指南魚

公元九六零年，宋太祖建立宋朝，結束了五代十國時期的封建割據局面。北宋時候，農業、手工業和商業都有了新的發展。在這個基礎上，我國的科學技術獲得了輝煌的成就。宋朝時候，我國指南魚在指南針的製造方面，跟造紙法和印刷術一樣，也有很大的發展。大約在北宋初年，我國又創製了一種指南工具——指南魚。

當時有一部有名的軍事著作，叫《武經總要》，其中說：行軍的時候，如果遇到陰天黑夜，無法辨明方向，就應當讓老馬在前面帶路，或者用指南車和指南魚辨別方向。《武經總要》這部書是在北宋仁宗慶曆四年（公元一零四四年）以前寫成的。這就是說，在那個時候，我國已經有指南魚，並且把它應用到軍事方面去了。

指南魚用一塊薄薄的鋼片做成，形狀很象一條魚。它有兩寸長、五分寬，魚的肚皮部分凹下去一些，它象小船一樣，可以浮在水面上。鋼片做成的魚沒有磁性，所以沒有指南的作用。如果要它指南，還必須再用人工傳磁的辦法，使它變成磁鐵，具有磁性。

古代的一種磁性指南工具，用薄鐵葉剪裁成魚形，魚的腹部略下凹，像一隻小船，磁化后浮在水面，就能指南北。當時以此做為一種遊戲。

北宋時，曾公亮在《武經總要》載有製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，沒尾數分則止，以密器收之。用時，置水碗於無風處平放，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。而以一定角度放入水中，則使魚磁化的有效磁場強度增大，磁化效果更好。

後來，指南魚進行了改進，它與《武經總要》一書記載的不一樣，是用木頭刻成魚形，有手指那麼大，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。將其浮於水面，魚頭指南，這也是水針的一類。

當時不但有鋼片做的指南魚，還有用木頭做的指南魚和指南龜。宋代《事林廣記》記載了用木頭做指南魚的方法：用一塊木頭刻成魚的樣子，像手指那樣大，指南魚就做好了。把指南魚放到水面上，魚嘴裡的針就指向南方。

過去有人認為密器本身為磁石，使它們接觸，時間久了，鋼片做的魚就被人工磁化，變成磁鐵。但這種解釋是錯誤的。東北師大物理系教授劉秉正先生在1956年就給於了科學的解釋：鐵片燒紅后，溫度高於居里點，鐵片中的磁疇便瓦解而成為順磁體，蘸水淬火后，磁疇又形成，但在地磁場作用下磁疇排列有方向性，故能指南北。因我國長江黃河流域一帶地磁有大約50度左右的傾角，如水平放置，則只有水平方向分量起作用，而以一定角度放入水中，則使魚磁化的有效磁場強度增大，磁化效果更好。我國人民發明用人造磁鐵做指南魚，這是一個很大的進步。這說明我國人民在九百多年前就已具有相當豐富的磁鐵知識了。

使用指南魚，比使用司南要方便，它不需要再做一個光滑的銅盤，只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平，也不會影響指南的作用，因為碗里的水面是平的。而且，由於液體的摩擦力比固體小，轉動起來比較靈活，所以它比司南更靈敏，更準確。

像手指那樣大，在魚嘴往裡挖一個洞，拿一條磁鐵放在裡面，使它的S級朝外，再用蠟封好口。另外用一根針從魚口裡插進去，指南魚就做好了。把指南魚放到水面上，魚嘴裡的針就指向南方。

指南龜也是用木頭刻成的，放磁鐵的辦法和木頭指南魚一樣，插在尾部。指南龜不放在水裡，人們在它的肚子下面挖一個洞，把它裝在光滑的竹釘上面，使它便於自由轉動，它尾部的那根針，也會自動指向南方。

這種木頭指南魚和指南龜，很可能是一些懂得方術的方士創造的，做成以後只是用來變戲法。所以《事林廣記》的作者，把它們當作《神仙幻術》了。