¿Cuándo se inventó la brújula?
Una brújula es una herramienta sencilla que se utiliza para determinar la dirección. El predecesor de la brújula fue Sina, uno de los cuatro grandes inventos de la antigua China. El componente principal es una aguja magnética que gira libremente sobre su eje. La aguja magnética se puede mantener en la dirección tangencial del meridiano magnético bajo la acción del campo geomagnético. El polo norte de una aguja magnética apunta al polo sur geográfico y esta propiedad se puede utilizar para identificar la dirección. Se utiliza comúnmente en navegación, geodesia, turismo y militar.
La invención de la brújula es el resultado de la comprensión a largo plazo del magnetismo de los objetos por parte de los trabajadores de nuestro país. Gracias al trabajo de producción, la gente entró en contacto con la magnetita y empezó a comprender su magnetismo. Se descubrió por primera vez la propiedad de los imanes de atraer el hierro. Posteriormente se descubrió la directividad de los imanes. Después de muchos experimentos e investigaciones, finalmente se inventó una brújula práctica.
[Editar este párrafo] Principio direccional
La Tierra es un gran imán, con su polo sur geomagnético cerca del polo norte geográfico y su polo norte geomagnético cerca del polo sur geográfico.
La brújula se ve afectada por la fuerza magnética del campo magnético terrestre, por lo que guiará en un extremo y señalará al norte en el otro extremo.
Después de que la brújula, uno de los “cuatro grandes inventos” de China, fuera introducida en Europa, desempeñó un papel insustituible en el descubrimiento de la navegación. Sin embargo, los historiadores de la ciencia saben que no fueron los chinos quienes respondieron por primera vez a la pregunta "¿Por qué la brújula puede guiar la dirección?", sino el científico británico Gilbert. Entonces, ¿cómo discutió China la teoría de la brújula después de que él la inventara? ¿Llegó a tiempo la teoría de Gilbert a China? ¿Qué impacto tuvo la "difusión del conocimiento occidental hacia el Este" a finales de las dinastías Ming y principios de la Qing en el desarrollo de la teoría de la brújula en mi país? Guan Zengjian, profesor del Departamento de Historia y Filosofía de la Ciencia de la Universidad Jiao Tong de Shanghai, comenzó a estudiar estas cuestiones básicamente en blanco en 2003.
"La primera teoría de la brújula en China es la "teoría de la inducción" basada en la teoría del yin y el yang y los cinco elementos". Guan Zengjian explicó que el gran científico chino Shen Kuo todavía estaba desconcertado por la brújula en el mundo. mediados del siglo XI. En "Conversación sobre Meng Qian", presentó el método de magnetización artificial de la brújula, el descubrimiento de la declinación magnética y el método de instalación de la brújula, pero no sabía por qué se guiaba la brújula: "la guía del imán". .. ¡está más allá de lo razonable! "Posteriormente, los eruditos propusieron varias teorías de la brújula basadas en las teorías del Yin-Yang y los Cinco Elementos y en la comprensión de la gente sobre la forma de la tierra en ese momento. Por ejemplo, "La geografía de Guan se refiere a Mongolia", que fue escrito en la época de la canción. Dynasty, propuso por primera vez la siguiente lógica:
"Las agujas magnéticas están hechas de hierro, y el hierro pertenece al oro. Según los Cinco Elementos, el metal nace en el agua y el norte pertenece al agua, por lo que el agua del norte es hijo del oro. El hierro proviene de los imanes, y los imanes son concebidos por el espíritu del sol. El espíritu del sol pertenece al fuego y está situado en el sur, por lo que el sur equivale a la madre de la aguja magnética. De esta manera, la aguja magnética no sólo cuida de la madre sino que también extraña al niño, por lo que apunta naturalmente en las direcciones norte y sur. "
Guan Zengjian dijo que desde la perspectiva de la física moderna, la "teoría Montessori" es completamente caprichosa, pero explicar el comportamiento de las cosas en función de sus atributos es una práctica común en la historia de las ciencias orientales y occidentales. La teoría del Yin-Yang era muy popular en la antigua China, y es natural utilizar la teoría del Yin-Yang para explicar la orientación de la brújula y el principio de "siempre ligeramente hacia el este". En particular, esta teoría cree que los extremos de la brújula son diferentes. El imán tiene diferentes propiedades, y estas propiedades determinan la dirección de la aguja magnética. Esta afirmación puede inspirar fácilmente a las personas a descubrir los dos polos de un imán y asociar aún más la relación entre los polos magnéticos y la dirección de la aguja magnética, encontrando así una posible. manera de entender correctamente este problema.
