古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形,魚的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北.當(dāng)時以此做為一種游戲.東晉的崔豹在《古今注》中曾提到這種“指南魚”.
　　北宋時,曾公亮在《武經(jīng)總要》載有制作和使用指南魚的的方法：“用薄鐵葉剪裁,長二寸,闊五分,首尾銳如魚型,置炭火中燒之,侯通赤,以鐵鈐鈐魚首出火,以尾正對子位,蘸水盆中,沒尾數(shù)分則止,以密器收之.用時,置水碗于無風(fēng)處平放,魚在水面,令浮,其首常向午也.”這是一種人工磁化的方法,它利用地球磁場使鐵片磁化.即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上.燒紅的鐵片內(nèi)部分子處于比較活動的狀態(tài),使鐵分子順著地球磁場方向排列,達(dá)到磁化的目的.蘸入水中,可把這種排列較快地固定下來,而魚尾略向下傾斜可增大磁化程度.人工磁化方法的發(fā)明,對指南針的應(yīng)用和發(fā)展起了巨大的作用.在磁學(xué)和地磁學(xué)的發(fā)展史上也是一件大事.北宋的沈括在《夢溪筆談》中提到另一種人工磁化的方法：“方家以磁石摩針鋒,則能指南.”按沈括的說法,當(dāng)時的技術(shù)人員用磁石去摩擦縫衣針,就能使針帶上磁性.從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來看,這是一種利用天然磁石的磁場作用,使鋼針內(nèi)部磁疇的排列趨于某一方向,從而使鋼針顯示出磁性的方法.這種方法比地磁法簡單,而且磁化效果比地磁法好,摩擦法的發(fā)明不但世界最早,而且為有實用價值的磁指向器的出現(xiàn),創(chuàng)造了條件.
　　沈括還在《夢溪筆談》的補(bǔ)筆談中談到了摩擦法磁化時產(chǎn)生的各種現(xiàn)象：“以磁石摩針鋒,則銳處常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理應(yīng)有異,未深考耳.”這是說,用磁石去摩擦縫衣針后,針鋒有時指南,也有時指北.從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來看,磁石都有N和S兩個極,磁化時縫衣針針鋒的方位不同,則磁化后的指向也就不同.但沈括并不知道這個道理,他真實的記錄了這個現(xiàn)象并坦白承認(rèn)自己沒有做深入思考.以期望后人能進(jìn)一步探討.
　　關(guān)于磁針的裝置方法,沈括介紹了四種方法：
　　1.水浮法——將磁針上穿幾根燈心草浮在水面,就可以指示方向.
　　2.碗唇旋定法——將磁針擱在碗口邊緣,磁針可以旋轉(zhuǎn),指示方向.
　　3.指甲旋定法——把磁針擱在手指甲上面由于指甲面光滑,磁針可以旋轉(zhuǎn)自如,指示方向.
　　4.縷懸法——在磁針中部涂一些蠟,粘一根蠶絲,掛在沒有風(fēng)的地方,就可以指示方向了.
　　沈括還對四種方法做了比較,他指出,水浮法的最大缺點(diǎn),水面容易晃動影響測量結(jié)果.碗唇旋定法和指甲旋定法,由于摩擦力小,轉(zhuǎn)動很靈活,但容易掉落.沈括比較推重的是縷懸法,他認(rèn)為這是比較理想而又切實可行的方法.事實上沈括指出的四種方法已經(jīng)歸納了迄今為止指南針裝置的兩大體系——水針和旱針.
　　《夢溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關(guān)我國古代科學(xué)技術(shù)的著作,書中談到磁學(xué)和指南針的一些問題.
　　南宋陳元靚在《事林廣記》中介紹了另一類指南魚和指南龜?shù)闹谱鞣椒?這種指南魚與《武經(jīng)總要》一書記載的不一樣,是用木頭刻成魚形,有手指那么大,木魚腹中置入一塊天然磁鐵,磁鐵的S極指向魚頭,用蠟封好后,從魚口插入一根針,就成為指南魚.將其浮于水面,魚頭指南,這也是水針的一類.
　　指南龜是當(dāng)時流行的一種新裝置,將一塊天然磁石放置在木刻龜?shù)母箖?nèi),在木龜腹下方挖一光滑的小孔,對準(zhǔn)并放置在直立于木板上的頂端尖滑的竹釘上,這樣木龜就被放置在一個固定的、可以自由旋轉(zhuǎn)的支點(diǎn)上了.由于支點(diǎn)處摩擦力很小,木龜可以自由轉(zhuǎn)動指南.當(dāng)時它并沒有用于航海指向,而用于幻術(shù).但是這就是后來出現(xiàn)的旱羅盤的先聲.
　　指南龜發(fā)明年代不晚于1325年.木塊刻成龜型,龜腹部中心嵌以磁體,木龜安放在尖狀立拄上,靜止時首尾分指南北.
　　看看下面的網(wǎng)址