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古人很早就发现了天然磁石具有指示南北的特性，最早的指示南北的工具司南正是用天然磁石制成的。但是天然磁石非常脆弱，在琢制过程中容易损坏，受打击或受热之后，磁性会变弱甚至丧失。于是，经过反复试验，人们发明了各种人造磁铁。

 

据北宋曾公亮《武经总要》记载：因为天气原因无法辨明方向时，可以用指南鱼辨别方向。指南鱼的外形是一条鱼，用薄钢片做成，钢片长为两寸，宽为五分。当需要指向时，只需要将它放入一碗水中，漂浮的小鱼的头部会始终指向南方。钢片本身是没有磁性的，必须磁化，使它变成磁铁。《武经总要》给出了磁化的方法：将铁片剪成鱼的形状后，放在炭火中烧红取出，用钳子夹着放入水中冷却。冷却时，鱼要沿着子午线的方向放置，并且与水平面成一定的角度。这样就制成了可以指示方向的指南鱼。这种磁化方法叫地磁法，是利用地球本身的磁场来进行磁化的。高温加热时，铁片中的分子运动加速，受到地球磁场的影响，铁片中的磁畴按照磁场的方向排列得整整齐齐。此时铁片一旦被投入冷水中，突然冷却，磁畴固定下来，就成了永久磁铁。

 

北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法：拿磁石来打磨针尖，就能让针尖带上磁性从而指南。这是利用天然磁石的磁场作用使钢针内部磁畴的排列趋于同一方向，钢针因此获得了磁性。