El principio de la brújula de la dinastía Song del Sur Todavía se cree que "la punta de la brújula, es decir, donde está el sol, es el espíritu" sólo gira alrededor. el fenómeno de la declinación magnética, y el argumento se basa en un sistema de coordenadas que gira más hacia la orientación geográfica: los antiguos chinos creían que el suelo es plano y tiene un área limitada, por lo que el suelo debe tener un centro y un meridiano. pasar por el centro es la única dirección norte-sur. Zeng Sanyi, un hombre de la dinastía Song del Sur, creía que una vez que el punto geodésico no esté en esta línea norte-sur, el punto de la brújula naturalmente estará "menos sesgado". Durante la dinastía Ming, señaló que la dirección de guía correcta está determinada por el sistema de azimut de la Tierra, mientras que el ángulo de desviación está determinado por el sistema de división de azimut del cuerpo celeste. Guan Zengjian cree que esta afirmación "encarna la vergüenza de lo tradicional". teoría de la brújula al enfrentar la contradicción entre la teoría de la inducción del yin y el yang y la declinación magnética." /p>
Durante el período Wanli de la dinastía Ming (1573 ~ 1620 d.C.), los misioneros llegaron a China y trajeron la teoría de la brújula occidental, La teoría de la Tierra y el conocimiento científico y tecnológico relacionado. Bajo su influencia, los académicos chinos comenzaron a explorar desde nuevas perspectivas. En este proceso, el papel del yin y el yang y los cinco elementos se debilitaron gradualmente y el análisis desde una perspectiva mecánica continuó. Sin embargo, la teoría científica propuesta por Gilbert en 1600 no estaba unificada en la academia occidental, y mucho menos en Oriente, Ferdinand Verbiest, un jesuita belga que llegó a China en 1658, tenía la teoría de la brújula más sistemática. Sin embargo, creía que la aguja magnética apunta a los polos geográficos norte y sur de la propia Tierra, y su teoría todavía se limitaba a la ciencia antigua. A diferencia de la comprensión de Gilbert de que la Tierra misma tiene un imán, la teoría de Ferdinand Nan Huairen tuvo una profunda influencia. En China, hasta mediados del siglo XIX, todavía había eruditos en China que lo utilizaban para explicar el problema de la brújula. En ese momento, los misioneros llegaron a China a finales de la dinastía Qing. Los eruditos comenzaron a introducir el conocimiento del magnetismo occidental moderno en China.
[Editar este párrafo] El descubrimiento de los fenómenos magnéticos
En el período anterior a Qin, nuestros antepasados ya habían acumulado mucho conocimiento en este área, la Magnetita, también conocida como. La magnetita (compuesta principalmente de óxido de hierro) se encuentra a menudo al explorar el mineral de hierro. Estos descubrimientos se han registrado desde hace mucho tiempo.
Estos descubrimientos se registraron por primera vez en varios artículos de "Guanzi": "Hay imanes en la montaña y oro y cobre debajo". Hay registros similares en otros libros antiguos, como "El Clásico de las Montañas y los Mares". Las propiedades de los imanes para atraer el hierro se han descubierto desde hace mucho tiempo. El capítulo principal de nueve volúmenes de "Lu's Spring and Autumn Annals" contiene: "La bondad atrae el hierro, o lo atrae". En ese momento, la gente llamaba "magnetismo" "bondad". . Creen que la atracción del imán por el hierro es la atracción de una madre amorosa hacia su hijo. También creía: "La piedra es la madre del hierro, pero hay dos tipos de piedras, buenas y malas. La bondad puede atraer a sus hijos, pero la maldad no. Se dice que después de que Qin Shihuang unificó los seis países, construyó Afang". Palacio cerca de Xianyang. Hay una puerta en el palacio hecha de imanes. Si alguien con armadura y escondiendo un arma entra al palacio para asesinarlo, será atraído por la puerta magnética. Esta historia nos cuenta que los antiguos trabajadores dominaron el conocimiento del magnetismo muy temprano.
Antes de la dinastía Han, la gente escribía imanes como "Cishi", que significa piedras amorosas.
