La teoría del imán en los libros chinos antiguos

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 direcciones. 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.

El principio de la brújula que indica la dirección

La Tierra es un gran imán, su polo sur magnético está cerca del polo norte geográfico y el polo norte geomagnético está 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 los primeros en responder 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 del 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 guía de la brújula y el principio de "siempre ligeramente hacia el este". En particular, esta teoría cree que hay diferentes extremos. Los imanes tienen 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. 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. en torno al 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 el El meridiano que pasa 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". En 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 del teoría tradicional 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 occidental de la brújula. , 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 y el análisis desde una perspectiva mecánica. Sin embargo, la teoría científica propuesta por Gilbert en 1600 no estaba unificada en la academia occidental, y mucho menos en Oriente. Entre los misioneros, 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 Gilbert, que se dio cuenta de que la Tierra misma tiene imanes, la teoría de Ferdinand Nan Huairen tenía una profunda influencia. influencia en China Hasta mediados del siglo XIX, todavía había académicos en China que lo usaban para explicar el problema de la brújula. Los académicos comenzaron a introducir el conocimiento del magnetismo occidental moderno en China.

El descubrimiento de los fenómenos magnéticos. /p>

En la era anterior a Qin, nuestros antepasados ​​habían acumulado mucho conocimiento en esta área y exploraban el mineral de hierro, también conocido como magnetita (el componente principal es el óxido férrico). Los 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.

El antepasado de la brújula - Sina

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, dice: "Wang Li Si Nan se toma 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 y está 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 una resistencia de fricción excesiva y no se logrará el efecto de guía esperado. Además, Sina tiene cierto tamaño y peso, lo que lo hace incómodo de llevar. 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.

Brújula: a partir de "imán"

La brújula está hecha de imanes. Los imanes atraen el hierro y a menudo se les llama "imanes". En la antigüedad se la llamaba la "piedra del amor" porque atraía el hierro en cuanto entraba en contacto con él, como una madre bondadosa atrae a sus hijos. Más tarde la gente lo llamó "imán".

Los polos magnéticos en ambos extremos de cada imán son diferentes, uno se llama polo S y el otro se llama polo N. La Tierra en la que vivimos es también un enorme imán natural, con diferentes polos magnéticos en los extremos norte y sur. El Polo Sur está cerca del Polo Norte de la Tierra y el Polo Norte está cerca del Polo Sur de la Tierra. Sabemos que los polos magnéticos del mismo sexo se repelen y los polos magnéticos del sexo opuesto se atraen, así que no importa en qué parte de la superficie de la tierra te encuentres, toma una aguja magnética que gire libremente, su polo N siempre apuntará hacia el norte. , y su polo S siempre apuntará hacia el sur.

Las brújulas se fabrican utilizando las propiedades de los imanes. Entonces, ¿qué país del mundo descubrió por primera vez los imanes y sus propiedades?

Hace más de dos mil años, durante el Período de Primavera y Otoño y el Período de los Reinos Combatientes, China ya había utilizado el hierro para fabricar herramientas agrícolas. Cuando los trabajadores buscaban mineral de hierro, descubrieron un imán y descubrieron que podía absorber hierro.

Hay un registro en el antiguo libro chino "Guanzi": "Hay Cishi en la parte superior y cobre y oro en la parte inferior". "Cobre y oro" es una especie de mineral de hierro.

El libro "Guanzi" fue publicado en el siglo III a.C., lo que demuestra que nuestro país sabía que los imanes pueden atraer el hierro hasta el siglo III a.C.

En la dinastía Qin, existía una interesante leyenda. Después de que Qin Shihuang unificó China, construyó un gran Palacio Epang en Xianyang, Shaanxi. Hay una puerta magnética en el Palacio Afang, que está hecha enteramente de imanes. Si alguien quiere apuñalar a alguien con un arma de hierro, la puerta magnética atraerá a esa persona con solo pasar.

Además, según registros antiguos, cuando el emperador Wu de la dinastía Han estaba en el poder, había un Liu'an Grand en Jiaodong, que estaba dedicado al emperador Wu de la dinastía Han como un juego de ajedrez. . Una vez que estas piezas de ajedrez se coloquen en el tablero, chocarán entre sí y lucharán automáticamente. El emperador Wu de la dinastía Han quedó muy sorprendido. Originalmente, las grandes piezas de ajedrez estaban hechas de imanes, por lo que eran magnéticas y podían atraerse entre sí, pero el emperador Wu de la dinastía Han no entendía esta verdad.

