中国古代的电磁学成就
中国古代物理知识代表作(5)
中国古代物理知识代表作（5）五、《梦溪笔谈》《梦溪笔谈》是北宋中期的政治家和科学家沈括（1031—1195）所著，这是中国科学史上一部重要的著作，英国科技史家李约瑟把它称为“中国科技史上的座标”。
《梦溪笔谈》这一举世闻名的科学巨著，内容涉及领域十分广阔（《梦溪笔谈》书页见插页图6）。
在物理知识方面，主要是生动地记述了磁学、光学和声学知识。
1.磁学方面早在春秋战国时期，我国发现磁石具有吸铁和指南的性质。
到北宋的沈括，他对指南针的使用作了多种试验。
例如，他作了把指南针设法放在水面上（水浮法），碗边上（碗唇法），手指甲上和把指南针悬挂起来等试验，并且进行比较，指出了它们各自的特点，这可以说是世界上关于指南针的最早实验记录。
同时其实验方法也十分巧妙。
例如，他是如何把指南针悬挂起来进行实验的呢？“其法取新纡中独茧丝，以芥子许蜡缀于针腰，无风处悬之，则针常指南”。
（《梦溪笔谈》卷24）这种指南针的实验方法在今天看来，仍不失为是值得仿效的较好方法。
更可钦佩的是，《梦溪笔谈》上还指出了“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。
”说明沈括在实验中已发现了磁偏角。
西方一般认为哥伦布在1492年远渡大西洋时首先观测到磁偏角，实际上沈括的发现要比哥伦布早400多年。
2.光学方面在《梦溪笔谈》中，有许多光学方面的观察和实验的记录及其分析。
如对日蚀、月蚀的成因作了理论总结，并第一次用类比演示实验来验证月亮圆缺的科学道理。
其中说：“如一弹丸，以粉涂其半，侧视之，则粉处如钩，对视之，则正圆。
”（《梦溪笔谈》卷七）在该书中还除了通俗地讲凹面镜成像和针孔成像的道理，对光的直线传播、光的折射现象和虹的形成进行了研究和解释以外，还曾认真地作过凹面镜成像的实验，得到了较《墨经》前进一步的结果。
如：“阳燧面洼，以一指迫而照之则正，渐远则无所见，过此遂倒。
”（《梦溪笔谈》卷三）这里所谓“过此”的“此”，指凹面镜的焦点和中心之间的这段距离，沈括又称之为“碍”。
我国古代的磁学研究的杰出成就
我国古代磁学研究的成就我国古代劳动人民在发现和应用磁技术方面曾经取得了巨大的成就，在世界磁学研究史上有许多之最。
一、最早有关磁石的文字记载至少在我国的春秋时代，我国劳动人民就已经发明了炼铁技术，在当时的采矿业里，人们就发现有一种密度很大的黑褐色石头与铁矿石共生在一起，并且发现这种黑褐色的石头能够吸引铁制器具，于是人们就根据慈母能吸引孩子那样进行想象，给它起了一个好听的名字“慈石”，也就是吸铁石。
这些磁石是天然的磁铁，其主要成分就是四氧化三铁。
有关的文字记载是我国成书于两千四、五百年前的《管子》，这样记述：“上有慈石下有铜金”，意思就是说，有慈石的地方就能找到铁矿。
另外在公元前3世纪写成的《吕氏春秋》中也有“慈石召铁”的记载。
二、世界上最早的磁罗盘磁体具有指向性，能够指示南北。
在公元前3世纪成书的《韩非子》就有记述：“故先王立司南，以端朝夕。
”意思就是说，人们已经利用司南这种指南仪来确定方向。
这是世界上公认的最早的利用磁性来指示方向的器具。
比国外最早的有关记载还要早1500多年。
公元一世纪东汉的学者王充在《论衡》中对司南做了比较具体的描述。
三、最早的磁铁吸铁性利用磁铁具有吸铁性，能够吸引铁制物品。
早在我国的秦朝，这点就得到了应用，秦始皇在修建阿房宫时就在大门建了一座“慈石门”。
