大約在3世紀前後，中國人發現了磁石能夠吸鐵的特性，同時還發現了磁石的指向性，並依此特性製造了“司南”。從“司南”到“指南針”的發展，唐宋時期繁榮的經濟、文化、科技在其中起了重要的作用。指南針又稱羅盤針或磁羅盤，主要由可轉動的磁針和刻度盤構成。指南針的發明與風水術的發展息息相關。最遲在9世紀，指南針已應用於古代中國的陸上測量，還被陰陽家廣泛用來看風水。
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圖19.6 水羅盤
宋朝對於指南針的記載，首推北宋曾公亮《武經總要》和沈括的《夢溪筆談》。此時指南針指的是水羅盤，在南宋時期出現旱羅盤。
指南針應用於航海，是宋朝科技發展的一大成就。大約在10世紀的北宋時期，中國人已將指南針用於海上導航。這對於海上交通的發展和中外經濟文化交流，起到了極大的促進作用。1119年，宋朝朱彧在《萍洲可談》中寫到，當時，廣州的一些海船出海，遇有陰雨，就用指南針指示方向。這是世界航海史上使用指南針最早的記載。1123年，宋朝徐兢從寧波乘海船出使朝鮮。他在《宣和奉使高麗圖經》中記載，舟師在航行中，夜觀星，晝觀日；遇陰晦天，白天黑夜都看指南針。[37]
指南針的西傳是隨著中西海上交通的發展，經阿拉伯人之手進行的，再經由阿拉伯人傳到歐洲。關於指南針西傳的具體過程，迄今還未找到確切的文獻記載。一般認為，大約於12世紀前後，阿拉伯人從海路最先學會中國指南針製作技術，而後再由他們傳入歐洲，促進世界航海事業的發展和人類文化的進步。[38]
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圖19.7 宋代客船（模型）
12世紀初，我國發明的指南針已在航海中得到廣泛應用。我國宋朝航海業已相當發達，泉州、廣州都是世界一等大商港，這些大商港的造船技術相當高。所造的海船，可載幾百人甚至千人。中國船隻不但船身大，結構堅，航速快，而且又有指南針指航，阿拉伯等商人都樂於乘坐中國船隻。而且有很多阿拉伯人旅居在泉州、廣州等地。宋朝與阿拉伯的海上貿易十分頻繁，中國開往阿拉伯的大型船隊有指南針導航，阿拉伯人是很容易從中國商船上學到指南針的用法的。