指南針

指南針又稱為羅盤針，是一種磁針，可以旋轉自如。由於磁石的指極性，針向會自動指向北。羅盤針定型之前，是經過了一個長時間的發明改進的。

到了北宋時期，指南針便開始被用於航海了，人們利用了指南針的指向，寫了一本”針經”，記載了航線 ，礁石位置等。其中著名的鄭和亦都是借助指南針而順利下西洋的。

大約在公元十二世紀末，指南針傳入阿拉伯和歐洲，西方才有羅盤的出現。以這亦是根據中國的指南針而發展的，所以中國的司南可說是羅盤的鼻祖，而它成為中國四大發明之一是實至名歸的。

司南

司南是中國早期的指南針，在戰國時期已經普遍使用。它有一個用磁鐵做成的勺，和一個「拭」組成的。拭即羅經，外邊方形的木盤叫地盤，刻有天干和地支，另外有十二個月名，多數用木、象牙或銅製成的，因為它們比較光滑，所以可以靈活轉動。據古書記載，將勺投在拭的天盤上，讓它轉動，當停下來的時候，勺柄所指的方向便是南方了。司南曾經被多次記載。例如＜鬼谷子＞中曾說過，鄭人去採玉時一定帶著司南，以免迷失方向。＜韓非子＞中也有關於司南的記載。至如王充的＜論衡＞就有更明顯的記載：「司南之杓，投之於地，其柢南指。」

指南魚

由於司南的使用，有條件的局限性，以致在北宋初年有指南魚的出現。指南魚是用薄的鋼片剪成魚形，長約兩寸，寬約兩分，磁化後浮在水碗中，便可指極。在使用的過程中，不斷改進，便出現了「指南針」替代那魚。指南針是一枚磁化的小鋼針，可以放在指甲上、碗邊上運轉，或在中間穿上小段燈草，浮在水碗裡，都能靈活地指向南方。不過由於指南魚只可以在平靜的水面上準確運轉，所以亦有一定的局限性，若要用在航海方面的話，仍要有更進一步的改進。直到三國時期指南車的出現，才解決了它的穩定性。

指南車

傳說中指南車乃是由軒轅黃帝，或者周公所創。但據歷史考証，指南車是三國時魏國的馬鈞所創造的。當時他做的指南車被魏明帝御用，但不久已經失傳。後來到了南北朝時，才再由祖沖之修造成功。指南車的車上有一個舉臂的木人。它利用差速齒輪的原理，不論車子轉向何方，木人的手始終指向南方。它由五個齒輪造成，車輪輻寬六尺，車上繪龍虎花鳥，由馬匹牽著前進。指南車在行進前先使木人手指對向南方，行駛間車身轉多少度，右邊的車輪便帶動小齒輪，再牽動大平輪向相反的方向轉多少度，在各輪的相亙配合下使木人一直指向南方。從這可以證明，中國早在一千八百年前就已經創造了齒輪，發現了差動齒輪原理，創造了差動齒輪機，比西方早了千多年！

雖然指南車的準確性和穩定性比指南魚為高，但由於它的車身比較龐大，所以在使用上仍有一定的困難。所以用於航海等方面便要靠後期西方出現的「羅盤」了。

指南針對航海發展的影響

指南針發明以後，就被廣泛地應用於軍事、生產、日常生活、地形測量和航海業等方面，而在航海業中貢獻最大。秦漢時期，我國就已經與朝鮮、日本有海上往來，隋唐五代 時期，更與阿拉伯各國開展了海上貿易活動。雖然中國的航海業相當發達，加上技術於當時而言是世界上數一數二的，但當時還只是依靠觀天術，即辨認日月星辰來確定航向，而且，一旦天氣陰暗，便束手無策，只好停航待晴, 所以觀天術仍有一定的局限性。在唐代時還是如此。而指南針則不受制於氣候，是世界航海史上一項重大的發明。

宋代以後，我國海上交通得到迅速發展，常常派出龐大的船隊往返於南太平洋和印度洋上，原因是羅盤的出現促使航海業發展。北宋朱彧在萍洲可談一書中記述道：『舟師認地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。」平時主要靠辨認日月星辰來導航，特殊氣候下便使用指南針，這種狀況，反映出航海中使用指南針的早期階段。

到了元代，人們已經不立論陰晴，而只用指南針來導航，而且，這時的海上航行還發明了羅盤針路。羅盤針路是根據實踐中的記錄，把每到一地的針位固定下來，一一標出，例如當時海船從溫川開航，就「行丁末針」。

羅盤針路的發明，使一路航線一目瞭然，提高了航海的準確性和可靠性。而後來明代鄭和七次下西洋的大規模航行，亦都要靠指南針的幫助，所以指南針對於近現代航海業的發展貢獻很大。