有关的书籍记载：“阿房宫┅┅以慈石为门，怀忍者止之。
”意思就是说，带兵器的刺客就被慈石门挡住了，进不去。
这是有关最早的慈石应用的记载。
四、最早发现了磁偏角地理的两极与地磁的两极是不重合的，它们各自的连线之间存在一个夹角，这就是磁偏角。
我国宋代的科学家沈括当时就发现了这一现象，在《梦溪笔谈》中就有这样的记述：“常偏东，不全南。
”这比西方哥伦布横渡大西洋时才发现要早400多年了。
五、最早的人造磁体司南作为指南仪，是用天然的磁石经琢磨而成勺子，放到刻有方位的铜盘上，可以转动，静止后，勺柄指南。
但是由于摩擦阻力，它的准确性较差。
到公元4世纪我国的西晋时代，人们利用剪成鱼形的薄铁片，先放到火上烧热后被地磁场磁化，就制成了指南鱼，放到水面上漂浮，鱼头指南。
电磁学发展史
电磁学发展史
富兰克林（1706-1790）美国人，
科学家和政治家。
天上的电和地电是统一的吗? 1752年7月，一个电闪雷鸣的上午，他将 一个风筝放到空中，风筝下有一根铁丝， 铁丝下栓一根麻绳，麻绳的下一端拴丝线， 绳线接触处栓了一把钥匙。同时他还把从 云端“吸取”的电荷收集在莱顿瓶中，并 进行其它实验。
电磁学发展史
库仑通过对实验结果的分析与处理，得 出电的引力和斥力都遵守平方反比规律，并 于1785年在法国科学院发表论文，提出著名 的库仑定律。 库仑定律的建立使电磁学进入了定量的 研究，使电磁学真正成为一门科学。 类比的研究方法：如果不是与万有引力 进行类比，单靠实验具体数据的积累，严格 的库仑定律的形式将很难得到。由此我们可 以看到类比在科学研究中的作用。
电磁学发展史
三、电生磁
自吉尔伯特开始以来的二百多年，电 和磁一直是毫无关系的两门学科，围绕 电与磁寻找自然现象之间的联系，成为 一种潮流。1820年，奥斯特发现了电流 的磁效应，继泰勒斯2400年之后，建立 了电与磁的联系。
电磁学发展史
“顿牟缀芥，磁石引针”说明电现象和磁现象的相 似性；电力与磁力都遵守平方反比定律，说明它们有 类似的规律。但电与磁有没有联系呢？ 17世纪初，吉尔伯特断言，他们之间没有因果关 系；库仑也持相同观点。 1731年一名英国商人的一箱新刀在闪电过后带上 了磁性； 1751年，富兰克林发现缝纫针经过莱顿瓶放电后 磁化了。 1774年，德国一家研究机构悬奖征解，题目是： “电力和磁力是否存在实际和物理的相似性？”745～1827）发明了第一个直流 电源伏达电池。电压的单位“伏特” 就是以他的名字命名的。
电池的发明，提供了产生恒定电流的电源，使 电学从静电走向动电，为人们研究电流的各种效应 提供了条件。从此电学进入了飞速发展时期。
1、电磁学发展的历史回顾
1、电磁学发展的历史回顾早在公元前770年的春秋时代，中国人就发现了天然磁石，在东汉时代中国人发明了指南针，公元前120年前西汉刘安等编篆的《淮南子》中描述了“阴阳相薄为雷，激扬为电”。
北宋时期陈微显描述了磁屏蔽现象，并有磁石治疗耳病的记载。
17世纪(牛顿年代)法国旅行家卡⋅戴马甘兰游离中国后对中国的避雷针进行了描述“中国屋宇顶上龙头中有伸出的金属龙舌，舌根有细铁丝直通地下，使房屋不受雷电的破坏作用”。
虽然中国人发明较早，却无人去深入总结。
在我们的教科书里全是洋名，不见华名，因为中国古人注重发现，但不大注重理论总结与宣传。
1800年伏打给英国皇家学会会长班克斯写信介绍了电池的原理和构造。
使之成为至今众所周知的伏打电池。
1820年初奥斯芯发现电流的磁效应，并进行了深入研究和总结，而且首先传到德国和法国，在电磁学领域里，无人不晓奥斯芯这个大名。
