过程中可以综合利用。磁铁矿还是传统的中药材之一,中医认为有镇静安神的功效。磁铁矿晶体具反尖晶石型结构(见尖晶石)。单晶体常呈八面体也呈菱形十二面体,双晶常见集合体呈块状或粒状。铁黑色,半金属光泽,有时具八面体裂理。摩斯硬度55~65,比重52,具亚铁磁性,是矿物中磁性最强的能被永久磁铁所吸引。其中具有极磁性、能吸引铁针等物的称为极磁铁矿。又称为慈石、磁石、玄石。是矿物中磁性最强的,能被永久磁铁吸引,中国古代的指南针"司南"就是利用这一特性制成的。氧化后变为赤铁矿或褐铁矿。 磁铁矿晶体常呈八面体和菱形十二面体、集合体呈粒状或块状。是矿物中磁性最强的,能被永久磁铁吸引,氧化后变为赤铁矿或褐铁矿。

磁铁矿分布广,有多种成因。生于变质矿床和内生矿床中,岩浆成因矿床以瑞典基鲁纳为典型;火山作用有关的矿浆直接形成的以智利拉克铁矿为典型;接触变质形成的铁矿以中国大冶铁矿为典型;含铁沉积岩层经区域变质作用形成的铁矿,品位低规模大,俄罗斯、北美、巴西、澳大利亚和中国辽宁鞍山等地都有大量产出。磁铁矿是炼铁的主要矿物原料,也是传统的中药材。

古人对磁石的发现和认知是什么样的?

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