我国古代关于磁的贡献和历史记载

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中国古代关于磁现象与电现象的记载有哪些?~

古代关于磁学的知识相当丰富。我们祖先对磁的认识,最初是从冶铁业开始的。古籍中记载了很多有关磁学知识。磁与电有本质上的联系。古代对于某些静电现象的记载,如摩擦起电、地光与极光的电磁现象等,这恰恰是和磁现象相并列的。在我国古代,大约在春秋末期成书的《管子•地教篇》、战国时期的《鬼谷子》、战国末期的《吕氏春秋》等,都曾记述了天然磁石及其吸铁现象,还记述了世界上最古老的指南针“司南”。
秦始皇统一全国之后,自觉功绩可以与三皇五帝相比。他嫌都城咸阳的宫室太小,不足以展现自己君临天下的威仪,就在公元前212年,下令在王家园囿上林苑所在的渭河之南、皂河之西,建造规模庞大的宫殿群落阿房宫。
相传当年秦始皇在建造阿房宫北阙门时,令能工巧匠们“累磁石为之”,故称“磁石门”。磁石门运用了“磁石召铁”的原理,类似现代的安全检查门。
磁石门的作用,一是为了防止行刺者,在入门时以磁石的吸铁性能使隐甲怀刃者不能通过;二是为了向“四夷朝者”显示神奇,使其惊恐却步,不敢有异心,故也称“却胡门”。
磁石门的营造,反映了秦国高超的科学技术水平。这在我国乃至世界历史上尚属首创,可以算得上是世界科技史上的一大创举。
其实远在2000多年前,我国古代劳动人民就开始同磁打交道。人们在同磁石不断接触中,逐渐了解到它的某些特性,并且利用这些特性来为人类服务。
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•地教篇》中:“上有慈石者,下有铜金。”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。
我国古代还把磁石吸铁性应用于生产上。清代乾隆年间进士朱琰著的《A说》记有古代烧白瓷器的时候,用磁石过滤釉水中的铁屑。因为素瓷如果沾有铁屑,烧成后就会有黑斑。
磁石也应用于医疗上,明代医学家李时珍的《本草纲目》记载,宋代的人用磁石吸铁作用来进行某种外科手术,如在眼里或口里吸收某些细小的铁质异物。这在现代已经发展为一种专门的磁性疗法,对关节炎等疾病显示出良好的疗效。
我国关于地球磁场可以磁化铁物的记载,也见于一些著作中。如明代方以智的《物理小识》卷8《指南说》的注中引滕揖的话:“铁条长而均者,悬之亦指南。”
磁偏角、磁倾角和地磁场的水平分量称作“地磁三要素”。欧洲人对磁偏角的发现是在哥伦布海上探险途中的1492年,磁倾角的发现还要晚一些。而我国对磁偏角、磁倾角的发现都要早得多。
北宋时期官修军事著作《武经总要》所记述的制指南针法,是包含有一定的地磁学知识的。甚至有关磁倾角的知识也反映在这种磁化法中。既然指南针在磁化过程中要北端向下倾斜,这就隐含着当时的人们已经意识到有个倾角的存在。
至今所发现的有关磁偏角的比较权威的文献记载,是北宋时期沈括的《梦溪笔谈》。
沈括在磁学上的贡献有如下3点:一是给出了人工磁化方法,二是在历史上第一次指出了地磁场存在磁偏角,三是讨论了指南针的4种装置方法,为航海用指南针的制造奠定了基础。另外,沈括对大气中的光、电现象也进行了研究。
从后来的地磁学发展知道,磁偏角是随地点的变化而变化的,而同一地点的磁偏角大小又随时间的推移而不断改变。这些变化是由于地磁极不断变动所致。
至南宋时期,磁偏角因地而异的情况有了更明确的记载,并且被应用到堪舆罗盘上。
至元明清时期,堪舆罗盘也都设有缝针,而且不同时期、不同地域所制的罗盘的缝针方位也都不一致。这可以看成是我国古代关于偏角因时、地而变化的原始记录。
在物理学上,磁与电有着本质上的联系。我国古人把磁现象与静电现象联系在一起,并且统一地归结为“气”,是有意义的。后来人们对于静电吸力的观察更加深入了,发现了一些特别的情况。
比如三国时期,人们已经知道“琥珀不取腐芥”。“琥珀”是一种树脂化石,绝缘性能很好,经过摩擦后就能吸引轻小物品。这个现象,汉代以来就为人们所熟知。
“腐芥”是指腐烂了的芥籽,必定满含水分,因而具有黏性,容易粘着别的物体上,难以吸动。
另外,腐芥上蒸发出水气使周围空气以及和它接触的桌面都潮湿,以致易于导电。当腐芥接近带电体,因感应而产生的电荷,容易为周围的潮湿空气传走,所以静电吸力一定很小。
可见“琥珀不取腐芥”不但是事实,而且是符合电学原理的,也是人们深入观察研究摩擦起电现象所得到的一个结论。
古人认为,琥珀经过人手的摩擦,容易起电,才是真的琥珀。可见,古人已经知道以是否具有明显的静电性质,作为鉴别真假琥珀的标准,这是初步的电学知识的实际应用。
摩擦起电在一定条件下,能够发生火星,并伴随轻微的声响。这种称为“电致发光”的现象,在古代也时有发现与记录。
晋代张华《博物志》记载:“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声。”这里记载了两个现象,一个是梳子和头发摩擦起电,另一个是外衣和不同原料的内衣摩擦起电。
古代的梳子,有漆木、骨质或角质的,它们和头发摩擦是很容易起电的;丝绸、毛皮之类的衣料,互相摩擦也容易起电。当天气干燥,摩擦强烈时,确实能有火星与声响。
当然这火星与声响是十分微弱的,古人能觉察到,说明十分仔细、认真。
古代观察到的电磁现象,比较有代表性的除了雷电以外就是地光与极光。
我国古代关于地光的记载,以各地方志里为最多,例如:《成都志》记载,293年2月4日,成都发生地震之前,“有火光入地”;《正德实录》记载,1513年12月30日,四川“有火轮见空中,声如雷,次日戊戌地震”;《颍上县志》记载,1652年3月24日,安徽颍上地震发生时,“红光遍邑”等。
所有这些文字里的“火光”、“火轮”、“红光”等都是古人形容地光的名词。
上述这些记载是如此确切、生动,它们是科学史上极其珍贵的资料。它们的意义在于地光能够反映岩层的活动,和地震有着密切的内在联系,尤其是有助于临震预报。
极光分为北极光和南极光。我国地处北半球,故只能看到北极光。高纬度地区看到极光的机会比较多,但在中低纬度地区偶尔也可以看到,不过亮度要弱得多。
一般认为极光的原因在于:太阳发射出来的无数带电粒子受到地球磁场的作用,运动方向发生改变,它们沿着地球磁力线降落到南、北磁极附近的高空层,并以高速钻入大气层,这些带电粒子跟大气中的分子、原子碰撞,致使大气处于电离并发光,这就是极光。
各种原子发出不同的色光,所以极光呈现五彩缤纷的颜色,一般为黄绿色,但也有白色、红色、蓝色、灰紫色,或者兼而有之。
我国古代关于极光的记载很早。远在几千年前传说的黄帝时期曾出现过“大电光绕北斗枢星”。
战国时期的《竹书纪年》记录了大约发生在公元前950年的一次极光:“周昭王末年,夜清,五色光贯紫微。其年,王南巡不返。”描述了极光的时刻、方位和光色,是我国最早而翔实的极光记载,比西方早了600多年。我国古代关于极光的记载是很丰富的。当时没有极光的名称,而是根据各种极光现象的形状、大小、动静、变化、颜色等分别加以称谓。
这种分类命名法,最早见于《史记•天官书》,可见至少已有2000多年的历史了。
极光是研究日地关系的一项重要课题,它跟天体物理学和地球物理学都有密切的关系。古代记载下来的极光史料,可以帮助人们了解过去太阳活动、地磁、电离层等变动的规律,还可以探讨古地磁极位置的变迁过程。