1820年10月毕奥和萨伐尔发表了关于载流长直导线的磁场的实验结果，经过数学家拉普拉斯的帮助，总结出电流元在空间某点处产生的磁感应强度的规律d d 0I r 2μI l 4πr=⨯B e e ，称之为毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律，简称毕-萨定律。
1824年12月安培发现两传导电流之间的相互作用，并从毕-萨定律出发，描述了磁场环路公式0L L d I μ⋅=∑⎰B l ，称之为安培环路定律。
1832年法拉第发现磁铁与导体之间的感应，并认为是在导体中产生了感生电动势d d U =-l t∂Φ∂⎰。
法拉第还在静电测量方面和电镀领域作出了显著贡献。
1834年楞茨却认为是在导体中产生了感生电流I 。
由于感生电动势U ∆与感生电流I 体现在欧姆定律sdU Idl σ=-方程的两端，哪一个是因? 哪是一个果？这正如当时哲学界所争论的鸡蛋与小鸡的因果关系一样，谁也说不清楚。
1840年法拉第做了静电感应实验，麻绳系着一电量为Q 的带电体，并放入金属桶内，结果发现，金属桶外壁的电量也为Q ，然后，他用多个较大的金属桶套在外层，测量结果是：最外层桶的带电量仍为Q ，这是著名的桶实验。
我国古代在电磁学方面的成就
我国古代在电磁学方面的成就中国是一个有着悠久历史的国度，古代中国人在电磁学方面有着开创性的突破，为后世的科学发展作出了不可磨灭的贡献。
电磁学是一门研究电磁学的定律的科学，研究物体的相互作用，以及它们产生的电磁效应的科学。
中国古代的先驱们对电磁学定量规律之前做出了深刻的贡献，他们发明了电磁学理论，研究了电磁力和磁力的性质，从而为后世的科学发展做出了杰出的贡献。
早在公元前1000－2000年，中国古代科学家就涉及到电磁学方面的研究。
在《易经》里就提到电与磁阳磁与阴磁)。
古代中国人就把它们看作是相互制约的两大力量。
后来，《活动天地》的高等数学家曾说：“流通的鬼火，乃万物之精，可以传于百余里外，瓦斯也同是。
”这可以认为是中国古代第一次提出电磁假说的证据。
在《百家姓》里，鲁班和李春都写到“可以将磁性传至百里外”这一现象，并认为电力是磁力的源泉。
由此认为，古代中国人就认识到了电力和磁力的相互作用，也就是电磁学的基础原理。
在中国古代，也出现了几位更加着重理论研究的学者，他们把电磁学的研究发展到了一个新的阶段。
其中，唐宋期间的士旦学者张士详先生就著有《乾坤定天原》一书，他提出了“荷电模型”，认为“明灰之间，以静为主”，“电气者，由无形空引而有形化，以形为主”，他发现电荷具有一种基本的内在本质，可以产生引力和斥力，是电磁学理论的重要发现之一。
元朝时期，由李权等人编撰的《伽当量类》一书收录了电气、磁气、电磁力等领域的科学研究，并认为这些是一种有效的作用力。
到了明代，对于电磁学的研究进一步深入。
首先，明代著名学者唐伯虎在《太极图》一书中，提出了电磁力的相互影响，提出了电荷的相互作用的规律，为后世的电磁力的研究提供了参考。
此外，明朝乾隆四十六年，国子监王嘉熙先生在《磁文表》一书中，系统记载了磁石和金属在电磁力作用下的变化，根据此，库仑发现了电磁学的重要定律，得到了成功的研究。
由此可见，古代中国人对电磁学的发展做出了巨大的贡献，开创了电磁学的新纪元，也为后世的科学发展提供了重要的参考。
电磁学发展史
