由于地磁场的强度不大,所以指南鱼的磁性也很弱,古人渐渐觉得指南鱼的指南效果仍不理想。能不能有一种更理想的指南工具来代替指南鱼呢?古人在继续不断地试制摸索。就在钢片指南鱼发明后不久,又有人发明了用钢针来指南,这种磁化的小钢针可算是世界上最早制成的真正的指南“针”了。
沈括与指南针
北宋著名科学家沈括(约公元1033-1097年),在科学技术方面取得了杰出的成就,北宋时期中国许多重大的科学发明,例如活字印刷、指南针等应用技术,都是借助于沈括的记载而得以流传的。指南针能指南,但还必须为它创造一个可以自由转动的条件。沈括在他《梦溪笔谈》一书中,提到了指南针的几种用法。
一是水浮法,把指南针放在有水的碗里,使它浮在水面,指示南北方向。二是指甲旋定法,把磁针放在手指甲上轻轻转动后来定向。三是碗唇旋定法,把磁针放在光滑的碗边通过旋转磁针来定向。四是缕悬法,在磁针的中部涂一点点蜡,用一根细丝线沾上蜡后,悬挂于空中指南。这种悬挂式指南针,必须在无风处使用,但使用起来比较方便。根据试验,沈括认为这四种方法中,要算缕悬法最好。因为指甲和碗边上很光滑,指南针容易掉下去。而使用水浮法时,水若振荡,针就难以静止下来了。
沈括在900年前提出的这四种方法,有的至今仍有实用价值,如现代的磁变仪、磁力仪的基本结构原理,就是采用了沈括所说的缕悬法原理。而航海中使用的重要仪表罗盘,也大多是根据水浮磁针这一原理设计而成的。