華夏文明之源――指南針

2013年09月05日 22:53     評論»

◎田園

【明心網】古代中國人很早就認識到了磁現象。戰國時期,人們已經發現了某些天然礦石吸鐵和指示南北的規律。因為這些礦石能夠把許多鐵屑吸附在其上,就象一位母親慈祥地撫摸著她的兒女,所以當時把這些礦石叫做「慈石」。中國關於慈石的最早記載見於《管子•地數篇》:「(山)上有慈石者,其下有銅金,此山之見榮者也」。而在歐洲,關於磁石和磁石吸鐵的最早記載是希臘的泰勒斯,蘇格拉底和伊壁鳩魯,但他們都遲于管仲的時代。

古人利用磁石能夠指示南北的特性,製成了最早的指南工具—司南。成書于西元前四世紀的《鬼谷子.謀篇》記載,「鄭子取玉,必載司南,為其不惑也」,是說有一個叫鄭子的人尋找玉石的時候一定要帶上司南來指示方向。西元前三世紀的《韓非子》中,也有與司南相關的記述,「故先王立司南,以端朝夕」。由此可見,司南在戰國時代就已經出現並得到了廣泛的應用。

漢代仍然沿用司南。王充的著作《論衡•是應篇》記載了漢代司南的形制和使用方法。司南由一把小勺和一個地盤組成。小勺靜止時,勺柄指向南方。後人根據該書和地下出土的漢代地盤實物製成了漢代司南模型。小勺是用天然磁體磨成的,勺頭底部是半球面,非常光滑,外力撥動勺柄,勺體即以球面頂端為圓心在地盤上旋轉。地盤用銅做成,內圓外方,中心圓的圓面也磨得非常光滑,盡量減少勺體與地盤的磨擦以保證勺體指示方向的準確性。中心圓外圍依次布列八卦,天干,地支和二十八宿,除重合的不計外,共標出了24個方向。當小勺靜止時,可以很方便地識別所指示的方向。

到兩晉時期,古人在磁現象的應用方面有了長足的進步。人們發現了人工磁化的方法,從而成功製造了指南魚。有關指南魚最早的記載是西晉時代崔豹所著的《古今注》。製造人工磁體的方法有兩種:一是把鐵片剪成魚形,放在火里燒紅,趁熱夾出,順南北方向放置地面,冷卻后因受地磁感應而帶有了磁性。另一種方法是把鋼針在天然磁體上磨擦。因傳磁而有了磁性。北宋時期,曾公亮主持編寫的《武經總要》中詳細介紹了指南魚的製作方法。

據沈括《夢溪筆談》記載,北宋時有四種不同裝置的針型指南儀,即水浮法、縷懸法、指甲法和碗唇法。水浮法指南針是把磁針橫穿燈草心,放在水碗內,利用燈草的浮力和水的滑動力用磁針來指示南北。縷懸法是把一根磁針用單絲粘住,懸在木架上,針下則安放一個標有方位的圓盤;靜止時,鋼針就指示南北。指甲法是把一枚磁針放置在大拇指的指甲上,磁針會在光滑的指甲表面旋轉而指南北。碗唇法則是把磁針置於碗的邊緣。在這四種方法中,縷懸法指針轉動靈活,在指導方位上準確性較高。但使用時不能有風,物體不得晃動,有很多限制。而水浮法指南針漂浮水面,能相對保持磁針的水平和穩定,比較實用,正是這種指南針,首先應用於航海事業。

沈活在試驗縷懸法指南針時,多次發現磁針並不是指示正南正北,而是微偏西北和東南,從而發現了地磁偏角——地球南北極連線交叉構成的夾角。這是西元1086年的事。這是世界上關於地磁偏角最早記載。西方是在哥倫布橫渡大西洋發現新大陸時才觀察到地磁偏角,比中國晚了4個多世紀。

南宋時期,中國人開始把磁針與分方位的裝置組成一個整體,叫做地螺,或針盤,還有叫子午盤、定盤針、經盤的。宋度宗咸淳十年(西元 1274年)吳自牧著《夢梁錄》裏面提到:舟船遇「風雨冥晦時,唯憑針盤而行」。最晚到這時,指南針已經發展成羅盤針了。

元朝時期,還造成了立針式的指南工具——指南龜和指南魚:在木刻的龜、魚腹部安裝磁體,下用立針支撐。到了明嘉靖年間,又出現了旱羅盤。旱羅盤以釘子支在磁針的重心處,並且使指點的摩擦阻力十分小,磁針可以自由轉動。由於磁針有了固定支點,就不會象放在水面那樣到處遊盪。因此旱羅盤比水羅盤更適用於航海。

指南針的發明和運用,大大促進了中國古代航海事業的發展。中國很早就有海上交通。據史籍記載,秦始皇為了尋找仙藥,就曾派徐福帶領3000童男童女乘大船出海。晉朝時,著名高僧法顯曾經走海路到過印度,還寫過一本《佛國記》。根據《佛國記》的記載,那時候一隻海船大約可以乘坐二百人。

到了唐代,海船有的長達二十丈,可以乘坐六七百人,可見規模之大。當時,中國海船的活動範圍,東起廣州,西至波斯灣,是南洋各國之間海上運輸的重要力量。根據外國人的記載,那時候在波斯灣各口岸停泊的大船,大部分是中國船。

在指南針發明以前,在大海里航行是非常困難的。白天,可以看太陽的方位;夜晚,可以看北極星。但是,一旦陰天下雨,太陽和北極星都看不見,就會產生危險。這個問題直到指南針發明以後才得到解決。中國船隊的規模也變得越來越大。

明代中國的航海家鄭和曾率龐大船隊七下西洋。鄭和領導的船隊,共有二萬七千多人,乘坐大船六十多艘,這些大船稱為「寶船」。最大的「寶船」,長四十丈,闊十八丈,是當時海上最大的船隻。這些船上有羅盤針和航海圖,還有專門測定方位的技術人員。

這支船隊到過印度支那半島、南洋群島、印度、波斯和阿拉伯的許多地方,最遠到過非洲東岸,前後經過三十多個國家。在這樣多次大規模的遠航中,如果沒有構造先進、讀數可靠的指南針來指引航路是絕對不可能的。

因此,古代中國不但是世界上最早發明指南針的國家,而且是最早把指南針用在航海事業上的國家。海船從此有了眼睛,人們在海上航行,再也不怕迷失方向了。因為當時人們開闢的航線都是依靠指南針來指引的,所以稱為「針路」。

早在北宋時期,中國發明的指南針通過貿易和航海傳到了阿拉伯。阿拉伯人又把這個方法傳到了歐洲。到了西元十二世紀末、十三世紀初,阿拉伯和歐洲的一些國家,也開始用指南針來航海。

指南針傳到歐洲以後,對整個後世產生了不可估量的影響。十五世紀末到十六世紀初,歐洲各國航海家完成了環球航行和地理大發現。他們用來辨別方向的法寶,就是指南針。@

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