中国古代物理学-磁石的特性

我国是世界上铁矿开采技术与铁的使用最早和最先进的国家，因此磁石吸铁现象约在春秋时期就被人们发现了。当时人们把磁石的“磁”字写成慈母的“慈”字。在人们的意念中，“慈石”吸铁就像慈母恋子一样。在古代科学史上，中国人对于磁的认识和应用一直都居世界领先地位。

　　早在汉代，人们发现磁石虽然可以吸铁，但不能吸引铜和瓦石。《淮南子·览冥训》写道：“慈石之能连铁也，而求其引瓦则难矣。”《淮南子·说山训》又写道：“慈石能引铁，及其于铜则不行也。”不仅如此，汉代人还知道磁铁的排斥现象。他们用磁石作棋子，使之互相触击。异性端的触击，棋子互相吸引；同性端的触击，棋子互相排斥。汉代人将这种游戏称为“斗棋”。由此看来，在汉代，人们已经发现了磁极性。

　　古代中国人虽然不清楚电与磁是彼此相关的，但是琥珀与磁石二者都具有的吸引性质，使得他们在文字记述这些现象时总是将它们相提并论。王充说：“顿牟(玳瑁)掇芥，慈石引针，皆以其真是不假他类。”(《论衡·乱龙篇》)东晋郭璞说：“慈石吸铁，玳瑁取芥”(《山海经图赞·北三经第三》)，等等。这种以物理特性将自然界的各种现象归类的方法是科学的。由于磁石具有的吸铁本性，古代人不仅将它列为中草药之一，还将它直接用于治耳聋，以为磁石可以将塞住耳孔的东西吸出来，迷信人用它招魂；据说，秦始皇用它筑阿房宫的大门，以防持带铁器的盗贼进入。晋朝大将马隆与羌人作战时，在窄道上垒磁石，羌人过，铁甲一一留存，羌人以为神，马隆因此大胜。(《晋书·马隆传》)

　　宋代是我国磁学知识发展高峰时期，人们在认识磁的特性和利用方面都有重大发现。首先，杨维德和沈括在世界上最早发现了地磁偏角。第二，宋代人还发现了种种人造磁铁或人工磁化的方法。第三，宋代人制造了种种轻便的指南针，并且首先在航海中应用它辨别方向。

　　清初，中国人对磁学又作出了一项重大发现。古代人早就知道，磁石吸铁，可以连吸，即被吸引的细针又可以吸引第二根细针。这样，在一块磁铁上就一连串地挂上十几根针。只要原磁铁的强度足够大，还可以吸引更多。虽然磁铁不能引铜，但在铜盆底外放一块磁铁，盆内的铁屑会随盆底外磁铁的移动而移动。这样看来，仿佛磁铁的作用是不被其它金属阻碍隔断的。古代人称这种现象为“磁石吸铁，隔碍潜通”。那么，什么东西可以隔断磁石的作用呢？ 清初刘献庭(公元1648—1695年)在《广阳杂记》中写下这么一件事：某人问，“磁石吸铁，何物可以隔之？”我的侄子阿儒说：“只有铁可以隔断它。”其人即去实验，发现果然如此。这个故事虽然没有具体叙述如何用铁隔断磁石的作用，但他既然实验过并作出了肯定的结论，也许自有其方法。从现代磁学知识看，只要用铁丝将磁石包围起来，或者将那个被吸的物体放入铁丝网笼中，磁铁就不能吸引它了。这种隔断磁作用的现象被称为磁屏蔽。中国人在17世纪就发现它，而且隔断磁作用的正是被磁吸引的铁，这就令古人为之惊愕了。