指南針是用來判斷方向的簡單工具。指南針的前身是中國古代四大發明之壹的新浪。主要部件是可以在軸上自由旋轉的磁針。磁針在地磁場的作用下可以保持在磁子午線的切線方向。磁針的北極指向地理南極，這個性質可以用來辨別方向。它常用於航海、大地測量、旅遊和軍事。
指南針的發明是我國勞動人民在長期實踐中對物體磁性認識的結果。由於生產勞動，人們接觸到了磁鐵礦，並開始了解它的磁性。人們首先發現了磁鐵吸引鐵的性質。後來發現了磁鐵的指向性。經過多次實驗和研究，終於發明了壹種實用的指南針。
[編輯本段]指示方向原則
地球是壹塊大磁鐵，它的地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。
指南針受到地球磁場中磁場力的影響，所以會在壹端導向，另壹端指向北方。
中國“四大發明”之壹的指南針傳入歐洲後，在航海大發現中發揮了不可替代的作用。然而，科學史家知道，並不是中國人首先回答了“指南針為什麽能指引方向”這個問題，而是英國科學家吉爾伯特。那麽，中國在他發明了指南針理論之後，對它進行了怎樣的討論呢？吉爾伯特的理論及時傳到中國了嗎？明末清初的“西學東漸”對我國指南針理論的發展產生了哪些影響？上海交通大學科學史與哲學系教授關增建從2003年開始研究這些基本空白的問題。
"中國最早的指南針理論是基於陰陽五行學說的“感應理論”. "關增健介紹，中國偉大的科學家沈括，在11世紀中葉，仍然對指南針感到不解。他在《關於孟茜的談話》中介紹了指南針的人工磁化方法、磁偏角的發現和指南針的安裝方法，但他不知道指南針為什麽被引導——“磁鐵的引導”...是超出理智的！”隨後，學者們根據陰陽五行學說和當時人們對地球形狀的認識，提出了各種指南針理論。比如最晚在宋代成書的《管氏地理指蒙古》，首先提出了如下邏輯:
“磁針是鐵做的，鐵屬於金。根據五行，金生於水，北方屬水，所以北方的水是金之子。鐵來自磁鐵，磁鐵由太陽之靈孕育而成，太陽之靈屬火，位於南方，所以南方相當於磁針之母。這樣，磁針既要照顧母親，又要思念孩子，自然指向南北方向。”
關增健說，從現代物理學的角度來看，“蒙臺梭利理論”完全是異想天開，但從事物的屬性來解釋事物的行為，是東西方科學史上的通行做法。中國古代陰陽學說盛極壹時，用陰陽學說解釋指南針指引和“永遠略向東”的原理是很自然的。特別是，該理論認為，磁體的不同端面具有不同的屬性，這些屬性決定了磁針的方向。這種說法很容易啟發人們發現壹塊磁鐵的兩極，並進壹步聯想到磁極與磁針朝向的關系，從而找到正確理解這壹問題的可能途徑。
南宋人的羅盤原理仍然認為“羅盤所指，即太陽所在之處為靈”只是圍繞磁偏角現象，而論證是基於更多轉向地理方位的坐標系——中國古人認為地面是平坦的，面積有限，所以地面上必然有壹個中心，通過中心的子午線是唯壹的南北方向。南宋人曾三壹認為，壹旦測地不在這條南北線上，羅盤指向自然“少偏”。到了明代，指出了正確的向導方向是由地球方位系統決定的，而偏離角度是由天體方位劃分系統決定的。關增健認為，這種說法“體現了傳統羅盤理論在面對陰陽感應理論與磁偏角存在的矛盾時的尷尬”。
明朝萬歷年間(公元1573 ~ 1620)，傳教士來到中國，帶來了西方的指南針理論、地球理論以及相關的科技知識。受其影響，中國學者開始從新的角度探索指南針理論。在這個過程中，陰陽五行的作用逐漸減弱，從力學角度的分析不斷增加。然而，吉爾伯特在1600年提出的科學理論在西方學術界並不統壹，更不用說在東方了。傳教士中，以1658年來華的比利時耶穌會士費迪南·韋爾伯斯特(ferdinand verbiest)的指南針理論最為系統，但他認為磁針指向地球本身的地理南北極，理論仍局限於古代科學的範圍，不像吉爾伯特認識到地球本身有磁鐵。費迪南德·南懷仁理論在中國影響深遠。直到19世紀中葉，中國仍有學者用它來解釋指南針問題。此時，清末來華的傳教士開始向中國介紹西方近代磁學知識。
