登陆注册
11295700000010

第10章 磁现象与电现象记载

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《匋说》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。

同类推荐
  • 日落激流

    日落激流

    本书分为偷袭珍珠港、珊瑚海战役、中途岛大海战、日美瓜岛喋血、马绍尔群岛海战、登陆冲绳岛六部分。具体内容包括:日本舰队奇袭美国军港、山本五十六的“未号计划”、美军攻占吉尔伯特群岛等。
  • 代隋

    代隋

    隋末年间,群雄辈出,谁能取而代之?一个后世普通人死后重生成为了宇文成都,随着时间的推移,面对着与前世普通生活,而不相同的门阀嫡长孙的生活环境,他将何去何从?面对宇文阀即将到来的灭亡命运,他又该如何?是接受他所知的死亡吗?还是拼死一搏?不!命运在我手中,我拥有的一切谁也别想夺走!他再也不想回到前世那吃上顿没下顿的凄苦生活!他受够了!他要反抗!李元霸!李世民!我倒要看看是你李阀能笑到最后,还是我宇文氏坐收渔人之利!我宇文成都的铁骑等候你们的大驾!…………………………各位朋友如果喜欢的话,顺带收藏一下,如果富裕一点,给点推荐票,温暖一下我坚持写作的寂寞孤独的心。
  • 幽兰大陆之落水城下

    幽兰大陆之落水城下

    我和她本是高中同学,却一同穿越到异世。然而我们分散在幽兰大陆上不知彼此的存在。当我辛辛苦苦找到她的时候,她率领军队不断地追杀我。这到底怎么回事?我不知道。(作者也不知道……)
  • 红色苏联

    红色苏联

    巨大钢铁战机,流星般地闪耀长空,重生成为苏联远东军区的安德烈中尉,驾驶着三倍音速战机,搏击长空,尽显英雄本色!东平岛国,西定列强,科技强军,改革兴国,镰刀和斧头的旗帜,插满仇视苏维埃的自由世界!PS:新书《第三帝国》,已经上传,欢迎喜欢看二战的书友大大阅读!
  • 大宋奸雄

    大宋奸雄

    赵佶:“你为何如此对朕?”傅无双:“你老了,再也把握不住大宋这条船了,我只是不想见它翻了而已!”赵佶:“你这个奸贼!”傅无双:“那又如何?负你一人,可救天下人!”
热门推荐
  • 星际猎杀

    星际猎杀

    用力量践踏不公!用利器斩碎邪恶!用双手撕裂阴谋!我们为希望而战!为自己而战!
  • 逍遥和尚

    逍遥和尚

    小和尚下山生活,在一场抢劫事情中偶遇美女唐欣,从而改变了生活轨迹,叱咤在诡异校园,混迹在光明于黑暗共存的都市……
  • 先锋

    先锋

    本书通过对浙江大学近五年来受表彰的近百个先进基层党组织的采写,生动反映了在创办世界一流高水平社会主义大学进程中,高校党建工作推进过程和建设成果,形象地揭示了在中国共产党领导下高校科学发展的生动实践和宝贵经验。
  • tfboys墨染之血

    tfboys墨染之血

    她-------夏峥蕊他-------王俊凯洒落的细雨溅入眼帘,双目顿时湿了她仰天而笑...漫步走在街上...身边的长辈和挚友,虽已力尽却仍守在她的周围,脸上带着无悔的笑意。终于,只剩她一个人了。可她并不孤独,她的身上寄托了太多人的希望和梦想。
  • 偷渡者之灵魂颠倒

    偷渡者之灵魂颠倒

    每个人都有潜意识,每个人的潜意识都是自己生活的投影,你真正了解潜意识中的自己吗?你是否满意自己现在的样子,你是否满意自己现在的生活,你是否拥有想要抹掉的经历,你是否幻想过一个更完美的你,一个没有痛苦经历的你?如果有一天,你见到了潜意识中“你”,如果有一天,你发现那个完美的“你”拥有你梦想的一切,如果有一天,你能取而代之,代价只是成为一个偷渡者···
  • 超越一切爱上你

    超越一切爱上你

    此文已废,勿看。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
  • 重生之军工强国

    重生之军工强国

    叶军是21世纪顶级军工专家,却因为意外重生回到了1977年,79式狙击枪,81式突击步枪,枪挂榴弹发射器等,安南猴子你怕不怕?美苏冷战期间,叶军带领着中国军工人们挥洒汗水,成为军事强国!
  • 火影之继承火之意志

    火影之继承火之意志

    他,一个普通的90后青年,因为一次意外被YY大神选中,成为了原著中的猪脚———漩涡鸣人!想知道后来发生的事吗?敬请关注《火影之继承火之意志》,不定是更新哦,亲!
  • 恋爱物语:蜜糖恋糖果

    恋爱物语:蜜糖恋糖果

    恋爱物语系列之①——棠幽晴——软软的女汉子!朴棠叶——温柔的超人气明星美少年!为了最爱的明星,少女的蜕变让人着迷,一步一步登上天际,只为有资格站在他的身边呀不要这样看着我!人家会害羞的喵!
  • 重生之绝艳女总裁

    重生之绝艳女总裁

    前世,因为她是私生女,她一味忍让,百般放手!最后,落得个遭人轮奸,抛尸荒野,母亲遭人虐待,生不如死的下场。天怜她惨痛,令她重生十八岁。山海秘籍在手,书中世间应有尽有。从此我王者归来,从容的踏着他们的骨骸。开对立公司抢风头,败得吕家大破产。我缺钱,鹊山遍地是黄金。我没权,霸道军长我拐来。剥了妹妹莲花皮,铲了弟弟恶毒心。撕了青梅竹马的伪善脸。这一世她要败了吕家,带着母亲过自己的逍遥生活。——————————————————青梅竹马说:小筠我从初见你第一眼就已爱上你,早已生死不变。她笑道:戏演够了?你妈喊你回家吃饭了!