La invención de la brújula

En la antigüedad, la gente solía cortar finas hojas de hierro en forma de pez. El vientre del pez era ligeramente cóncavo, como un pequeño barco. Después de ser magnetizado, flota en el agua y puede guiarse hacia el norte. En aquella época se utilizaba como juego. Cui Bao, de la dinastía Jin del Este, mencionó una vez este tipo de "pez guía" en "Notas antiguas y modernas".

Zeng Gongliang de la dinastía Song del Norte registró los métodos de producción y uso del pez guía en la "Teoría general de los cinco clásicos": "Córtalo con una fina hoja de hierro, de cinco centímetros de largo y cinco minutos de ancho. , con la cabeza y la cola como la punta de un pescado. Quemarlo con fuego de carbón. Poner el wok de hierro y el pescado en la olla de hierro como primer fuego, sumergir el pescado en la palangana y dejarlo. Se coloca en un recipiente plano en un lugar sin viento y el pez flotará en el agua. Su primera dirección es siempre el mediodía. "Este es un método de magnetización artificial que utiliza el campo magnético de la tierra para magnetizar láminas de hierro. Es decir, colocar la pieza de hierro al rojo vivo en dirección al meridiano. Las moléculas dentro de la lámina de hierro caliente están en un estado relativamente activo, lo que hace que las moléculas de hierro se alineen en la dirección del campo magnético terrestre para lograr la magnetización. Esta disposición se puede arreglar rápidamente sumergiéndola en agua y la magnetización se puede aumentar inclinando la cola ligeramente hacia abajo. La invención del método de magnetización artificial jugó un papel muy importante en la aplicación y desarrollo de la brújula. Este es también un acontecimiento importante en la historia del desarrollo del magnetismo y el geomagnetismo. Shen Kuo de la dinastía Song del Norte mencionó otro método de magnetización artificial en "Bi Tan de Meng Qian": "La familia Fang puede usar imanes para guiarse, los técnicos en ese momento usaban imanes para frotar agujas de coser para hacer". Las agujas son magnéticas. Desde el punto de vista actual, este es un método que utiliza el campo magnético de los imanes naturales para hacer que la disposición de los dominios magnéticos en la aguja de acero tienda a una cierta dirección, haciendo así que la aguja de acero parezca magnética. Este método es más simple que el método geomagnético y el efecto de magnetización es mejor que el método geomagnético. La invención del método de fricción no solo fue la más antigua del mundo, sino que también creó las condiciones para la aparición de instrumentos prácticos de señalización magnética.

"Meng Qian's Bi Tan" es un libro sobre la ciencia y la tecnología china antigua escrito por Shen Kuo (1031-1095). El libro trata algunas cuestiones sobre el magnetismo y las brújulas. En "Conversación complementaria con Meng Qian Bitan", habló sobre varios fenómenos en el proceso de magnetización por fricción: "El uso de imanes para apuntar entre sí siempre será nítido. Quienes señalan hacia el norte no temen a las piedras... En por el contrario, debería haber diferencias entre el norte y el sur. "Esto no se ha estudiado en profundidad". Es decir, después de frotar una aguja de coser con un imán, a veces apuntará hacia el norte. Desde el punto de vista actual, todos los imanes tienen dos polos magnéticos, N y S. Cuando se magnetizan, la dirección de la aguja de coser es diferente, por lo que la dirección después de la magnetización también es diferente. Pero Shen Kuo no sabía esta verdad. Realmente documentó este fenómeno y admitió francamente que no había pensado profundamente en ello. Espero que las generaciones futuras puedan explorarlo más a fondo.

En cuanto al método de instalación de la aguja magnética, Shen Kuo introdujo cuatro métodos:

1. Flotación en agua: coloque algunas mechas en la aguja magnética y déjela flotar en el agua. , y puede indicar la dirección.

2. Método de rotación del borde del recipiente: coloque la aguja magnética en el borde del borde del recipiente y la aguja magnética podrá girar para indicar la dirección.

3. Método de rotación de la uña: coloque la aguja magnética en la uña. Dado que la superficie de la uña es lisa, la aguja magnética puede girar libremente para indicar la dirección.

