中国古代还掌握了利用磁石对钢铁进行人工磁化，制造指南针的技术。用磁石制造司南，需要通过琢玉工艺手段，费工费时，而且如果质料不精，极向不准，是很难完成的。人工磁化的指南针就不然，只要将一根钢针在磁石上摩擦，顷刻之间钢针就能磁化。这项发明最早的记载见于北宋科学家沈括（1031~1095）所著《梦溪笔谈》：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。水浮多荡摇，指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为最善。其法取新渡中独茧缕，以芥子许蜡缀于针腰，无风处悬之，则针常指南”。关于磁偏角，沈括又做了试验。沈括精于天文历法，因而他从圭表的地理子午观测比较中加以证明。磁针偏角的发现，是古代科学史上的重要成果。欧洲到了13世纪才知道磁针偏角，那时多误解为指南针工艺装置上的缺点。

沈括在指南针装制技术上做了四种试验——水浮法、指甲旋定法、碗唇旋定法、缕悬法。但实际的指南针制作中，广泛应用的是第一种。

在明嘉靖年（1522~1566）以前，我国海航一直使用水罗盘，其制作简单方便，但不太平稳，易随船舶的摇动而摇晃。中国传统式样的指南针于十二三世纪传入阿拉伯，后又传入欧洲。欧洲最早对磁针的描写见于英国亚历山大·内卡姆在1195年所写的《论物质的本性》，书中的磁针装置与中国宋代所记的浮针完全一致。之后，欧洲人将磁针放在钉子尖端，可自由转动，制成了旱罗盘，旱罗盘有固定的支点，不像水罗盘那样不平稳，性能更适用于航海。在明嘉靖年间，我国也开始使用旱罗盘。

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