1．从磁石到磁铁

中国人最早发现磁力。早在公元3世纪就有“慈石召铁”的记述。东汉有人解释说：石是铁的母亲，但石又有慈和不慈的，慈爱的石能吸引它的子女（铁），不慈的石就不能吸引。所以汉朝以前都把吸铁石写成“慈石”。

我们知道，磁体有南北两个极，同极相排斥，异性极相吸引，这个现象在西汉时期也已被发现。那时有一个耍杂技的人，找到了两个棋子，它们不仅能相互吸引，还能相互排斥，他把这个游戏表演给汉武帝看，汉武帝高兴得不得了，还封他为“五利将军”。在汉代，人们还发现磁石虽然能吸引铁，但不能吸引铜和瓦石。

磁石对铁的吸引是一般物质隔不断的。把木头、玻璃、棉布放在磁石和铁之间，铁照样被吸引。这个现象，中国人在宋朝时就发现了，比欧洲人要早600多年。也是中国人，最早用磁石制成指南针。其实指南针指示的地球磁极和地理上的南北极并不完全是一回事，磁针指示方向和南北精确方向的偏差，叫做磁偏角。不同地点或同一地点的不同时期，磁偏角都有变化。宋代沈括认识到，磁针指南，但常常偏东，并不是正南。西方人到13世纪才注意到磁偏角的存在，但却错误地归罪于磁针有毛病。1492年哥伦布横渡大西样，才真正承认磁偏角，比我国要晚400多年。宋代人还发现了种种人造磁铁或人工磁化的方法，如摩擦感应法等等。

除了制造指南针外，古人还把磁铁用于作战、警卫、生产陶瓷……。秦始皇统一中国后，在京城建造了一座非常富丽的阿房宫。据说为了防备刺客暗杀皇帝，有人用大块大块磁石制造宫门，凡是带暗器的人就进不了磁石门。医书上还谈到用磁石吸铁的作用，来治疗吞针。

2．指引航向的指南针

在发明指南针以前，人类在茫茫大海中航行，常常会迷失方向，造成舟覆人亡的事故。是中国人发明了指南针，使人类航行有了方向。

中国在北宋时期就已发明了人工磁化的两种方：一种是沈括所说的用天然磁石摩擦钢针的方法，另一种是利用地球磁场的作用使钢铁磁化。人们把经过磁化的钢针，穿上几根灯草，放在一只盛满水的碗里，它就能浮在水上为航船指示方向，这就是世界上最早用来指示方位的仪器──指南针。

其实，早在远古神话传说中，已有“指南车”的记载。传说黄帝与尤作战，尤作大雾，黄帝用指南车战而胜之。到战国时已发明了叫做“司南”的定向仪器。司南用天然磁石琢成，勺柄指向南极，勺头指向北极。由于“司南”在使用时要放在“地盘”上，所以也有人将“指南针”叫做“罗盘针”。但这种罗盘针中的天然磁铁，在琢制过程中，容易受震，使磁针受到破坏，因而使罗盘指向不清。直到北宋时发明了人工磁化的方法后，指南针才得到了广泛应用。指南针的发明，大大推进了航海事业的发展。它对明朝初年郑和下西洋以及15世纪哥伦布、麦哲伦的航海大发现，都有重大的影响。

指南针是一根用人造磁铁制成的磁针。它的一端指南，一端指北。指南的那端叫南极，也叫S极；指北的那端叫北极,也叫N极。指南针的两极为什么总是指向南北呢？原来,每一个磁体都有南极和北极，这两个磁极是磁极最强的部分。如果把一根条形磁铁的北极磁针的北极，可以看到它们互相推斥；把条形磁铁的南极靠近磁针的北极，可以看到它们互相吸引。这表明同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引。

地球本身就是一个巨大的磁体，它的南极和北极位于地球的两端。根据磁极之间互相作用的规律，指南针的北极与地磁的南极互相吸引，指南针的南极与地磁的北极互相吸引。所以，指南针静止时，它的北极总是指向地球的北端，南极指向地球南端。