4. Método para colgar en el crepúsculo: aplique un poco de cera en el medio de la aguja magnética, pegue un trozo de seda y cuélguelo en un lugar sin viento para indicar la dirección.

Shen Kuo también comparó cuatro métodos. Señaló que la mayor desventaja del método de flotación de agua es que la superficie del agua se sacude fácilmente, lo que afecta los resultados de la medición. La rotación del labio del cuenco y la rotación del clavo son flexibles debido a la baja fricción, pero se caen fácilmente. Shen Kuo enfatizó el método del ahorcamiento, que creía que era un método ideal y práctico. De hecho, los cuatro métodos señalados por Shen Kuo han resumido los dos sistemas de dispositivos de brújula hasta ahora: agujas de agua y agujas secas.

En la dinastía Song del Sur, Chen introdujo otro método para hacer guías de peces y tortugas en "Guang Ji". Este tipo de pez sin dedos es diferente al registrado en "Wu Jing Tong Lun". Utilice un trozo de madera del tamaño de un dedo para tallar la forma de un pez. Coloque un imán natural en el vientre del pez de madera, con el polo S del imán apuntando hacia la cabeza del pez. Después de sellarlo con cera, se inserta una aguja en la boca del pez para convertirlo en un pez sin dedos. Hazlo flotar en el agua con una guía de cabeza de pez, que también es un tipo de aguja de agua.

La tortuga guía turística era un dispositivo nuevo y popular en ese momento. Coloque un imán natural en el abdomen de la tortuga de madera, cave un agujero liso debajo del abdomen de la tortuga de madera, alinéelo y colóquelo en un clavo de bambú puntiagudo que se encuentra en posición vertical sobre la tabla de madera para que la tortuga de madera quede colocada. un punto de apoyo fijo y que gira libremente. Debido a que la fricción en el punto de apoyo es muy pequeña, la tortuga de madera puede girar el riel guía libremente. En aquella época, no se utilizaba para la navegación, sino para la ilusión. Pero este fue el precursor de la brújula árida que vendría después.

La tortuga guía turística se inventó no más tarde del año 1325. El bloque de madera está tallado en forma de tortuga, con un imán incrustado en el centro del vientre de la tortuga. La tortuga de madera se coloca sobre un pilar puntiagudo, apuntando al norte y al sur respectivamente cuando está en reposo.

Posicionamiento de la brújula

Para determinar la dirección, además de la brújula, también se necesita un disco de acimut. Cuando utilice una brújula por primera vez, es posible que no tenga un disco de orientación fijo. Ante la necesidad de medir el azimut, apareció una brújula que integraba una aguja magnética y un disco de azimut. Las brújulas incluyen la brújula Feng Shui, la brújula de agua y la brújula de sequía.

El disco de azimut todavía tiene 24 direcciones, pero el disco ha evolucionado de un cuadrado a un círculo. De esta manera, la orientación se puede determinar observando la posición de la aguja magnética en la placa de orientación. Zeng Sanyi de la dinastía Song del Sur registró documentos relevantes en "Yan Zhi": "El caracol tiene una aguja meridiana o se cose una puntada entre el meridiano y la aguja". El "caracol de tierra" mencionado en la literatura es el caracol de tierra, que también es una brújula. En la literatura se ha aplicado el conocimiento de la declinación magnética a las brújulas. Este tipo de brújula no sólo tiene una aguja meridiana (la aguja magnética que determina la dirección de los polos norte y sur del campo magnético terrestre), sino también una aguja meridiana (la dirección geográfica de los polos norte y sur determinada por la dirección del sol). sombra). El ángulo entre estas dos direcciones es la declinación magnética.

Se tallan veinticuatro direcciones alrededor del disco y se llena de agua en su interior. La aguja magnética atraviesa la hierba de la lámpara y flota en el agua.

Ahora sabemos que los dos polos magnéticos de la Tierra sólo están cerca de los polos geográficos norte y sur y no se superponen. La aguja magnética apunta a los polos magnéticos de la Tierra en lugar de a los polos norte y sur geográficos, por lo que la aguja magnética apunta ligeramente en dirección opuesta a la dirección del sur y del norte verdaderos. Este ángulo se llama declinación magnética. Debido a que la Tierra es casi esférica, la aguja magnética se inclina hacia abajo cuando apunta hacia los polos magnéticos en un ángulo con respecto a la horizontal, lo que se denomina inclinación magnética. Los ángulos de declinación magnética y de inclinación magnética son diferentes en diferentes lugares. "Wu Yao" de la dinastía Song del Norte prestó atención al uso de la inclinación magnética cuando discutió el uso de métodos geomagnéticos para hacer brújulas. Shen Kuo habló sobre la brújula incompleta en "Bi Tan de Meng Qian", que a menudo está ligeramente hacia el este. Se señala la existencia de declinación magnética. El descubrimiento de la declinación magnética y la inclinación magnética hizo que la orientación de la brújula fuera más precisa.