电磁学的发展历程如下：1. 公元前600年，早在公元前585年，希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体，以及天然磁矿石吸引铁等现象。
2. 公元前770至公元前221年的春秋战国时期，我国便有“山上有慈石(即磁石)者，其下有铜金”，“慈石召铁，或引之也”等慈石吸铁的记载；3. 西汉刘安主持撰写的《淮南子》中有“若以慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣”及“夫燧之取火于日，慈石之引铁，蟹之败漆，葵之向日，虽有明智，弗能然也。
故耳目之察，不足以分物理”。
说明西汉时人们就已经发现磁铁虽能吸引铁，但是无法吸引瓦的现象。
当时的人们虽观测到“取火于日”、“慈石之引铁”、“葵之向日”等现象，但尚无法理解其原理，因此有“虽有明智，弗能然也”。
4. 东汉著名学者王充（公元27-97年）在《论衡·乱龙》一书中有“顿牟掇芥，磁石引针，皆以其真是，不假他类。
”顿牟即琥珀（也有玳瑁的甲壳之说）；芥指芥菜子，统喻干草、纸等的微小屑末。
掇芥”的意思是吸引芥子之类的轻小物体。
5. 西晋张华《博物志》中记载“今人梳头、脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。
”6. 16世纪的吉尔伯特是英国著名的医生，曾是英皇伊丽莎白一世的御医。
他不但医术高明，在物理学方面也成绩斐然。
他发表了《论磁》比较系统的阐述了其在电与磁方面的研究成果。
在其著作中记录了大量有关的磁现象，如磁石的吸引和推斥；烧热的磁铁磁性消失等。
他认为地球本身就是一个巨大的磁体，并用大磁石模拟地球做过著名的“小地球”试验。
他发现除琥珀以外，还有十几种物体，玻璃、硫磺、树脂、水晶等经过摩擦，也可以吸引轻小物体。
吉尔伯特第一次使用了“电(electric)”这个词，英语的“电”来自于希腊文“琥珀(ƞλεκτορν)”。
7. 17世纪，德国马德堡市市长、物理学家格里凯制造出一种摩擦起电器，使用步摩擦可以连续转动的硫磺球，从而可以得到大量电荷。
后来，不断有人制造出各种静电起电器。
浅谈“我国古代对电磁的贡献”
浅谈“我国古代对电磁的贡献”浅谈“我国古代对电磁的贡献”[摘要]通过对我国古代对静电与静磁现象及其应用、雷电现象的描述，感受到：我国古代对物理学的研究，我们应该要去发掘、去重视它。
[关键词]静电现象；磁现象；雷电；中国古代大部分人都熟知指南针的发明和沈括对磁偏角的论述，但只有少部分人能够历数我国古代对电磁学的其他论述，笔者搜集并整理了一些有关方面的论述，以此来说明我国古代对电磁学的发展做出了巨大的贡献。
一、静电与静磁现象及其应用1、静电现象。
西晋张华《博物志》中：“今人梳头，脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有诧声。
”意思是：梳头时头发‘随梳’是因为摩擦后梳子与头发带有异种电荷，而异种电荷相互吸引；‘解结’是因为头发因摩擦后带有同种电荷，同种电荷相互排斥；‘有光’则是由于摩擦使物体带有大量静电形成高压而产生的放电现象。
另外唐代段成式在《西阳杂俎续集卷八》中这样写道“猫黑者，暗中逆循其毛，即若火星。
”这更清楚的描述了摩擦起电现象。
南北朝陶弘景《名医别录》中这样记述：“琥珀，唯以手心摩热者拾芥为真。
”就是说琥珀和手心摩擦后，琥珀能吸引轻小物体，这是带电物体的重要性质之一。
2、静磁现象。
