陳仲丹

指南針是中國古代四大發(fā)明之一，也是中國對(duì)人類的重大貢獻(xiàn)。指南針和羅盤的發(fā)明有助于確定航船在海洋上的位置，對(duì)世界航海的發(fā)展起了關(guān)鍵作用。

【發(fā)明】

古人發(fā)明指南針的目的是為了確定方位。古人定位，在晴天的白晝可以通過立竿測日影的方法，黑夜則可以觀測星象，若是遇到陰天下雨就不行了，需要采用其它方法。傳說最早指示方向的裝置是指南車。它是指南針的原始樣式，用滑輪、齒輪和繩索制成。車只要開始運(yùn)動(dòng)，車上的木人就會(huì)手指南方，其后“車雖回運(yùn)而手常指南”。

傳說指南車最早的發(fā)明者是5000年前的黃帝，現(xiàn)已不可考。歷史記載，三國時(shí)的魏國人馬鈞曾成功制造指南車，據(jù)說還被當(dāng)作皇帝出行的車駕。指南車能使車上木人的手臂始終指向南方，關(guān)鍵在于巧妙的機(jī)械設(shè)計(jì)：采用平面式差速齒輪裝置，有人稱之為“中國古代的機(jī)器人”。這種車并未安裝磁石，它有兩個(gè)很大的車輪，配以彎曲、修長的獨(dú)臂式車轅，齒輪系統(tǒng)安裝在車底盤上方正中，司南仙人站在車廂中間的天柱盤上。至于它是否真的有指南功能，至今尚難以確定。

大約在戰(zhàn)國時(shí)期，中國人發(fā)明了真正的指南針。它用天然磁石制成，樣子像個(gè)勺，底圓，可以在平滑的“地盤”上自由旋轉(zhuǎn)，等它靜止時(shí)，勺柄會(huì)指向南方，古人稱之為“司南”。據(jù)史書記載，戰(zhàn)國時(shí)有個(gè)叫鄭子的人到遠(yuǎn)處山里去采玉，為了不迷路，就在車上裝上司南以辨別方向。

漢代，人們?cè)谒灸系摹暗乇P”四周刻出24個(gè)方位，用以幫助指認(rèn)準(zhǔn)確方向。這實(shí)際是利用磁鐵在地球磁場中南北指極的特點(diǎn)制成的一種指向儀器。后來經(jīng)過長期實(shí)踐，人們發(fā)明了性能更好的指南儀器。一種是指南魚，將人工磁化的魚形薄鐵片浮于水碗內(nèi)，用來指向，魚頭指向南方，魚尾指向北方。還有一種是以天然磁石摩擦鋼針，這種磁化鋼針的磁性大，效果好，因而得到廣泛應(yīng)用。為了讓磁針自由旋轉(zhuǎn)，達(dá)到指南目的，古人還嘗試了幾種辦法：一是將磁針?biāo)┰诮z線上，等待磁針停止轉(zhuǎn)動(dòng)便可指出方位；二是將磁針用樞軸支撐在盤上旋轉(zhuǎn)。

如果將指南的磁針放在圓形方位盤里制成羅盤，使用起來就更加方便。最早出現(xiàn)的羅盤是北宋的水羅盤，將磁針穿在燈芯草里，浮在水面上定向。南宋時(shí)又出現(xiàn)了用釘子支撐磁針的旱羅盤。1985年5月，在江西臨川縣窯背山發(fā)現(xiàn)了南宋知軍朱濟(jì)南的墓，墓中出土了一批素?zé)少福渲杏袃勺鹋c羅盤有關(guān)。這種俑一手托抱著帶有指針的大羅盤，針中部為棱形，中有小坑，針兩側(cè)呈長條狀，作上下指向，上指者針端為矛頭狀，整個(gè)指針位置居于羅盤中央，針端與羅盤相接。這顯然是不盛水、可傾斜手持的旱羅盤。這個(gè)瓷俑的底座寫有“張仙人”三字，也許“張仙人”就是使用者。

【應(yīng)用】

指南針和羅盤發(fā)明后，被廣泛地用于軍事、生產(chǎn)、生活和航海各個(gè)方面，甚至歷代的風(fēng)水先生也都人手一個(gè)羅盤?？达L(fēng)水的堪輿術(shù)在中國歷史悠久，它主要幫助人們?cè)诮ㄔ旆课荨⒛沟貢r(shí)選擇地形、方位和時(shí)日。古人特別重視風(fēng)水寶地，其間，迷信與科學(xué)的內(nèi)容混雜在一起。

由于古徽州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和徽州人對(duì)風(fēng)水的崇尚，安徽休寧的萬安鎮(zhèn)至今仍是傳統(tǒng)手工羅盤的制作中心。萬安的風(fēng)水師在徽州大地上察看山形水脈時(shí)，手中握著的最重要工具就是羅盤。今天的萬安街頭還有不少制作并銷售羅盤的店鋪，羅盤的價(jià)值已不限于判測風(fēng)水的實(shí)用功能，更在于作為工藝品的審美功能。