Aplicaciones del Magnetismo

Una vez inventada la brújula, rápidamente se utilizó en diversos aspectos como el militar, la producción, la vida diaria, los levantamientos topográficos, especialmente la navegación. La aplicación de la brújula en la navegación tiene un proceso de desarrollo paulatino. "Zhou Pingke Tan", que es un poco posterior a "Meng Qian's Bi Tan", registra: "El capitán del barco está familiarizado con la geografía, pero observa las estrellas durante la noche, el sol durante el día y la brújula en la oscuridad. "Este es el registro más antiguo del uso de una brújula en la historia de la navegación mundial. Señalar que la brújula sólo debe usarse cuando el sol, la luna y las estrellas son invisibles muestra que la brújula no se usó correctamente al principio. Más de 20 años después, el "Libro ilustrado de Xuanhe Peak Li Zhigao" de Xu Jing también tuvo un registro similar: "Basta con mirar las estrellas, si están sombrías, use la aguja flotante guía para batir el norte y el sur en el Yuan". Dinastía, la brújula se convirtió en la herramienta más importante para la navegación marítima. Ya sea que esté soleado o nublado, navego con una brújula. También se han compilado diagramas de conexión de la posición de la aguja de la brújula para diferentes ubicaciones de navegación utilizando la navegación con brújula, que se denominan "rutas de la aguja". Cuando un barco viaja a un lugar determinado, la dirección de la posición de la aguja y la ruta a lo largo del camino están claramente marcadas. una guía de navegación.

La invención de la brújula es el resultado de la observación e investigación de los fenómenos magnéticos por parte de los ancestros antiguos. En el proceso de observación y estudio de los fenómenos magnéticos, los ancestros antiguos comprendieron mejor las propiedades del magnetismo y trataron de aplicarlas más. Cuenta la leyenda que cuando Qin Shihuang construyó el Palacio Afang, una de las puertas del palacio estaba hecha de imanes. Si un asesino pasa con una espada, los guardias lo atrapan inmediatamente. Hay muchas más historias como esta. El "Libro de Jin·Biografía de Ma Long" registra que Ma Long condujo a sus tropas hacia el oeste, a Gansu y Shaanxi, y apiló imanes a ambos lados de los senderos intestinales por los que debía pasar el enemigo. Cuando pasaron soldados enemigos con armadura real, fueron succionados firmemente y no pudieron moverse. Los soldados de Malone usan armaduras de rinoceronte, por lo que los imanes no tienen ningún efecto sobre ellos y pueden moverse libremente. El enemigo pensó que el arma mágica se retiraría sin luchar. Las "Crónicas de objetos extranjeros" de la dinastía Han del Este registran que hay algunos arrecifes y bancos de arena alrededor de las islas del Mar de China Meridional que contienen imanes. Los imanes a menudo atraen a los barcos "obstruidos por hojas de hierro", lo que les dificulta navegar.

Durante las dinastías Wei, Jin, Sur y Norte, nuestros antepasados ​​ya tenían muchos conocimientos sobre las propiedades de los imanes. Incluso Cao Zhi, un poeta en ese momento, usó "un imán atrae el hierro, pero el oro no está conectado" en el poema de Jiao Zhi. oración. Se puede ver que también comprende las propiedades de los imanes. Tao Hongjing de la dinastía Liang y las dinastías del Norte y del Sur propuso el método de medición magnética en "Registros de médicos famosos". Señaló que en el Sur se producen excelentes imanes. Tienen un fuerte magnetismo y pueden atraer tres o cuatro agujas de hierro, de modo que se pueden colgar varias agujas de un extremo a otro del imán. Un imán más fuerte puede atraer más de una docena de agujas de hierro e incluso puede contener medio kilo o dos de cuchillos. Tao Hongjing no sólo señaló que el magnetismo es fuerte o débil, sino que también señaló el método de medición. Este puede ser el registro más antiguo del mundo de mediciones magnéticas.

