“磁石吸铁,间隔潜应”:谈谈我国古人对“磁”的理解

2020-09-07 12:21:41 作者: “磁石吸铁,

到了宋代就有人试着用古代的阴阳五行理论去解释,认为“磁石吸铁”是“阴阳相感”,是“神和气合”的结果。这些解释都是非常模糊的,也远远没有触到问题的本质,但是能够从铁和磁石之间内在的“气”的联系去寻找原因,这个思想还是可贵的。要真正解决磁现象的本质问题,在古代由于科学水平的限制是不可能的。

五、磁体的指极性

什么叫做磁体的指极性呢?就是说,把一根磁体支挂起来,当它静止时,必然有一端指在北向,叫做北极,另一端指在南向,叫做南极。磁体的磁性主要就集中在这两个极上。

我们的祖先大约在战国时代发现了磁体的指极性。当时的著作《韩非子·有度篇》里就有“先王立司南以端朝夕”的话。“司南”就是指南的意思,“端朝夕”就是正四方的意思。此后,在这方面有很多发明,到了明代的李豫亨记载过一件事:说一个姓汪的人,把一根普通的铁杖横着悬挂起来,用手一击,使之旋转,待静止后,铁杖必定指向南北。李氏自己也试验过,果然是真的。这里所说的实际上也是磁体的指极性问题。因为一根铁杖放到地球磁场里,久而久之受到感应,产生了磁性,成为磁体,因此表现出指极性来。

六、磁偏角和磁倾角的发见

地球的两个磁极和地理南北极只是“接近”,并不完全重合。因此,磁针事实上也并不完全精确地指向正南北方而略微有偏,这个角度叫做磁偏角。因为地球是球形的,所以在北半球,磁针的北极必向下倾斜,和水平方向成一夹角,这个夹角叫做磁倾角。不同地点有不同大小的磁倾角和磁偏角。

磁倾角的存在,远在北宋初年就发现了。那时的一本军事书《武经总要》(完成于1044年),在叙述人工磁化的时候就特别指出,被地磁场磁化的钢鱼,在加热之后,当浸到冷水时,要使鱼尾略向下倾。这是意识到我国的地磁力略有倾斜,故使鱼尾下倾,正对磁力,可以充分发挥地球磁力的作用,使钢鱼更好地被磁化。我国各地的磁偏角虽然十分微小,但在北宋时代竞也被发现了。

沈括的《梦溪笔谈》中十分明确地记载说,磁针能够指南,但“常微偏东,不全南也”。明白无误地说明了磁偏角是向东的。这是世界上关于磁偏角的最早记载。在后来的各个时期也都陆续有所记载。

至元明时代,甚至对不同地点磁偏角不同与同一地点不同时期有不同的磁偏角(这是因为地磁变化引起的)也有了发现,臂如明代的方以智就注意到我国的磁偏角使磁针偏东,罗马帝国的磁针则偏西,这不能不令人惊叹。

在欧洲,到了十三世纪才发现磁针指向并非正南北方,但当时他们多误解为磁针装置工艺上的缺点。到了1492年,哥仑布横渡大西洋,才真正发现了磁偏角,较我国迟了四百多年!

从上面的介绍可以看出,从公元前四世纪开始,我国就发现了磁石能够吸铁,而且只能吸铁。后来,还能对磁性的强弱作定量的测量。从汉代开始,发现了磁体互相接近时,可能相吸,也可能相斥。清初发见了铁的“磁屏”作用。磁体的指极性,远在战国时期就知道了,最晚在北宋就发现了磁偏角与磁倾角。