1、造纸术
(1)西汉先后出现絮纸和麻纤维纸。甘肃天水放马滩出土的绘有地图的纸,是目前世界上所知最早的纸。
(2)东汉宦官蔡伦于105年改进造纸术,制造植物纤维纸。
(3)造纸术6世纪传到朝鲜、越南和日本,8世纪传到中亚,并经阿拉伯人传到非洲和欧洲。
2、印刷术
(1)隋唐已有雕版印刷的佛经、日历和诗,现存世界上最早的雕版印刷品是868年我国印制的《金刚经》卷子。
(2)五代有了雕版印刷的整部书籍。
(3)宋代雕版印刷业很发达,刻印的书,字体工整,装订精美。11世纪中叶,北宋毕升发明活字印刷术,比欧洲早400年。
(4)元朝出现锡、木活字。后来又有铜、铅活字印书。
(5)活字印刷术发明后,向东传入朝鲜、日本,向西传入埃及和欧洲,改变了当时欧洲只有僧侣才能读书和受高等教育的状况。
3、指南针
(1)战国时期发现磁石指南特性,发明“司南”。
(2)北宋已会使用磁针指南,后来把磁针装在罗盘上,制成指南针用于航海。
(3)南宋时指南针传到印度、阿拉伯、波斯等国,促进了各国航海事业发展,并为新航路的开辟和实现环球航行提供了重要条件。
4、火药
(1)唐朝时《真元妙道要略》一书最早提到了火药,唐末火药开始用于军事。
(2)北宋时火药已广泛在军事上使用,东京设立“广备攻城作”,制造火药和火器;宋仁宗时成书的《武经总要》记载了许多火器的制作方法。
(3)南宋时发明了“突火枪”,管形火器的出现,开创了人类作战史的新阶段。
(4)金的火器制造业比较发达,所制的“震天雷”、“飞火枪”威力很大。金的军队用这两种火器打退了蒙古军队的进攻,取得局部胜利。
(5)我国发明的火药在13世纪中期传入阿拉伯,后来又由阿拉伯传入欧洲。
5、中国古代的天文历法成就
(1)夏朝:历法“夏小正”,载有一年中各个月份的物候、天象、气象和农事情况。
(2)商朝:干支纪日法是商朝历法最大成就,它是世界上延续时间最长的纪日方法。商朝甲骨文保留了我国最早的日食、月食和新星记录。
(3)春秋:留下世界公认的关于哈雷彗星的最早记录,比欧洲早670多年。历法已经形成自己固定的系统,基本上确立了十九年七闰的原则,比欧洲早160年。
(4)战国:《甘石星经》是世界最早的天文学著作;人们还测定了一年的季节。
(5)西汉:武帝时制定“太初历”。前28年西汉关于太阳黑子的记录是世界最早的太阳黑子记录。
(6)东汉:张衡发明了浑天仪和地动仪(比欧洲早1700多年)。
(7)隋唐:①隋朝天文学家刘焯编制的《皇极历》,创立了计算日月运行的新方法,是当时最先进的历法。②唐朝天文学家僧一行,在《皇极历》的基础上制定的《大衍历》,比较准确地反映了太阳运行的规律,系统周密,表明中国古代历法体系的成熟。③一行还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。
(8)元朝:元初设立太史局编制新历法。郭守敬改进了简仪和圭表,主持全国范围的天文测量,编《授时历》年周期与现行公历同,但早于现行公历300年问世。
6、中国古代的数学成就
(1)西周:商高讲过“勾三股四弦五”这一勾股定理特例,载于《周髀算经》。
(2)春秋:九九乘法表。
(3)西汉:刘歆推算圆周率为3.1547。
(4)东汉:《九章算术》是当时世界上最先进的应用数学。
(5)三国:刘徽运用极限理论,提出计算圆周率的正确方法。
(6)南朝:祖冲之精确地算出圆周率是在3.1415926~3.1415927之间,这一成果比欧洲早一千年。他还为《九章算术》作注。又著《缀术》等书。
(7)唐朝:著名数学家王孝通撰写的《缉古算经》,首次提出三次方程式正根的解法,能解决工程建设中上下宽狭不一的计算问题,是对古代数学理论的卓越贡献,比阿拉伯人早三百多年,比欧洲早六百多年。
(8)明代:数学家程大位编著《算法统宗》,奠定了后世珠算法基础。
(9)清代:蒙古族数学家明安图推出“割圆九术”,将其研究成果整理成《割圆密率捷法》。他用解析几何方法把三角函数和圆周率的研究提高到一个新的水平。