La investigación y la comprensión de las propiedades de los imanes por parte de nuestros antepasados ​​son la base para la invención y el desarrollo de la brújula.

En la antigüedad, las brújulas eran utilizadas principalmente por los maestros de Feng Shui para tomar fotografías de casas y tumbas, y también se usaban para la navegación y otras cosas. Fue este último el que jugó un papel muy importante en el progreso de la sociedad humana, por lo que la brújula puede clasificarse entre los cuatro grandes inventos de la antigüedad. Los libros chinos antiguos registran el uso de brújulas para la navegación, comenzando con "Zhou Ping Ke Tan" de Mi Zhu en la dinastía Song (1119). El libro escribe: "Un oficial naval entiende de geografía, pero mira las estrellas por la noche, el sol durante el día y la brújula por la noche. Desde entonces, han aparecido documentos similares uno tras otro, lo que demuestra que la brújula tiene". hacerse popular en las actividades de navegación con bastante rapidez. Este invento se introdujo posteriormente en Europa a través de Arabia y tuvo un gran impacto en la industria de la navegación europea e incluso en el proceso de civilización de toda la sociedad humana.

Brújula Electrónica

La brújula es una importante herramienta de navegación e incluso se utiliza en GPS. Las brújulas electrónicas reemplazarán a las antiguas brújulas de aguja o brújulas, ya que las brújulas electrónicas utilizan todos los componentes sólidos y pueden conectarse fácilmente con otros sistemas electrónicos.

La tecnología magnetorresistiva (MR) de sensores de campo magnético en sistemas de brújula electrónica es la mejor solución. En comparación con los sensores fluxgate que todavía se utilizan en muchas brújulas electrónicas, la tecnología MR se puede producir mediante un proceso similar al IC sin bobinas, lo que la convierte en una solución más valiosa. Debido a su alta sensibilidad, MR es incluso mejor que los elementos Hall en este rango de aplicación.

¿Por qué se llama brújula?

Porque esto se utiliza como guía. Además, el libro "Han Feizi" durante el Período de los Reinos Combatientes registró el prototipo de la brújula actual: Si Nan, "Wang Li Si Nan capturó por primera vez el cielo", mientras que Wang Chong de la dinastía Han del Este describió la forma específica de Sinan; "La pala de Sinan fue arrojada al suelo y su guía ”.

Y la brújula se inventó por primera vez en China y luego evolucionó hasta convertirse en una brújula y se usó en la navegación. El libro "Zhou Pingke Tan" escrito por Mi Zhu de la dinastía Song del Norte registró por primera vez el uso de la brújula en la navegación. "Los marineros entienden la geografía, pero miran las estrellas por la noche y el sol durante el día, y la brújula está borrosa". Más tarde, la Oficina de Transporte Marítimo de Fujian Road de la Dinastía Song del Sur (la agencia gubernamental a cargo del comercio exterior en el país). tiempo) mencionó en "Fan Zhi Lu" de Zhao que "Zhou Ji Lu" Al ir y venir, simplemente use la brújula como guía y observe día y noche, la diferencia es mejor que nada ".

Durante este periodo (alrededor de 1180), la brújula (o compás) china fue introducida en Europa a través de comerciantes árabes. Desde entonces, la brújula se ha utilizado ampliamente en la navegación mundial, contribuyendo a los grandes descubrimientos de la geografía mundial europea en los siglos XV y XVI. Todo esto, según los libros de texto oficiales de historia chinos, debido a este origen, la brújula europea es también una "guía".

Más tarde revisé las entradas de la brújula en la Enciclopedia Británica y la Enciclopedia de China, y descubrí que las cosas están lejos de ser tan simples como una "guía".

En la "Enciclopedia Británica", hay dos entradas diferentes que necesitan explicación:

La primera entrada es "determinador de dirección", es decir, un instrumento que especifica la dirección, que se explica como sigue: "Uno de los cuatro grandes inventos de la antigua China, hay dos tipos: guía magnética y guía mecánica. La guía magnética fue inventada en el siglo III a. C. y se llamó "Sina"... La guía mecánica es la guía del sur. automóvil, que se inventó en el siglo III..."

