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針，就能使針帶上磁性。從現在的觀點來看，這是一種利用天然磁石的磁場作用，使鋼針內部磁疇的排列趨於某一方向，從而使鋼針顯示出磁性的方法。這種方法比地磁法簡單，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的發明不但世界最早，而且為有實用價值的磁指向器的出現，創造了條件。關於磁針的裝置方法，沈括介紹了四種方法：
1。水浮法——將磁針上穿幾根燈心草浮在水面，就可以指示方向。
2。碗唇旋定法——將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉，指示方向。
3。指甲旋定法——把磁針擱在手指甲上面由於指甲面光滑，磁針可以旋轉自如，指示方向。
4。縷懸法——在磁針中部塗一些蠟，粘一根蠶絲，掛在沒有風的地方，就可以指示方向了。
沈括還對四種方法做了比較，他指出，水浮法的最大缺點，水面容易晃動影響測量結果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由於摩擦力小，轉動很靈活，但容易掉落。沈括比較推重的是縷懸法，他認為這是比較理想而又切實可行的方法。事實上沈括指出的四種方法已經歸納了迄今為止指南針裝置的兩大體系——水針和旱針。指南針的發明最先被跟中國人打交道的*人學了去，然後傳入歐洲，為後來歐洲的航海事業和地理大發現打下堅實的基礎。
四大發明中的另外一項火藥的普及與成熟也是在這一時期。火藥起源於中國古代的煉丹術，古代化學家（煉丹家）們利用早在漢朝已經掌握了的金石藥物硝、硫，經過長期的煉丹實踐，至遲在唐憲宗元和三年（公元808年）以前已經發明瞭火藥，並在五代末北宋初（公元10世紀）用以製造出縱火用的火藥兵器。唐朝末年，火藥已被用於軍事。唐昭宗天佑元年（公元904年）楊行密的軍隊圍攻豫章，部將鄭�б運�糠⒒�苫穡�樟�趁牛��熳呈客換鶼鵲僑氤牽�棺票惶�<；九國志－鄭�Т�>；。這裡所說的飛火，就是火炮、火箭之類。火炮是把火藥製成環狀，把吊線點燃後用拋石機拋擲出去；火箭則是把火藥球縛於箭鏃之下，將吊線點燃後用弓射出。到了宋代，戰爭接連不斷，促進火藥武器的加速發展。北宋政府建立了火藥作坊，先後製造了火藥箭，火炮等以燃燒效能為主的武器和霹靂炮、震天雷等爆炸性較強的武器。硝酸鉀、硫磺、木炭粉末混合而成的火藥被稱為黑火藥或者叫褐色火藥。這種混合物極易燃燒，而且燒起來相當激烈。如果火藥在密閉的容器內燃燒就會發生爆炸。火藥燃燒時能產生大量的氣體（氮氣、二氧化碳）和熱量。原來體積很小的固體的火藥，體積突然膨脹，猛增至幾千倍，這時容器就會爆炸。這就是火藥的爆炸效能。利用火藥燃燒和爆炸的效能可以製造各種各樣的火器。北宋時期使用的那些用途不同的火藥兵器都是利用黑火藥燃燒爆炸的原理製造的。蒺藜火球、毒藥煙球是爆炸威力比較小的火器。到了北宋末年爆炸威力比較大的火器象“霹靂炮”、“震天雷”也出現了。這類火器主要是用於攻堅或守城。公元1126年，李綱守開封時，就是用霹靂炮擊退金兵的圍攻。金與北宋的戰爭使火炮進一步得到改進，震天雷是一種鐵火器，是鐵殼類的爆炸性兵器。元軍攻打金的南京（今河南開封）時金兵守城時就用了這種武器。《金史》對震天雷有這樣的描述：“火藥發作，聲如雷震，熱力達半畝之上，人與牛皮皆碎並無跡，甲鐵皆透”。這樣的描述可能有一點誇張，但是這是對火藥威力的一個真實寫照。這些武器與手榴彈和炸藥包類似，接下來是火槍和火炮，南宋時出現了管狀火器，公元1132年陳規發明了火槍。火槍是
