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现代人出行可以使用GPS等卫星系统来定位导航，古代的航海家没有GPS，就用指南针等工具辨别方向，指南针诞生以前，人们可能会用日影、地形等自然坐标来辨别方位。众所周知，指南针是中国古代的四大发明之一。

 

据说在指南针发明之前，我国古代有一种叫作司南的指南工具。春秋战国时期，铁质农具的需求大增，从而促使了采矿业、冶炼业的发展。在长期的生产实践中，古人从铁矿石中认识了磁石。传说司南就是用天然磁铁矿石琢成一个杓（sháo）形的东西，利用杓柄来指示方向。后来人们通过对磁石的深入了解，逐渐发明了指南针。宋代杰出的科学家沈括在《梦溪笔谈》中，对当时指南针发展的状况做了详尽的论述。他总结了四种指南针的使用方法。第一种是水浮法，就是将磁针浮于水面进行指南，虽然比较平稳，但容易动荡不定；第二种是指甲旋定法，将磁针置于指甲上，转动灵活，但也容易滑落；第三种是碗唇旋定法，将磁针置于碗口边上，转动较灵活，但易滑落；第四种是缕旋法，用蚕丝将磁针悬挂起来，可转动灵活而又稳定。中国古人发明指南针后最早将其用于航海，取得了巨大成就。

 

除了司南、指南针，我国的古人还发明了指南车等指南工具。司南和指南针利用的是磁铁指向性原理，而指南车则是一种机械齿轮装置，利用齿轮滚动来指示方向。史料记载指南车最晚在我国三国时期就已经出现。