La segunda entrada es "brújula", que se traduce como "brújula", que es la brújula que se utiliza habitualmente para la navegación. Aquí está la explicación: "Un instrumento básico de orientación utilizado en la Tierra al navegar o realizar estudios topográficos... La brújula más antigua y más comúnmente utilizada es la brújula magnética... En el siglo XII, era evidente que los navegantes chinos y europeos descubierto Un imán natural, un mineral magnético que existe en la naturaleza, siempre apunta en la dirección de la Estrella Polar cuando flota en un palo en el agua..."

Estas dos entradas en realidad diferencian entre brújulas. Una es una brújula terrestre simple, originaria de Sina, China (también debería usarse para brújulas producidas en China), y la otra es una brújula norte profesional para navegación y topografía, que apareció en Europa y China al mismo tiempo. , sin ningún orden en particular.

Esta es la razón de la diferencia. Comparando estas dos entradas, se encuentra que la Enciclopedia Británica parece refutar completamente la afirmación de que "China fue la primera en inventar la brújula", porque en la historia europea, la brújula fue la verdadera "brújula" cuando los europeos descubrieron el Nuevo Mundo. y compitieron por el poder marítimo, la brújula era la verdadera "brújula" y la colonización, así como la artillería y la navegación, desempeñaron un papel integral en los acontecimientos decisivos de la historia moderna. La antigua brújula china no sólo fue negada, sino que también se distinguió en dos términos diferentes.

En la "Enciclopedia de China", también hay dos entradas para brújula y brújula (brújula magnética), pero tanto la explicación de la brújula como la explicación de la brújula se remontan al Período de los Reinos Combatientes. "Cuatro Sur". Estas dos herramientas de señalización diferentes tienen el mismo origen y no son tan distintas como los conceptos europeos.

Así que hay una respuesta a la afirmación de Kangxi y a la burla de Perefit: obviamente, Kangxi estuvo de acuerdo en que la brújula y la brújula procedían de la misma fuente y ambas se utilizaron como guías, y el autor Perefit Teze cree que, según Según los conceptos occidentales, la brújula obviamente debería ser una brújula; Perefit cree que la brújula fue inventada por los propios europeos y no tiene necesariamente conexión con la "Sina" de China. La brújula se utiliza para señalar el norte, mientras que la sina china se utiliza como guía. Esto parece ser un malentendido en diferentes contextos culturales. Por supuesto, la relación entre Compass y "Sina" sigue siendo diferente.

Además, Perefit explicó que Kangxi creía obstinadamente que la brújula servía como guía. Él cree que la razón por la que Kangxi creía que se usaba la brújula para guiar la dirección era porque en la antigua cultura china, el sur era la más noble de las cuatro direcciones. El trono del emperador, los palacios, los mausoleos, los templos e incluso la Ciudad Prohibida, todos ellos edificios famosos miran hacia el sur. Continuó escribiendo: "Aunque el emperador era un manchú del norte, su argumento fue inesperado: 'En el norte, toda actividad se está marchitando y muriendo. ¿Cómo puede venir del norte la fuerza que atrae la aguja magnética?... .La fuerza, la vitalidad y la prosperidad están en el Sur'".

Después de escuchar lo que dijo Perefit, parece tener sentido. Sin embargo, la descripción de Sinan en los libros de historia chinos es de hecho "su guía" y no cambió de dirección porque "Nan" más tarde se convirtió en un símbolo de la dignidad del emperador. Este académico de la Academia Francesa, que había visitado China seis veces, utilizó esta frase para explicar la obstinada creencia de Kangxi de que la guía de la brújula era razonable. ¿Es una comprensión de la cultura china o un malentendido?

Hasta el día de hoy, los chinos creen que las brújulas apuntan al norte y los europeos creen que las brújulas apuntan al norte, y ambas cosas son razonables. Debido a que la brújula es prismática y la aguja está equilibrada en ambos extremos, a diferencia de "Sina" que sólo tiene un mango de cuchara, la brújula se refiere a la batalla por el norte, lo que parece un desperdicio de palabras.

La historia del desarrollo de la brújula

La brújula, también conocida como brújula, es un instrumento de guía inventado en la antigua China que utiliza la polaridad de los dedos magnéticos. Por lo tanto, la introducción de Sina debe comenzar con los imanes.

Los imanes a menudo se llaman "imanes". Atraen muchas limaduras de hierro entre sí, al igual que una madre amable atrae a sus hijos, por eso la gente los llama "imanes".

