有一个古老的传说：远在四千六百多年前，我国炎帝族的首领神农氏和九黎族首领尤作战，双方势均力敌。因为贵尤会吞云吐雾，炎帝族的兵十在大雾中迷失方向，打了败仗。
神农氏就去请另一个部族首领黄帝率兵助战。双方在涿鹿（今河北省）大战。蛋尤又制造了浓雾。谁知黄帝有一宝物叫指南车，能在大雾中认清方向，大败了蛋尤。
黄帝乘胜追击，尤被赶往南方。黄帝的部族后来在中原定居，成为汉族的始祖。这个富有想象力的神话，说明了我们祖先在生产，生活以及战争中，多么迫切希望有一种指示方向的工具啊！
春秋战国时期，郑国以生产玉闻名于世，不少人靠采玉为生。玉工们在进山采玉前，总是凄然向亲属告别。因为此去生活艰苦，山中又有猛兽，更可怕的是，“迷路”不能回家的疆运，在等待着他们。
一次，一位中年玉工在寻找玉石时，不小心，铁刀失手滚下了山。不想半途被一块黑石拦住，铁刀紧紧贴在石上，不动了。
玉工下到山腰，找到了铁刀，不料小刀竟被黑石吸住，轻易取不下来。竟有这样的怪事！于是玉工们把这种黑石称之为慈石，像慈母吸引子女一样。后来人们就叫它磁石。
他们把慈石敲下几块，从深山带到集市。慈石能吸铁的现象，迅速传播出去。听到这个奇特的消息，附近的人纷纷前来观看。
这事传到了郡守的耳朵里，他立刻派人取走慈石，把它放在特制的托座铜盘里，装饰得美观华丽，作为一件珍奇的礼品送给上司。
在运送慈石时，又出现了怪事，这块磨圆了的慈石，竞在铜盘里自己已转动起来。是眼睛看花了么？再仔细看看！
不，眼睛没看花！随便你将铜盘怎么移动，慈石仍旧转了回来，总是指着一个方向。这慈石真是宝物呀！它不但能吸铁，还能指点方向哩！
这真是太好了！玉工们带上它进山采玉，再也不怕迷失方向了。玉工们用慈石造出了灵巧的司南，带了进山找矿，能够大胆地向高山峻岭进军了
东汉（公元82年）王充曾详细描述过司南的情况。只要用手指轻轻拨动司南上的磁，磁就旋转起来。由于受到地球磁场的影响，当磁停止转动时，长就指向南方；根据地盘上刻着的分度，可以迅速判定方向。
郑国的玉工们用司南解决迷路辨向的创造发明，很快地传播到邻近各国，获得了广泛地推广。而且逐渐应用到天文、地理、军事、采矿等各方面。
制造这种司南要把整块磁石琢磨成圆底长柄，十分费事，如果剧列敲打和锤凿，或是用磁石熔化铸造，都会引起磁石磁力的减退和消失。所以必须精雕细琢，代价昂贵，成为国家传世之宝，不能普遍使用。
司南的普及受到限制，人们又转而在机械运动方面探索指向的工具。有这样两个故事：三国时有个叫马钧的，在魏国担任给事中，他是个对机械运转很有研究的科学家。有一次同僚们无意中谈起古代曾有指南车的事。
马钧认为：虽然古代造指南车的技艺没有传下来，但是如果深人研究，仍然是可以造成的。他的话不少人认为是吹牛，就和他打赌，问他敢不敢在皇帝面前保证造成一辆指南车。
这件事被魏明帝知道了，便召见马钧，问他是否当真能造指南车。马钧没有退缩，他勇敢地答道：“我想古代的制法一定很巧妙。如果给我一定时间和必要的工具，我看还是有可能制成的。
魏明帝听了大为喜悦，就命马钧制造指南车，限定期限内完成。马钧废寝忘食，日以继夜地从事设计和制造。
规定的日期到了，魏明帝坐在大殿中，聚集了文武百官来看指南车。只见马钧一个人空手上朝。有人看了，为他捏了一把汗，这可不是开玩笑的，欺君之罪可要杀头的呀！
在这时，一辆用绢纱笼罩的新车，被推进宫来，马钧恭请明帝上车使用。
车驶动了，说也奇怪，不论车轮转向什么方向，车上的木人手指，却总是指着南方。明帝大喜，连那些和马钧打赌的人也都赞不绝口。真是巧夺天工，机巧灵便。