秦漢時(shí)期，中國就已與朝鮮、日本等鄰國有了海上往來，隋唐時(shí)期又與阿拉伯各國開展了海上貿(mào)易。但當(dāng)時(shí)都只靠日月星辰確定航向，一旦天陰便束手無策。

宋代以后，中國的海上交通迅速發(fā)展，常常派出龐大的船隊(duì)往返于太平洋和印度洋上。這一突飛猛進(jìn)的變化與羅盤的廣泛使用有關(guān)。北宋的《萍州可談》中記述：“舟師認(rèn)地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針?！?/p>

到了元代，無論天氣陰晴，人們都用指南針導(dǎo)航，而且海上航行還使用羅盤針路。羅盤針路是根據(jù)航海實(shí)踐中的記錄，把每到一地的針位連接起來，標(biāo)注在海圖上。這就使一路的航線一目了然，提高了航海的準(zhǔn)確性和可靠性。明代的《鄭和航海圖》自起航的南京繪圖，一直延伸到東非沿岸，航圖上記載了500多個(gè)地名，并繪有針路。這反映出在航海技術(shù)中，指南針已由簡單測向發(fā)展到以之標(biāo)出航線的階段。據(jù)明代學(xué)者黃省的《西洋朝貢占城國》記載：“海行之法，以錄六十里為更，以托避礁淺，以針位取海道?！比藗兏鶕?jù)以往的航海記錄、航道的具體情況，如海水的深淺，沙灘、暗礁、水草、沙洲、巖石的位置，靠羅盤指示航向，繪出具體的航海圖。

在遠(yuǎn)洋航船上通常還會(huì)指定專人在“針房”里觀察羅盤，這些人被稱為“火長”。因?yàn)椤盎痖L”技術(shù)水平的高低關(guān)系到全船人的生命安全，因而人選要求相當(dāng)高，一般“選取駕船民艄中有經(jīng)慣下海者”。南宋人吳自牧在《夢粱錄》中寫道：“風(fēng)雨晦冥時(shí)，惟憑針盤而行，乃火長掌之，毫厘不敢誤，蓋一舟人命所系也?！闭强恐改厢樅土_盤在技術(shù)上提供的保障，才出現(xiàn)了明代鄭和七下西洋的大規(guī)模遠(yuǎn)航，也才保證了哥倫布的遠(yuǎn)航美洲和麥哲倫的環(huán)球航行。英國科技史專家李約瑟認(rèn)為，正是靠指南針在航海上的應(yīng)用，歐洲國家才得以開辟新航路，進(jìn)而把影響擴(kuò)大到世界范圍。

【西傳】

中國指南針大約在1180年左右經(jīng)海路傳入阿拉伯，接著又由阿拉伯傳到歐洲。1230年，阿拉伯人默罕默德·奧菲在《故事總匯》中，記述了一個(gè)在航海中憑一條用磁石擦過的魚找到航路的故事。這條用磁石擦過的魚，實(shí)際就是中國人發(fā)明的指南魚。大約一個(gè)多世紀(jì)后，歐洲人開始在航海中采用指南針。有人認(rèn)為，意大利南部阿馬爾菲的法比奧·喬亞在1302年將磁針和方位盤合在一起，發(fā)明了航海用的指南針，但更多人認(rèn)為他只是改良了中國的指南針。那時(shí)，西方的指南針被固定在一個(gè)分為32個(gè)方位的木頭羅盤上。

在幾個(gè)世紀(jì)的航海實(shí)踐中，西方人不斷改進(jìn)羅盤。由于使用羅盤，繪制的海圖精度也大大提高。在指南針傳入前，歐洲的航海圖大多是根據(jù)公元2世紀(jì)希臘學(xué)者托勒密的地理著作繪制的，錯(cuò)誤很多。后來有了比較精確的海圖，人們就可以更準(zhǔn)確地計(jì)算船舶航海的日程和航海位置。這時(shí)的海圖上會(huì)標(biāo)出港口和海岸線的形狀，海洋的部分還描繪有多個(gè)指南針。這些指南針被稱為“指南玫瑰”——指南針被描繪為玫瑰的樣子作為裝飾。

19世紀(jì)初，隨著蒸汽船的出現(xiàn)，輪機(jī)的強(qiáng)烈震動(dòng)以及金屬船體的磁場干擾，使得羅盤一度失靈。后經(jīng)過不斷嘗試，又制成了一種液體羅盤，在羅盤內(nèi)注滿水和酒精的混合液體，可以大大減少外界震動(dòng)對(duì)磁針的影響，保持盤面穩(wěn)定。1876年，改進(jìn)后的湯姆遜羅盤問世，被當(dāng)時(shí)大多數(shù)商船采用。這種羅盤的指針呈尖頭圓柱形，用絲線吊掛在薄紙制成的方位標(biāo)上。一戰(zhàn)后，新的陀螺羅盤逐漸取代了各種舊羅盤。

今天的輪船上一般仍裝備一個(gè)傳統(tǒng)羅盤，但真正的導(dǎo)航不用它。因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)有無線電導(dǎo)航、雷達(dá)導(dǎo)航和衛(wèi)星導(dǎo)航，精度已準(zhǔn)確到米。但尋根溯源，歷史上曾為無數(shù)船只指路的古老羅盤仍功不可沒。