天朝盛事 华夏文明之源――指南针

华夏文明之源――指南针

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古代中国人很早就认识到了磁现象。战国时期,人们已经发现了某些天然矿石吸铁和指示南北的规律。因为这些矿石能够把许多铁屑吸附在其上,就象一位母亲慈祥地抚摸着她的儿女,所以当时把这些矿石叫做“慈石”。中国关于慈石的最早记载见于《管子?地数篇》:“(山)上有慈石者,其下有铜金,此山之见荣者也”。而在欧洲,关于磁石和磁石吸铁的最早记载是希腊的泰勒斯,苏格拉底和伊壁鸠鲁,但他们都迟于管仲的时代。

古人利用磁石能够指示南北的特性,制成了最早的指南工具—司南。成书于西元前四世纪的《鬼谷子.谋篇》记载,“郑子取玉,必载司南,为其不惑也”,是说有一个叫郑子的人寻找玉石的时候一定要带上司南来指示方向。西元前三世纪的《韩非子》中,也有与司南相关的记述,“故先王立司南,以端朝夕”。由此可见,司南在战国时代就已经出现并得到了广泛的应用。

汉代仍然沿用司南。王充的著作《论衡?是应篇》记载了汉代司南的形制和使用方法。司南由一把小勺和一个地盘组成。小勺静止时,勺柄指向南方。后人根据该书和地下出土的汉代地盘实物制成了汉代司南模型。小勺是用天然磁体磨成的,勺头底部是半球面,非常光滑,外力拨动勺柄,勺体即以球面顶端为圆心在地盘上旋转。地盘用铜做成,内圆外方,中心圆的圆面也磨得非常光滑,尽量减少勺体与地盘的磨擦以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦,天干,地支和二十八宿,除重合的不计外,共标出了24个方向。当小勺静止时,可以很方便地识别所指示的方向。

到两晋时期,古人在磁现象的应用方面有了长足的进步。人们发现了人工磁化的方法,从而成功制造了指南鱼。有关指南鱼最早的记载是西晋时代崔豹所著的《古今注》。制造人工磁体的方法有两种:一是把铁片剪成鱼形,放在火里烧红,趁热夹出,顺南北方向放置地面,冷却后因受地磁感应而带有了磁性。另一种方法是把钢针在天然磁体上磨擦。因传磁而有了磁性。北宋时期,曾公亮主持编写的《武经总要》中详细介绍了指南鱼的制作方法。

据沈括《梦溪笔谈》记载,北宋时有四种不同装置的针型指南仪,即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。水浮法指南针是把磁针横穿灯草心,放在水碗内,利用灯草的浮力和水的滑动力用磁针来指示南北。缕悬法是把一根磁针用单丝粘住,悬在木架上,针下则安放一个标有方位的圆盘;静止时,钢针就指示南北。指甲法是把一枚磁针放置在大拇指的指甲上,磁针会在光滑的指甲表面旋转而指南北。碗唇法则是把磁针置于碗的边缘。在这四种方法中,缕悬法指针转动灵活,在指导方位上准确性较高。但使用时不能有风,物体不得晃动,有很多限制。而水浮法指南针漂浮水面,能相对保持磁针的水平和稳定,比较实用,正是这种指南针,首先应用于航海事业。

沈活在试验缕悬法指南针时,多次发现磁针并不是指示正南正北,而是微偏西北和东南,从而发现了地磁偏角——地球南北极连线交叉构成的夹角。这是西元1086年的事。这是世界上关于地磁偏角最早记载。西方是在哥伦布横渡大西洋发现新大陆时才观察到地磁偏角,比中国晚了4个多世纪。

南宋时期,中国人开始把磁针与分方位的装置组成一个整体,叫做地螺,或针盘,还有叫子午盘、定盘针、经盘的。宋度宗咸淳十年(西元 1274年)吴自牧著《梦梁录》里面提到:舟船遇“风雨冥晦时,唯凭针盘而行”。最晚到这时,指南针已经发展成罗盘针了。

元朝时期,还造成了立针式的指南工具——指南龟和指南鱼:在木刻的龟、鱼腹部安装磁体,下用立针支撑。到了明嘉靖年间,又出现了旱罗盘。旱罗盘以钉子支在磁针的重心处,并且使指点的摩擦阻力十分小,磁针可以自由转动。由于磁针有了固定支点,就不会象放在水面那样到处游荡。因此旱罗盘比水罗盘更适用于航海。

指南针的发明和运用,大大促进了中国古代航海事业的发展。中国很早就有海上交通。据史籍记载,秦始皇为了寻找仙药,就曾派徐福带领3000童男童女乘大船出海。晋朝时,著名高僧法显曾经走海路到过印度,还写过一本《佛国记》。根据《佛国记》的记载,那时候一只海船大约可以乘坐二百人。

到了唐代,海船有的长达二十丈,可以乘坐六七百人,可见规模之大。当时,中国海船的活动范围,东起广州,西至波斯湾,是南洋各国之间海上运输的重要力量。根据外国人的记载,那时候在波斯湾各口岸停泊的大船,大部分是中国船。

在指南针发明以前,在大海里航行是非常困难的。白天,可以看太阳的方位;夜晚,可以看北极星。但是,一旦阴天下雨,太阳和北极星都看不见,就会产生危险。这个问题直到指南针发明以后才得到解决。中国船队的规模也变得越来越大。

明代中国的航海家郑和曾率庞大船队七下西洋。郑和领导的船队,共有二万七千多人,乘坐大船六十多艘,这些大船称为“宝船”。最大的“宝船”,长四十丈,阔十八丈,是当时海上最大的船只。这些船上有罗盘针和航海图,还有专门测定方位的技术人员。

这支船队到过印度支那半岛、南洋群岛、印度、波斯和阿拉伯的许多地方,最远到过非洲东岸,前后经过三十多个国家。在这样多次大规模的远航中,如果没有构造先进、读数可靠的指南针来指引航路是绝对不可能的。

因此,古代中国不但是世界上最早发明指南针的国家,而且是最早把指南针用在航海事业上的国家。海船从此有了眼睛,人们在海上航行,再也不怕迷失方向了。因为当时人们开辟的航线都是依靠指南针来指引的,所以称为“针路”。

早在北宋时期,中国发明的指南针通过贸易和航海传到了阿拉伯。阿拉伯人又把这个方法传到了欧洲。到了西元十二世纪末、十三世纪初,阿拉伯和欧洲的一些国家,也开始用指南针来航海。

指南针传到欧洲以后,对整个后世产生了不可估量的影响。十五世纪末到十六世纪初,欧洲各国航海家完成了环球航行和地理大发现。他们用来辨别方向的法宝,就是指南针。@

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