Wie bestimmte nun aber der antike Baumeister die Himmelsrichtung, wenn er dies wollte? Seine Methode geht von der einfachen Tatsache aus, dass die Sonne bei ihrem täglichen Höchststand genau im geographischen Süden steht. Er muss die Schattenlänge eines senkrecht in die Erde gesteckten Stabes beobachten, und zwar ein Längenpaar markieren, das etwa 1-2 Stunden vor und nach dem Höchststand (Mittag) gleich lang ist. Verbindet er die so bestimmten Schattenendpunkte miteinander, hat er die exakte Ost-West-Richtung; senkrecht dazu verläuft die Nord-Süd-Richtung.

Der Schatten weist dabei immer in den Norden. Bereits Vitruv (ca. 55 v. Chr. bis 14 n. Chr.) beschreibt Ende des 1. Jahrhunderts v. Chr. diese Methode genau.

Wer erfand wann den Magnetkompass?

Es muss leider gesagt werden, dass diese Frage noch immer weitgehend ungeklärt ist und sehr kontrovers diskutiert wird. Hier können nur einige Aspekte wiedergegeben werden.

Die Erfindung wird u. a. – mit ziemlicher Sicherheit zu Unrecht – einem Flavio Gioia aus Amalfi zugeschrieben, der jedoch historisch nicht greifbar ist und anscheinend gar nicht gelebt hat. Vermutlich wurde dem Magnetkompass in Amalfi um 1300 lediglich die heute noch übliche Form des Dosenkompasses gegeben, die eigentlichen Entdecker der magnetischen Nadel und ihrer Ausrichtung im Magnetfeld der Erde dürften Chinesen gewesen sein. Aus China ist die Erfindung des magnetisches Löffels im 1. nachchristlichen Jahrhundert bekannt, nach anderen Quellen wurde ein Kompass in China bereits im 4.-3. Jahrhundert v. Chr. beschrieben.

Die in Abbildung 5 gezeigte chinesische Silbermünze 5 Yuan aus dem Jahr 1992 lässt weitere Einzelheiten erkennen. Der Löffel ruht in einer kleinen Mulde, was einerseits sein Ausgleiten verhindert, zum anderen aber nach Füllung der Mulde mit Wasser oder Öl die Reibung vermindert. Die Münze zeigt weiterhin als bedeutsame Erfindung den Kompasswagen. Die Figur auf ihm weist immer in die einmal eingestellte Richtung, gleichgültig, welche und wie viele Kurven der Wagen fährt. Erreicht wird dies durch ein spezielles Getriebe (ähnlich einem Differentialgetriebe), auf dem die Figur ruht. Weiterhin ist oben am Rand eine Magnetnadel zu erkennen. Alle drei Geräte weisen nach Süden. Die Reiter, offensichtlich Soldaten, und die Darstellung der Chinesischen Mauer auf der Rückseite der Münze weisen auf die militärische Bedeutung der dargestellten Erfindungen.

Die Erfindung des Löffelkompasses dürfte auf die zufällige Beobachtung zurückzuführen sein, dass ein aus dem schön schwarzen Mineral Magnetit geschnitzter Löffel sich in der Suppentasse immer in einer bestimmten Richtung orientiert. Die Flüssigkeit wird diesen Vorgang durch Verringerung der Reibung begünstigt haben.

Aus dem Jahr 1040 ist aus China die Beschreibung eines magnetisches Fisches aus permanent magnetisierten Eisen bekannt, der sich auf Wasser schwimmend immer mit dem Kopf nach Süden ausrichtet. Seine Herstellung und Magnetisierung werden genau beschrieben.  Zwischen 1000 und 1250 entstand in China ein Buch, das erst 1325 gedruckt wurde und eine auf einer Nadelspitze ruhende Schildkröte beschreibt, deren aus einer Magnetitnadel bestehender Schwanz nach Süden wies. Die Verwendung des Magnetkompasses für die Navigation auf See wird in China erstmals um 1111-1117 erwähnt. Allerdings stand wohl zunächst die mystisch anmutende Eigenschaft der Südweisung des Kompasses im Vordergrund; sie fand Anwendung beim Weissagen und beim Praktizieren des Fengshui. Ein um 1088 in China verfasstes Buch beschreibt sogar schon die Missweisung des Magnetkompasses.

Insgesamt gesehen ergibt sich also, dass der Magnetkompass eine chinesische Erfindung ist, die im 13. Jahrhundert auf (noch) unbekanntem Weg nach Europa gelangte. Sogar sein Nachteil, die Missweisung, war den Chinesen bekannt.

Es gibt vage Hinweise darauf, dass bereits Plinius d. Ä. (23/24 bis 79 n. Chr.) das Prinzip des Magnetkompasses kannte. In seinem Werk „Naturalis Historia" beschreibt er sehr eingehend die magnetischen Eigenschaften des Eisens und seiner Erze sowie magnetische Berge im Norden und Süden. Dies könnte ein Hinweis sein, dass Plinius um die nord- oder südweisende Eigenschaft des Magneten wusste. Man kann weiterhin annehmen, dass er wegen der militärischen Bedeutung dieses Wissens (er war Kommandant der römischen Flotte von Kap Misenum) zur Geheimhaltung von Einzelheiten verpflichtet war.