《三国志·吴书》载，吴人虞翻曰：“仆闻虎魄不取腐芥，磁石不受曲针，过而不存，不亦宜乎！”，也就是说，琥珀跟毛皮摩擦后能够吸引轻小物体，而磁石能够吸引曲针一类的东西（铁、钴、镍等金属）。
这又说明了古人对带电体和磁体性质的认识。
《管子·地数篇》中：“山中有磁石者，其下有铜金”，《吕氏春秋》、《鬼谷子》、《淮南子》、《山海经》均有“磁石吸铁”的记载，如《淮南子》：“若以磁石之能连铁者，而求其引瓦则难矣！”、“及其于铜则不通。
”这是对磁性的具体描述。
另外，沈括记述“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。
水浮多荡摇。
指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若悬缕为最善。
其法，取新纺中独茧缕以芥子许蜡缀于针胺。
磁现象.我国古代磁学成就
磁现象.我国古代磁学成就我国古代对磁学领域的认识和研究，领先于当时其它各国，取得了当时世界上最好的成就。
是人类文化和科学史上的宝贵遗产。
了解它对我们进行爱国主义教育有着深远的现实意义，下而作一些简单介绍：一、磁石性质的最早认识春秋战国时期，我们的祖先已经认识到磁石能吸引铁的性质。
春秋末期（约公元前五世纪）《管子·地数篇》中有“山上有慈石（即磁石、下同）者，其下有铜金”之说，这比古希腊人发现“活铁”（即天然磁矿石）要早400多年，是世界上对磁现象的最早记载。
战国末期（约公元前239年）《吕氏春秋》上有“慈石召铁。
或引之也”的记载，更明确地指出磁石具有吸铁的性质。
磁石吸铁性质被发现后，很快在秦朝（公元前221年�前206年）得到广泛应用，如：《三辅黄图》上记载：秦始皇统一中国后，累遭政敌的谋刺，因此在建造阿房宫时，特别命工匠用磁石修筑北阙门。
利用磁石吸铁性质防备刺客暗藏铁器进宫行刺。
磁石能否吸引铜筹其它非铁质物体呢？我国西汉时期（公元前202年�公元8年）就作了正确论断。
《淮南子》上记载：“若以慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣”、“慈石引铁，及其于铜则不通也”。
大意说，磁石虽能吸铁，但不能吸铜等非铁物质。
到了东汉（公元25年�220年），我国已经认识到磁石（磁极）之间存在着相互推斥作用，《淮南万毕术》中“磁石拒綦”的记载，就说明了这一点。
晋朝（公265年�420年）还把磁石吸铁性质用于军事。
《晋书·马隆传》记载：“隆依八阵图作偏箱车，出敌不意，或夹累磁石，贼负铁铠，行不得前，隆卒悉被犀甲，无所留碍，贼咸以为神，”可见，晋朝的战争把磁石派上用场。
宋代（公元960年�1276年）是我国古代磁学研究的鼎盛时期，那时已经认识到磁石具有不同的极性。
北宋的科学家沈括在《梦溪笔谈》第588条指出：“以磁石磨针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性不同，如夏至鹿角解，冬至麋角解。
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中国古代的电磁学成就中国古人对电和磁的知识的积累及其技术成就，在世界物理学史中占有极为重要的地位。
古代人在雷电、静电、静磁学方面的知识以及在罗盘的制造方面远远地走在欧洲人前面。
除了用的传统方式解释磁体极性、磁偏角之外，在其他方面的科学发现和技术成就也是令人惊叹的。
对尖端放电现象的观察和研究，使古人发明了避雷器，用于高大建筑的顶端，防止雷击。