到五世纪中南北朝时，齐高帝听说马钧造过指南车，他很希望也有一辆但这时马钧指南车的制造方法，经历了数百年的改朝换代，再也无人知晓了。
他把造指南车的任务交给当时最有名望的两位机械制造家。一位是北方的索驭麟，另一位是南方的祖冲之。要他们分头制造，比较哪辆指南车的性能更优越。
索驭麟接受任务以后，马上找到了一些木工、铁匠，按照他的设计图纸进行施工。
祖冲之并不忙于施工，而是先用木头制成实物模型，反复试验：索驭麟的指南车已经开始支配了，祖冲之的试验车辆还没有动手制造呢，许多人为祖冲之进度缓慢而担心。
不想两辆指南车，一先一后都在规定时间造好了。齐高帝在他的后花园一一乐游苑里准备了盛宴，要他们将指南车推到苑中，当着满朝官员，进行公开比试。
索驭麟派了两个青衣小童送进一辆油漆得十分美丽的大指南车。这时另辆造型古朴、小巧玲珑的指南车也来到乐游苑，这是祖冲之的制品。上面用铜铸了一个美女，右手指向南方
比试开始，那辆大而美丽的车辆在频繁的旋转和改向时，指示的方向误差较大：而祖冲之制造的指南车则不管车辆如何前后左右地旋转，美女的手指始终指向正南，比试获得了胜利。
马钧、祖冲之还有我国古代其他科学家制成的指南车，是我国古代为了求向而创造的又一种装置。根据一些资料分析，这些指南车是一种用齿轮传动的机械，结构复杂，制造工艺难度大，没有流传下来。
唐宋之间海外贸易发达，从广州驶向越南、印尼、阿拉伯等国家的船只远涉重洋，要求有良好的测向仪器，否则一遇阴雨浓雾和风暴，就会迷失航向，惨遭灭顶的危险。
陆上的指南车，不能搬上船。司南是可以上船的，但有着重大的缺点。司南在使用时地盘一定要放得水平，不能倾斜，否则圆底的磁匙容易滑下来。而海面上波涛起伏，颠簸不平，船上很难使用司南。
先后有许多人作了尝试，结果都失败了。公元300年左右，晋朝有位具有丰富航海经验的老船工，仔细小心地琢磨磁石，发明了一种叫指南舟的工具。
这种指南舟是一块琢磨成小船状的磁石，可以指示南北。老船工把制成的指南舟带到船上，沿途用于定向，不论风浪多大，船身如何倾侧，指南舟都能发挥作用。船工们高兴极了，这下可好了。
不料，一次不幸的航海事故，老船工和他制造的指南舟一起葬身海底。这一精巧的发明没有获得广泛地推广。指南舟这一名称记载在宋书上，令人婉惜的是指南舟的制法失传了。
大约在十到十一世纪间，北宋时有人发现，用铁片、铁棒在磁石上轻轻摩擦，也会使铁片、铁棒带有磁性，这是个新的重要发现。铁片比整块磁石轻巧得多，用以制司南比磁石方便轻巧。
公元1044年北宋曾公亮写了一本军事著作叫《武经备要》。记述了北宋时用薄钢片放在磁场里制人工磁铁的方法，这是世界上利用磁场造人工磁铁的最早记载，也是中国人民在物理学上一项重大的科学发现。
用薄钢片剪制的指南鱼长约二寸，阔五寸，腹部稍微下凹，由于钢片很薄，在水面上不会下沉而是浮在水上，受地磁作用鱼头指向南方，鱼尾指向北方。比司南轻巧、灵敏、准确，携带方便 ，是行军作战时的好助手。
有了人工磁铁，指南工具的制造，又有新的发展。用木头雕成鱼和龟的形状，腹部挖洞，放进人工磁铁，再用蜡把洞封好，在鱼或龟嘴里插一根钢针。把它们放在水中时，鱼、龟嘴里的针尖就指向南方，称之为指南鱼、指南龟。
指南鱼，指南龟不仅能在陆上为行军作战、进山找矿、阴阳占卜所应用在海上也成为航海技术上最早的导航仪器。风雨嗨冥，雾障迷漫时，都能正确地测定航向，为中国海船提高了航行的安全性。