Dado que los imanes pueden atraer el hierro, ¿pueden atraer otros metales? Nuestros antepasados hicieron muchos intentos y descubrieron que los imanes no sólo no pueden atraer oro, plata, cobre y otros metales, sino que tampoco pueden atraer ladrillos y tejas. Durante la dinastía Han Occidental, la gente se dio cuenta de que los imanes sólo podían atraer el hierro y no otros objetos.
Cuando dos imanes se juntan y están cerca uno del otro, unas veces se atraen y otras se repelen. Ahora toda la gente sabe que los imanes tienen dos polos, uno se llama polo N y el otro se llama polo S. El mismo sexo repele, el sexo opuesto atrae. La gente no lo sabía en ese momento, pero aún así podían percibirlo.
Durante la dinastía Han Occidental, hubo un alquimista llamado Luan Da. Usó esta propiedad de los imanes para crear algo que parecía dos piezas de ajedrez. Al ajustar la polaridad de las dos piezas entre sí, a veces las dos piezas se atraen y otras se repelen. Luan Da lo llamó "ajedrez de lucha". Dedicó esta novela al emperador Wu de la dinastía Han y la demostró en vivo. El emperador Wu de la dinastía Han estaba sorprendido y feliz. Fue nombrado "General de las Cinco Bendiciones". Luan utilizó vigorosamente las propiedades de los imanes para crear cosas novedosas para engañar al emperador Wu de la dinastía Han.
La Tierra también es un gran imán, con sus dos polos cerca del polo sur geográfico y del polo norte geográfico respectivamente. Por lo tanto, cuando los imanes en la superficie de la Tierra tienen libertad para girar, representarán el norte y el sur debido a la naturaleza de los imanes con polaridades similares que se repelen y polaridades opuestas que se atraen. Los antiguos no entendían esta verdad, pero eran muy conscientes de este fenómeno.
[Editar este párrafo] El antepasado de la brújula
El antepasado de la brújula apareció en el Período de los Reinos Combatientes. Está elaborado a partir de imanes naturales. Parece una cuchara de fondo redondo que se puede equilibrar sobre un "campo" liso y girar libremente. Cuando esté en reposo, el mango de la cuchara apuntará hacia el sur. Los antiguos lo llamaban "Si Nan". En el libro "Han Feizi" de esa época, estaba escrito: "Wang Li Si Nan se tomó el tiempo primero". "Tarde o temprano" significa cuadrado, este. "Guiguzi" registra el uso de Sina. La gente de Zheng se llevaba a Sina con ellos cuando recogían jade para asegurarse de que no se perdieran.
En el período de primavera y otoño, la gente podía pulir nefrita y jadeíta con una dureza de 5 a 7 grados en varias formas. Por lo tanto, también se podían usar imanes naturales con una dureza de solo 5,5 a 6,5 grados. hacer sinán. Wang Chong de la dinastía Han del Este dejó un registro claro de la forma y el uso de Si Nan en su libro "Lunheng". Sina está hecho de una pieza entera de imán natural después de una cuidadosa consideración. El mango de la cuchara está guiado por un poste, de modo que el centro de gravedad de toda la cuchara cae exactamente en el centro del fondo de la cuchara. un lugar liso, rodeado por un tallo y ramas de cuatro dimensiones, sintetizando 24 direcciones. Este diseño se completó después de una larga investigación por parte de los antiguos después de observar cuidadosamente muchos fenómenos relacionados con el magnetismo en la naturaleza y acumular una gran cantidad de conocimiento y experiencia. El surgimiento de Sina es una aplicación práctica de la comprensión que tiene la gente sobre la polaridad de los dedos magnéticos. Sin embargo, Sina también tiene muchos defectos. Los imanes naturales son difíciles de encontrar y tienden a perder magnetismo debido a los golpes y al calor durante el procesamiento. Por lo tanto, el magnetismo de Sina es relativamente débil y el contacto con el sitio debe ser muy suave; de lo contrario, será difícil girar debido a demasiada resistencia a la fricción y no se logrará el efecto de guía esperado. Además, Sina tiene cierto tamaño y peso, lo que lo hace incómodo de transportar. Esta puede ser la razón principal por la que Sina no se ha utilizado ampliamente durante mucho tiempo.
Sina está formada por un disco de bronce y una cuchara magnética fabricada con imanes naturales. La placa de bronce está grabada con 24 direcciones y la cuchara magnética se coloca en la superficie circular central de la placa. Cuando está en reposo, la cola de la cuchara apunta hacia el sur.