特别是磁的研究与应用对中国古代的生产、军事、航海测量等技术的发展产生了重要作用。
一、摩擦起电我国古代人在电学知识方面很早就有了“琥珀拾芥”的记载，对静电和雷电现象也有许多值得称道的见解。
琥珀是一种透明的树脂化石，在古籍中也写作“虎魄”、“虎珀”。
玳瑁是一种类似龟的海生爬行动物，其甲壳也叫玳瑁；汉代王充等人称它为“顿牟”。
静电现象的最早记载见之于西汉成书的《春秋考异邮》：“玳瑁吸喏”。
“喏”即草屑一类轻小绝缘体。
王充在《论衡·乱龙篇》中写道：“顿牟掇芥，磁石引针，皆以其真是、不假他类。
”东晋郭璞在《山海经图赞》中写道：“磁石吸铁，玳瑁取芥，气有潜通，数亦宜会，物之相投，出乎意外”。
明代李时珍说：“玳瑁拾芥，如草芥，即禾草也。
”类似记载，举不胜举。
需要指出的是，芥子比草芥稍重，只要静电力足够大，干燥的芥子也能被琥珀吸引。
从以上种种记载可见：人们根据吸引现象将电和磁并列为同一类，这是后来电磁学的思想先导。
在西方古代，电和磁是被分别认识的。
除了琥珀、玳瑁之外，古代人还发现了毛皮、丝绸和其他多种物质的静电现象。
它们之所以被发现，是由于静电火花和放电声音引起人们的注意。
西晋张华在其著《博物志》中最早记述了静电闪光和放电声。
他写道：“今人梳头、脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。
”这里描述了两个静电实验：一是用梳子梳头发；二是猛然解脱毛皮或丝绸质料衣服。
在这两个实验中都能发现静电闪光和听到放电声。
《晋书·五行志》记载了这样一件事：晋永康元年（300），晋惠帝司马衷纳羊氏为后。
羊氏入宫就寝，侍人为其解脱衣服；“衣中忽有火，众咸怪之”。
这就被当成一件怪事从后宫传出。
方以智认为，所有布料都能摩擦起电。
他写道：“青布衣，大红西洋布及人身之衣，气盛者皆能出火。
”方以智的论断是完全正确的；他所谓“气盛”是他那时代对摩擦起电的一种流行解释而已。
梳理头发和解脱衣服所发生的静电放电现象。
二、对雷电的认识在殷商甲骨文中就有了“雷”和“电”的文字符号。
从古代人分别造“雷”与“电”二字起，他们在一个较长时期里在大多数情况下将雷电看作是两种自然现象。
《淮南子》说：“阴阳相薄为雷，激扬为电”。
它以阴阳二气摩擦与碰撞的激烈程度来区分雷电。
早在战国时期，《慎子》说：“阴与阳夹持，则磨轧有光而为电”。
《慎子》一书已具有从声音与光二者区分雷电的思想。
宋代陆佃在《烟雅·释天》中指出：阴阳相激，“其光为电，其声为雷”。
只到此时，雷声电光作为同一现象的不同表现才被人们所认同。
汉代王充对雷电有精辟见解，曾论证雷的本质是火。
他在《论衡·雷虚篇》中写道：“雷者，火也。
以人中雷而死，即询其身，中头则髦发烧焦，……临其尸上闻火气，一验也。
道术之家以为雷烧石色赤，投于井中，石焦井寒，激声大鸣，若雷之状，二验也。
人伤于寒，寒气入腹，腹中素温，温寒分争，激气雷鸣，三验也。
当雷之时，电光时见，大若火之耀，四验也。
当雷之击时，或燔人室屋及地草木，五验也。
言雷为天怒，无一效验。
然则雷为天怒，虚妄之言。
”王充的以上论述，除第三验为中国特有的中医理论外，其余四验都是实证的、科学的。
他从这些方面论证雷电就是火。
在王充1600余年后，美国富兰克林才达到王充的认识水平。
《南齐书·五行志》记载了公元490年的一次雷电现象：“雷震会稽山阴恒山保林寺，刹上四破，电火烧塔下佛面，而窗户不异也。