十一世纪初，我国又创制了一种简单而灵敏的指南工具，人们用磁石磁化钢针，造成指南针。把针装在可以旋转的轴上，随着地磁的作用，可以指示方向。比指南鱼、指南龟更为方便。
指南针除了应用在军事上航运上，人山采矿建筑桥梁道路都得到应用。宋代还有一些阴阳方士，为了查看风水，寻找坟地，也应用指南针测定方向。
这些方士们在频繁地使用指南针以后发现，指南针并不是指着正南，而是稍微偏东一些。这些发现令人很奇怪，由于不能用科学的道理解释，方士们就用风水气运、阴阳迷信一套来解释。
宋代科学家沈括（公元1031一1095年），对民间创制的指南针很重视，亲自实验。在他新著的书中，指出磁针不指正南，而是微偏东的科学结论。原来地球上的磁极并不正好就在南北两极，磁针指向磁极，是正南略偏东。
后来我国一些古书更精确地指出偏角在五度以内，而且全国各地的偏角也各有不同。西方直到公元1492年哥伦布横渡大西洋时才发现磁偏角，比沈括的科学记载晚了四百多年。
宋代中国的远洋船因为有了指南针导航，船舶的数量、吨位和续航能力在世界上名列前茅。中国船只在大西洋、印度洋、太平洋上行驶以安全可靠闻名于世。
许多欧亚商人到中国来贸易，都乘坐中国船只。一些阿拉伯人东运的货物也希望由中国船载运，甚至有时候中国船没有来到，他们宁可坐待，也不愿其他船队运输。
阿拉伯人对中国船只航行的优越性大为惊牙，纷纷打听中国船的秘密。有的人乔装成商人委托中国船运货，有的则多次乘坐中国船，希望能够了解导航的秘密。
当他们看到简便易做的指南鱼、指南龟指示方向时，不禁竖起大拇指，赞声不绝。
此后他们又从中国海员那里学会了指南针的制法，并传播到欧洲各国。到了1190年英国人纳肯写书记载了船上用指南针的优越性。这时距中国发明指南针的时期约已一百多年了。
到了公元1205年，法国人古约才记述欧洲人制造指南针的方法，被人尊称为欧洲最早的发明家。他的制法完全与中国的制法一模一样，而且时间晚了二百年左右。
南宋时，我国的指南工具又有发展，创造了指南针与地盘相结合的磁罗经。南宋人吴自牧亲见磁罗经的运用，他介绍说：海船遇风雨阴嗨，不见日月星辰，全凭针盘指示，平稳行驶。
指南针的应用，使战争的战术也有了新的突破。我国南宋时，洞庭湖畔爆发了以钟相、杨么为首的农民起义。洞庭湖波涛千里，港汉密布，农民军凭着地形熟、水性好，斗志昂扬，屡破官军。
起义军中有许多是湖畔的渔民，还有造船工人，他们创制了在船上装翼轮的车船，其行如飞，提高了起义军水面战斗能力。南宋朝廷派程昌禹率兵进攻，被杀得片甲不留。
南宋朝廷又派大将军王率舟师前来，对起义军威胁很大。起义军中有个伙夫向杨么建议，在车船上装上水浮针（指南针的一种），趁湖上浓雾大起时高速接近敌船，消灭敌人。杨么十分高兴，采纳了这个建议。
一天清晨，重雾迷漫，杨么的车船用水浮针引路，乘雾悄悄靠近敌船发起突击。战鼓声催，杀声四起，飞箭、石块射向官兵的楼船，打得王丢盔卸甲，狼鼠窜；消灭了统治者的水上霸王一舟师。
公元1405一1433年，明代的航海家郑和，率领巨大的船队，航行数万里到过三十多个国家。足迹遍及东南亚，又横跨大西洋，印度洋，开辟了从中国到东非的航路，是当时世界上规模最大，航行最远的远洋舰队。
印度洋上风波险恶，有时烈风陡起，怒涛如山。在大风暴中，船工凭着磁罗经，云帆高张，叠夜星驰。
中国船队战胜了险恶的风浪，到达了木骨都加（今索马里摩加迪沙）和麻林地（今肯尼亚）。非洲人民热烈欢迎来自中国的使节，促进了中国和非洲各国的文化经济交流。