扩展资料:
中国古代科技成就指中国古代各项科技成果,包括造纸、印刷、纺织、陶瓷、冶铸等。
中国古代科技源于生活,而生活需要各种实用技术。造纸、印刷、纺织、陶瓷、冶铸、建筑等中国人引以为豪的发明创造无不带有鲜明的实用烙印。
物理学成就
战国时期:物理学有较大成就。《墨经》中有大量的物理学知识,其中包括杠杆原理和浮力理论的叙述,还有声学和光学的记载。关于光影关系、小孔成像等,写的很系统,被现代科学家称为“《墨经》光学八条”。
医药学成就
(1)先秦时期:扁鹊是战国时期最著名的医生,后代把他奉为“脉学之宗”,他采用望闻问切四诊法,从脉象中诊断病情。切脉是扁鹊的主要成就。四诊法成为我国中医的传统诊病法,两千多年来一直为中医所沿用。
(2)两汉时期:①战国问世、西汉编定的《黄帝内经》是我国现存较早的重要医学文献。它奠定了祖国医学的理论基础。②东汉的《神农本草经》是中国第一部完整的药物学著作。③东汉末年的名医华佗,擅长外科手术,被人誉为“神医”,发明的麻沸散,比西方早1600多年。④东汉末年的名医张仲景,被称为“医圣”,其代表作《伤寒杂病论》是后世中医的重要经典。
(3)隋唐时期:①唐朝杰出的医学家孙思邈的《千金方》,全面总结历代和当时的医药学成果,并有许多创见,在我国医药学历史上占有重要地位。②吐蕃名医元丹贡布编著的《四部医典》,在国内外有重要影响。③唐高宗时期编修的《唐本草》,是世界上最早的、由国家颁行的药典。
(4)明清时期:明朝李时珍《本草纲目》,记载药物一千八百多种,方剂一万多个,全面总结了16世纪以前的中国医药学,被誉为“东方医药巨典”。李时珍重视实地考察和试验观察,注意运用比较方法,所以他对药物的认识和总结具有较高的科学价值。
《本草纲目》对药物的分类反映了由低级到高级的生物进化观。李时珍还提出“鸟产于林,故羽似叶”的观点,反映了他在动物适应环境、相关变异以及遗传特征等方面的新认识。
参考资料:百度百科-中国古代科技成就