”在寺庙中，佛面常粉以金属涂料，它容易导电。
但是，对于雷电而言是比较复杂的。
王金樵《读律佩满》有云：“雷发徽州典肆，内外扁藏金铁物，皆以类化，而封识如故”。
明代方以智通过论述自然界发生的种种雷电现象，总结了“雷火”特性，他说：“雷火所及，金石销熔，而漆器不坏。
”所谓“金石”，也就是金属物质。
方以智可能是在对受雷电作用的自然界物质进行分类：导电的金属物质被熔化、烧断，而不导电的漆器尚能保存。
古代人对尖端放电和大气电现象早有研究，汉代就有观察到长兵器尖端在大气电场中的放电现象的记载。
晋惠帝永兴元年（304），成都王发动叛乱，攻长沙，陈兵于邺城，夜里“戈载锋皆有火光，遥望如悬烛”。
元顺帝至正二十一年（1361）正月癸酉，“石州大风拔木，六畜皆呜。
人持枪矛，忽生火焰，抹之即无，摇之即有”；明代方以智在《梦溪笔谈》中以“野火塔光”一词将磷光和尖端放电归为一类。
他写道：“军中刀枪火起，其理亦与野血同。
又曰塔放光者，地中真火，以上腾为本性，而壅阙和合于土上，故蒸为温气，发育万物，风雷云雨霜电虹蜺，无之而非是者。
上腾之性，每依直物而起，偶此塔有蕴腻凝滞之气相触，则附丽发光，与野燐同理。
试观乎雷，亦火也，每依墙杆栋楹有披击出声而上者，可触类也。
”方以智这个唯物的思辩解释也远远胜过同时期西方人归之于神的说法，他的观察极其仔细，将尖端放电解释为雷电之气“上腾之性，每依直物而起”，这个解释是很有价值的。
中国古建筑有否避雷的因素或措施，古代人在建筑高堂大厦、亭阁寺塔中是否知道避雷并有意识采用某些避雷或消雷措施。
古代人曾以大青石建造“避雷室”，其原理大概与绝缘避雷说相同。
刘宋朝盛弘之《荆州记》载：“湖阳县，春秋参国樊重之邑也。
重母畏雷，为母立石室以避之，悉以文石为阶砌，至今犹存。
”位于山西应县佛宫寺内的应县木塔建于辽清宁二年（1056），是木结构楼阁式建筑，总高67米多；铁制培刹全长14，21米，伸出塔顶长9．91米。
塔刹铁柱被分别系于各个屋脊端的8条铁链所固定。
对应县木塔的模拟高压实验表明，因塔基的绝缘性能好、塔身形同现代绝缘子，故雷电前锋通道一般不向塔身推进；雷电向高电阻率区域放电的概率小于向低电阻率区域放电的概率。
因此，就应县木塔而言，其长期未被雷电破坏的原因是“绝缘避雷”的结果。
三、磁石的性质及其应用战国时期，由于炼铁技术的兴起，人们已发现了磁铁矿与其他矿物的共生关系。
《管子·地数》写道：“上有丹砂者，下有黄金。
上有慈石者，下有铜金。
”秦汉时期，人们称磁石为“慈石”。
《吕氏春秋·季秋纪·精通篇》写道：“慈石召铁，或引之也。
”几千年来，中国人对磁石释义一直持此说法。
这表明，他们早在公元前7世纪已经发现了磁石的吸引性质。
大约在唐宋年间，将“慈石”写成“磁石”或“磁石”。
古代人还根据磁石吸铁能力将磁石分类。
刘宋时期《证类本草》中指出：“夫欲验者，一斤磁石，四面只吸铁一斤者，此名延年砂；四面只吸铁八两者，号曰续采石；四面只吸铁五两以内者，号曰磁石。
”古代人的这种分类法可以看作现代对磁性材料的分类之肇始。
磁石的吸引性比较容易被人们所发现，明确记载到磁石吸引性质的最早文献是公元前3世纪的《吕氏春秋》。
它写道：“慈石召铁，或引之也。
”《鬼谷子·反应篇》记有“慈石之取针”，此处的“针”当为铁针。
磁石可以吸铁，但它不能吸引其他某些物质，这一现象也被古代人所发现。
《淮南子·览冥训》写道：“若以慈石之能连铁也，而求其引瓦则难矣。
物固不可以轻重论也。