[編輯此段]磁現象的發現
在先秦時期，我們的祖先就已經積累了很多這方面的知識，在勘探鐵礦時經常會遇到磁鐵礦，也就是磁鐵礦(主要由四氧化三鐵組成)。這些發現早已被記錄下來。這些發現最早記載在《管子》的幾篇文章中:“山上有磁石，下有金銅。”其他古籍也有類似記載，如《山海經》。磁鐵的吸鐵特性早就被發現了，《呂氏春秋》九卷主篇有:“慈吸鐵，或吸之。”當時人們把“磁性”稱為“善良”。他們認為磁鐵吸引鐵是慈母對孩子的吸引力。並認為:“石頭是鐵之母，但石頭有善良和不善良兩種。善良可以吸引他的孩子，不善良不行。”據說秦始皇統壹六國後，在鹹陽附近修建了阿房宮。宮殿裏有壹扇磁鐵做的門。如果有人穿著盔甲藏著武器進宮行刺，會被磁鐵門吸引。這個故事告訴我們，古代勞動人民很早就掌握了磁學知識。
漢代以前，人們把磁鐵寫成“慈石”，意思是愛石。
既然磁鐵能吸引鐵，那它們能吸引其他金屬嗎？我們的祖先做了很多嘗試，發現磁鐵不僅不能吸引金、銀、銅等金屬，也不能吸引磚瓦。西漢時期，人們認識到磁鐵只能吸引鐵，不能吸引其他物體。
當兩塊磁鐵放在壹起並相互靠近時，有時它們相互吸引，有時它們相互排斥。現在人們都知道磁鐵有兩極，壹個叫N極，壹個叫S極。同性相斥，異性相吸。當時人們並不知道這個道理，但還是能感知到這個現象。
西漢時，有壹位煉丹師，名叫欒達。他利用磁鐵的這壹特性制作了類似兩個棋子的東西。通過調整兩個棋子極性的相互位置，有時兩個棋子相互吸引，有時又相互排斥。欒大稱之為“鬥棋”。他把這部小說獻給漢武帝，現場演示。漢武帝又驚又喜。他被評為“五福將軍”。欒大力利用磁鐵的性質，做出新奇的東西來欺騙漢武帝。
地球也是壹塊大磁鐵，它的兩極分別靠近地理南極和地理北極。因此，當地球表面的磁鐵可以自由旋轉時，由於磁鐵同極性相斥，反極性相吸的性質，它們會表示南北。古人不懂這個道理，但對這種現象非常了解。
[編輯此段]指南針的祖先
指南針的始祖出現在戰國時期。它是由天然磁鐵制成的。它看起來像壹個圓底的勺子，可以放在光滑的“場地”上保持平衡，可以自由旋轉。當它靜止時，勺子的柄會指向南方。古人稱之為“司南”，在當時的《韓非子》壹書中有:“王力司南取時先。”“早晚收場”的意思是方，東方。《鬼谷子》中記載了新浪的應用，鄭人采玉時帶著新浪，以確保不迷路。
春秋時期，人們已經可以將硬度為5-7度的軟玉、硬玉打磨成各種形狀，因此也可以用硬度只有5.5-6.5度的天然磁鐵來制作司南。東漢王充在《論衡》壹書中對司南的形狀和用法做了明確的記載。新浪是經過琢磨用壹整塊天然磁鐵做成的，勺子的手柄經過極導，使整個勺子的重心正好落在勺子底部的正中間，勺子放在壹個光滑的場地，周圍是壹個四維的莖幹和樹枝，合成24個方向。這個設計是古人仔細觀察了自然界中許多與磁性有關的現象，積累了大量的知識和經驗後，經過長期研究完成的。新浪的出現是人們對磁鐵手指極性認識的實際應用。但是，新浪也有很多缺陷。天然磁鐵不好找，加工過程中受沖擊受熱容易失磁。所以新浪的磁性比較弱，與站點的接觸要非常順暢，否則會因為轉動摩擦阻力太大而難以轉動，達不到預期的引導效果。而且新浪有壹定的體積和重量，不方便攜帶，這可能是新浪長期沒有被廣泛使用的主要原因。
新浪由壹個青銅圓盤和壹個天然磁鐵制成的磁勺組成。青銅盤刻有24個方向，磁勺放在盤的中心圓形面上。當它靜止時，勺子的尾部指向南方。