  1. 磁石的吸铁性及其应用

  我国是对磁现象认识最早的国家之一,公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者,其下有铜金”的记载,这是关于磁的最早记载。类似的记载,在其后的《吕氏春秋》中也可以找到:“慈石召铁,或引之也”。东汉高诱在《吕氏春秋注》中谈到:“石,铁之母也。以有慈石,故能引其子。石之不慈者,亦不能引也”。在东汉以前的古籍中,一直将磁写作慈。相映成趣的是磁石在许多国家的语言中都含有慈爱之意。

  我国古代典籍中也记载了一些磁石吸铁和同性相斥的应用事例。例如《史记·封禅书》说汉武帝命方士栾大用磁石做成的棋子“自相触击”;而《椎南万毕术》(西汉刘安)还有“取鸡血与针磨捣之,以和磁石,用涂棋头,曝干之,置局上则相拒不休”的详细记载。南北朝(512~518年)的《水经注》(郦道元)和另一本《三辅黄图》都有秦始皇用磁石建造阿房宫北阙门,“有隐甲怀刃人门”者就会被查出的记载。《晋书·马隆传》的故事可供参考:相传3世纪时智勇双全的马隆在一次战役中,命士兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上。身穿铁甲的敌军个个都被磁石吸住,而马隆的兵将身穿犀甲,行动如常。敌军以为马隆的兵是神兵,故而大败(“夹道累磁石,贼负铁镗,行不得前,隆卒悉被犀甲,无所溜碍”)。

  古代,还常常将磁石用于医疗。《史记》中有用“五石散”内服治病的记载,磁石就是五石之一。晋代有用磁石吸出体内铁针的病案。到了宋代,有人把磁石放在耳内,口含铁块,因而治愈耳聋。

  磁石只能吸铁,而不能吸金、银、铜等其他金属,也早为我国古人所知。《淮南子》中有“慈石能吸铁,及其于铜则不通矣”,“慈石之能连铁也,而求其引瓦,则难矣”。

  2. 磁石的指向性及其应用

  在我国很早就发现了磁石的指向性,并制出了指向仪器 司南。《鬼谷子》中有“郑子取玉,必载司南,为其不惑也”的记载。稍后的《韩非子》中有“故先王立司南,以端朝夕”的记载。东汉王充在《论衡》中记有“司南之杓(勺子),投之于地(中央光滑的地盘),其柢(勺的长柄)指南”。