”磁石的作用可以在相隔一段空间距离内发生，这种现象被晋代人称之为“磁石吸铁，隔阔潜应”；这大概是关于电磁超距作用的最早的思想。
到了清初，人们已发现了磁屏蔽现象。
清代刘献廷写道：“‘磁石吸铁，何物可以隔之？’犹子阿孺曰：‘惟铁可以隔耳。
’”我们知道，将铁放进带有厚壳的封闭的铁罩内，其外的磁铁就不能吸引它；这种现象称为磁屏蔽。
磁石在古代医疗、建筑、战争与生产等方面得到广泛应用，利用磁石为治病药剂，其源甚古。
战国初期成书的《周礼·天官·疡医》写道：“凡疗疡以五毒攻之。
”战国至汉代期间，磁石已成为中药成分之一。
成书于汉代的《神农本草经》是战国秦汉期间药物知识的总结性著作，它写道：“慈石，味辛寒，主周痹风湿，肢节中痛，不可持物，洗洗酸消，除大热烦满及耳聋。
”从中医理论出发，汉代人已总结了磁石的药性及其所能治疗的疾病；这说明古代许多方法是现代所谓磁疗的始祖。
古代人将磁石用于战争之中，据载，晋朝大将马隆在泰始（265～274）中与羌戎战于西北地区，马隆曾以磁石累夹道，阻滞羌人进军；《晋书·马隆传》写道：“初，凉州刺史杨欣失羌戎之和，……奇谋间发，出敌不意。
或夹道累磁石，贼负铁销，行不得前，隆卒悉被犀甲，无所留碍，贼以为神。
”看来，“夹道累磁石”在这场战争中起了重要作用，当时中原人习以为常的磁石吸铁的知识而在边疆地区却被视为神奇。
四、从司南、指南针到罗盘指南针的发明举世公认的古代中国的伟大成就之一。
英国哲学家弗·培根（Francis Bacon，1561～1626）曾指出，印刷术、火药和指南针“这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了，……并由此又引起难以数计的变化也竟至任何帝国、任何教派、任何星辰对人类事务的力量和影响都仿佛无过于这些机械性的发现。
”司南是指南针问世之前最古老的磁性指向器；战国时期成书的《韩非子·有度》写道：“夫人臣之侵其主也，如地形焉，即渐以往，使人主失端，东西易面而不自知。
故先王立司南以端朝夕。
”从这段文字中来看，很可能战国时期已有磁性司南指向器。
《鬼谷子·谋篇》中也有“郑子取玉，必载司南，为其不惑也”的说法，明确说明司南的作用是为了不迷失方向（“为其不惑”）。
东汉王充在其著《论衡·是应篇》中写道：“司南之勺，投之于地，其抵指南。
”（如图5-4-1）司南的创制可能要早于汉代，从王充记载看，至晚汉代已有了磁性指向器。
自从汉代或战国人发明司南之后，直到唐代，人们不断地制造并使用司南。
从天然磁石制作司南到以磁化方法制作指南针，在科学方法和科学认识上都是一个巨大进步。
唐代大概是由司南向指南针过渡的孕育阶段。
宋代以后不仅制造了各种指南针，而且分别发现了地磁场和磁铁磁化铁针、铁片的方法，也有直接以磁铁制作指南鱼、指南龟的方法。
关于指南针的发明是有一个过程的，唐代大概是司南向指南针过渡的孕育时期；唐宋之际、五代时期已完成了这一过渡。
宋代之后，有关指南针的文献记载已非常丰富。
沈括在《梦溪笔谈》图1-5中国汉代时的司南中写道：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。
水浮多荡摇，指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为最善。
其法，……以芥子许蜡，缀于针腰，无风处悬之，则针常指南。
”在沈括之后大约20年，1116年编成的《本草衍义》一书中写道：“（磁石）磨针锋则能指南，然常偏东，不全南也。