1519年9月20日，葡萄牙航海家麦哲伦和二百七十名水手从西班牙圣卢喀尔海口出发，开始作环球一周的旅行。他们分乘五条旧兵船，带着粮食、淡水和指南针，从事前人从来没有做过的艰苦航程
这是一次经历千辛万苦的冒险航程，陌生的航线，谁也不知向西远航会遇到什么困难。船只在天连水，水连天，茫范一片汪洋中西行。
他们横跨大西洋，靠指南针测定方向，到达南美洲东岸。在惊涛骇浪之中绕过南美南端的麦哲伦海峡，进人风波浩荡的太平洋，再继续向西航行
船上的水手忍受着极大的困难与痛苦。断粮了，只好抓船上的老鼠，以及用木屑充饥。艰苦的航行又带来了疾病，水手们一个个倒了下来。药品用完了，病员得不到治疗。
淡水、粮食、药品的缺之，严重地威胁着人们的生命。有些水手动摇、埋怨了，甚至指责麦哲伦的这次冒险是愚蠢而错误的，声称再到达不了陆地，就要扭断他的脊骨。
幸好这时发现了前方有陆地，麦哲伦才免于被扭断脊骨。1520年11月28 日，他们航行了一年多，到达了菲律宾群岛
美丽的热带风光，椰实蕉树和丰饶的食物，清凉的淡水，使活下来的船员恢复了健康
麦哲伦自已却在菲律宾死去。然后向西航行的信念，继续鼓舞着船员，亚洲已经到了，在指南针的指引下，向西向西，一定能回到欧洲。
1522年9月6日他们又重新回到西班牙港口。三年前出发时有五般船，返回时已经只剩下一艘了，水手只剩下十八人。只有那装在船上的指南针，历尽风霜雨雪，饱含海洋气息，默默地接受着人群的盛大欢迎。
这次航行以惊人的毅力，极大的代价，取得了重大的收获。证明了地球是椭圆形的，世界的海洋是连在一起的科学论断，是科学史上一次重大的发现。指南针也为这一成就立下了汗马功勋。
指南针和发展为磁罗经的航海罗盘，促进了航海事业，为资本主义的发展作出了贡献，开拓了人类历史的新纪元。
明朝以后，中国社会的发展经历了漫长曲折的道路，生产技术的发展受到严重的挫折。十七世纪以后，清政府实行海禁，闭关自守，严重地阻碍了航运渔业和仪器导航的发展。
由中国人发明的指南针、磁罗经，这时却成了帝国主义炮舰的导航仪器。帝国主义的炮舰打开了封建中国的大门，中国受到了压榨和奴役，我们被迫更加落后了。
现代陆上，海上，空中的交通运输，以及宇宙航行的发展，要求更精确可靠的先进导航仪器。于是出现了陀螺罗经导航，这是利用旋转的陀螺旋轴与地面垂直的原理，指引方向稳定、于涉小。
公元1897年，俄国人波波夫在波罗的海的军舰上，试验成功了无线电通讯。这一成就很快地受到广泛应用。
但是无线电通讯在实际使用中常常发现电波受到干扰，如果遇上金属片就会反射。人们研究它，又逐步认识到发射的无线电波被物体反射后能在荧光屏上显示波形，这就是最初的雷达样机。雷达测航，因而被广泛应用。
最先进的是人造卫星导航，利用卫星上发射的特定无线电波频率，在不同地位接收时，收到的频率不同，可以不论白天、黑夜、浓雾、暴风，准确而迅速地导向。
超声波具有良好的方向性，在水中能像光波那样反射，船上装有超声波发声器的声纳，可以用反射波把海底的礁石、障碍以及鱼群都显示出来，还可以测定水位的深度，保障航行的安全，称为水下导航。
尽管出现了无线电测向、电陀螺仪、雷达导航、卫星导航、声纳等先进技术，但简单可靠的磁罗经仍然是陆上、海上导航的基本方法，至今仍广泛使用。
指南针的发明，是我国值得光荣而自豪的卓越成就。1982年上海机械学院副教授颜志仁应用差动机构的齿轮传动原理，还原了久已失传的指南车，再次向世界展示了中国古代杰出的创造发明。这个优良传统我们一定要继承。