  不言而喻,司南的指向性较差。北宋时曾公亮与丁度(990~1053)编撰的《武经总要》(1044年)在前集卷十五记载了指南鱼的使用及其制作方法:“若遇天景噎(阴暗)霾,夜色瞑黑,又不能辨方向……出指南车或指南鱼,以辨所向……鱼法,用薄铁叶剪裁,长二寸阔五分,首尾锐如鱼形,置炭中烧之,候通赤,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,其首常南向午也”。需要特别指出的是,这里极为清晰地论述了热退磁现象的应用。当烧至通赤时,温度超过居里点,磁畴瓦解,这时成为顺磁体。再用水冷却,磁畴又重新恢复。这时鱼尾正对子位(北方),在地磁场作用下,磁畴排列具有方向性,因而被磁化。还应注意到,“钤鱼首出火”时“没尾数分”,鱼呈倾斜状,此举使鱼体更接近地磁场方向,磁化效果会更好。从司南到指南鱼,无疑是一个重大进步,但在使用上仍多有不便。

  我国古籍中,关于指南针的最早记载,始见于沈括的《梦溪笔谈》。该书介绍了指南针的四种用法:水法,用指南针穿过灯芯草而浮于水面;指法,将指南针搁在指甲上;碗法,将指南针放在碗沿;丝悬法,将独股蚕丝用蜡粘于针腰处,在无风处悬挂。磁针的制作,采用了人工磁化方法。正是由于指南针的出现,沈括最先发现了磁偏现象,“常微偏东,不全南也”。

  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。

  3. 其他与磁有关的自然现象

  极光源于宇宙中的高能荷电粒子,它们在地磁场作用下折向南北极地区,与高空中的气体分子、原子碰撞,使分子、原子激发而发光。我国研究人员在历代古籍中业已发现,自公元前2000年到公元1751年,有关极光记载达474次。在公元1~10世纪的180余次记载中,有确切日期的达140次之多。在西方最早记载极光的,当推亚里士多德,他称极光为“天上的裂缝”。“极光”这一名称,始于法国哲学家伽桑迪。

  太阳黑子,也是一种磁现象。在欧洲人还一直认为太阳是完美无缺的天体时,我国先人早已发现了太阳黑子。根据我国研究人员搜集与整理,自前165年~1643年(明崇祯十六年)史书中观测黑子记录为127次。这些古代观测资料为今人研究太阳活动提供了极为珍贵、翔实可靠的资料。

  遗憾的是,关于磁的认识尽管极为丰富,而关于磁现象的本质及解释,往往又是含糊的,缺乏深入细致的研究。就连被称作“中国科学史上的坐标”的沈括,对磁现象也认为,“莫可原其理”,“未深考耳”,致使在我国历史上,一直未能产生可与英国吉尔伯特《论磁》比美的著作。


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池娟妇复: 早在两千多年前汉(公元前206-公元220年),中国人就发现山上的一种石头具有吸铁的神奇特性,并发现一种长条的石头能指南北,他们管这种石头叫做磁石.古代的能工巧匠把磁石打磨凿雕成一个勺形,磁石的南极(S极)磨成长柄,放在...

蛟河市18245317777: 古代四大发明中指南针发明过程和运用 -
池娟妇复: 中国是世界上公认发明指南针的国家.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吸引铁的性质,后来又发现了磁石的指向性.经过多...

蛟河市18245317777: 司南是哪个人发明的 -
池娟妇复: 司南是中国古代辨别方向用的一种仪器,是中国古代劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的发明.据《古矿录》记载最早出现于战国时期的河北磁山一带.据近代考古学家猜测用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西,放在一个光滑的盘上,盘...

蛟河市18245317777: 我国古代的四大发明 -
池娟妇复: 四大发明 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...

蛟河市18245317777: 9. 古代的记里车、指南针分别有什么作用? -
池娟妇复: 指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面,特别是航海上.指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程.成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦则观指南...

蛟河市18245317777: 司南发明者? -
池娟妇复: 发明者不祥.司南是我国春秋战国时代发明的一种最早的指示南北方向的指南器,还不是指南针. 早在两千多年前汉(公元前206-公元220年),中国人就发现山上的一种石头具有吸铁的神奇特性,并发现一种长条的石头能指南北,他们管这种石头叫做磁石.古代的能工巧匠把磁石打磨凿雕成一个勺形,放在青铜制成的光滑如镜的底盘上,再铸上方向性的刻纹.这个磁勺在底盘上停止转动时,勺柄指的方向就是正南,勺口指的方向就是正北,这就是我国祖先发明的世界上最早的指示方向的仪器,叫做司南. 司南的“司”就是“指”的意思.

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