Los imanes atraen el hierro porque los polos magnéticos en ambos extremos de cada imán son diferentes, uno se llama polo positivo y el otro se llama polo negativo. La Tierra donde vivimos los humanos también es un enorme imán natural. Los polos norte y sur de la Tierra también tienen polos magnéticos diferentes. El Polo Norte de la Tierra es negativo y el Polo Sur de la Tierra es positivo. Según el principio de que los polos magnéticos del mismo sexo se repelen y los polos magnéticos del sexo opuesto se atraen, tome una aguja magnética que pueda girar libremente. No importa dónde te encuentres en la Tierra, su polo positivo siempre apunta al norte y su polo negativo siempre te guía.

Durante el Período de los Reinos Combatientes, la gente utilizó las características de los imanes para crear una herramienta para indicar el norte y el sur: Sinan. Sin embargo, es imposible verificar cómo era Sina durante el Período de los Reinos Combatientes. La ilustración del libro de texto "Historia de China" "Sina" está basada en la exposición "Modelo Sina de la dinastía Han" en el Museo de Historia de China. Este modelo fue elaborado por generaciones posteriores basándose en registros históricos y ruinas reales de la dinastía Han desenterradas bajo tierra. Las ruinas están hechas de bronce, con un círculo interior y un círculo exterior. El círculo central está pulido muy suavemente para asegurar la precisión de la dirección indicada por el cuerpo de la cuchara. El Bagua, los Tallos Celestiales, las Ramas Terrenales y las Veintiocho Constelaciones están dispuestos en secuencia en la periferia del círculo central, totalizando veinticuatro direcciones. La pequeña cuchara en el centro de las ruinas fue pulida a partir de un trozo entero de imán natural. El ánodo del imán fue molido en un mango largo de Sina. La parte inferior de la cabeza de la cuchara era semiesférica y muy suave. Cuando lo use, primero coloque el sitio plano, luego coloque Sina en el medio del sitio y mueva el mango de la cuchara con las manos para girarlo. Cuando Sinan se detuvo, la dirección que apuntaba el mango de la cuchara era el sur. Esta sina en forma de cuchara se utilizó hasta el siglo VIII.

En la dinastía Song, los trabajadores dominaban la tecnología de fabricación de imanes artificiales y también fabricaban peces guía. El pez brújula se corta en finas placas de acero con forma de pez, de cinco centímetros de largo y cinco minutos de ancho. El vientre del pez está parcialmente hundido para que pueda flotar en el agua como un barco. Luego junta el pez y el imán natural. Debido a la atracción de los imanes, las placas de acero también son magnéticas mediante inducción magnética. El pez brújula fabricado mediante este método de transferencia magnética artificial es mucho más conveniente que usar Sina. Mientras haya un recipiente con agua, el pez brújula puede indicar la dirección colocándolo en el agua. Después de un largo período de mejora, la gente frotó agujas de acero sobre imanes naturales y las agujas de acero se volvieron magnéticas. Se puede decir que esta aguja de acero artificialmente permeable es una brújula normal y corriente. Shen Kuo mencionó en "La charla escrita de Meng Qian" que realizó cuatro experimentos sobre el uso de brújulas, a saber, el método del flotador de agua, el método de colgar, el método de las uñas y el método del labio del cuenco. "Flotador de agua" consiste en poner la brújula en un recipiente lleno de agua y dejarla flotar sobre el agua para indicar la dirección. El "método del hilo colgante" consiste en aplicar un poco de cera en el medio de la aguja magnética, pegarle un hilo de seda, colgar el hilo de seda en un marco de madera y colocar un disco con la dirección debajo de la aguja. Cuando las manecillas están quietas, la aguja de acero indica el norte y el sur. El "método de clavado" consiste en colocar la aguja de acero sobre la superficie de la uña y girarla suavemente. Como las uñas son lisas, las agujas magnéticas también pueden actuar como guías como Sina. El "método del labio del cuenco" consiste en colocar una aguja magnética en el borde liso del cuenco y girar el objeto magnético, que desempeñará el mismo papel de guía que el método de la uña. Después de cuidadosas observaciones y experimentos, Shen Kuo también descubrió que la dirección indicada por la aguja magnética no era hacia el sur o el norte, sino ligeramente hacia el noroeste y el sureste. Este descubrimiento se llama científicamente declinación magnética.