浮针辨四维一—指南针

指南针是中国古代四大发明之一。

中国是最早发现磁铁的指极性，并且利用它制成指向仪器的国家。早在二千多年以前的战国时期，我们的祖先就发明了一种称为“司南”的磁铁指南仪器。“司”的意思是掌管，司南也就是专门掌管南方的装置。东汉时人王充在《论衡·是应篇》中说：

司南复原图“司南之杓，投之于地，其柢指南。”指出司南的形状像一把勺子，后人认为它是用天然磁石磨制而成。把它放置在一个有 24 个方位刻度的地盘（即罗盘）上，勺把的顶端就会指向南方。据《鬼谷子·谋篇》记载，战国时郑国的人到远方去采玉，随身带有司南，可以避免迷失方向。但用天然磁石制造的司南不容易找出准确的极性，且制造时琢、磨加工也容易失磁，成品率低，加上司南与地盘的接触面大，转动时摩擦阻力大，效果不太好，所以司南还不是一种理想的指向仪器。为了研制理想的指向仪器，人们经过不断地探索，终于发明了人工磁化方法，制造出了指南针。

指南针发明的确切年代，现在已很难予以考定。但可以肯定的是，至迟在 11 世纪中叶以前，指南针已经出现。1041 年成书的看风水书籍《茔原总录》中，有一段关于测定方位的文字，经分析已是使用指南针，并已发现了地球的磁偏角。最早明确记述指南针的文献，当数北宋伟大科学家沈括所著的《梦溪笔谈》（成书于 1090 年前后）。该书中写道：“方家以磁石磨针锋， 则能指南，然常微偏东，不全南也。”这段文字明确指出，指南针是方家（风水先生）所发明的，用的是磁石磨针锋的人工磁化方法制成指南针，常微偏东则是由于地球磁偏角的作用。该书中还记述有当时指南针的 4 种装置方式，即：水浮法，把磁针横贯灯芯草，让它浮于水面上；放于碗唇上；放于指甲上；用丝线拴在磁针中心，悬挂起来。后来人们普遍采用的是水浮法， 在木制罗盘中央挖一圆形水池蓄水，放上贯有灯芯草的磁针，罗盘周边刻有24 个方向，整个装置也叫水罗盘，又称指南浮针。

指南针的最大业绩，是它在航海中的应用，引起了航海技术的重大变革， 开创了一个人类航海活动的新纪元。在此之前，人们航行于茫茫大海中，判定航线，辨别航向，靠的是夜间观测星辰，白天观测太阳。这种观测主要是定性的，难于准确。而在阴天或下雨天时，星星、太阳都观测不到，只能凭藉经验，因此容易迷失航向，偏离航线，甚至发生海难的事故。指南针的出现给航海提供了一件有力的工具，弥补了原有测向技术的缺陷。特别是通过指南针观测可以测定船舶在海中所处的经度，结合天文观测测定纬度，即可确定船舶的方位，这在航海技术中具有极其重要的意义。英国著名科学史家李约瑟博士说，指南针在航海中的应用，是“航海技艺方面的巨大改革”， 它把“原始航海时代推进到终点”，“预示计量航海时代的来临”。这个评价是很中肯的。

指南针大约于北宋末期（11 世纪末）开始在航海中应用。中国宋元时期海外交通事业的繁盛，明初的郑和七次下西洋航海壮举，皆得益于指南针之

助。指南针的外传，特别是传入欧洲，更促成了欧洲近代大航海时代的到来。

（金秋鹏）