大美开封 风雅汴梁：宋代指南针 助力航海事业

宋代指南针复原模型。

宋代水浮法指南针复原模型。

宋代指南鱼复原模型。

宋代使用的指南针方位盘复原模型。资料图片

作为宋代的三大发明之一，指南针曾发挥了推动历史车轮不断向前的重要作用。马克思曾说：“火药、罗盘针、印刷术——这是预兆资产阶级社会到来的三项伟大发明。火药把骑士炸得粉碎，罗盘针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术变成新教的工具，变成科学复兴的手段，变成制造精神发展的必要前提的最强大的推动力。”

中国是世界上公认的发明指南针的国家。

指南针的发明是我国汉族劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。人们普遍认为指南针的始祖就是司南。

远在春秋战国时期，生产力的大力发展，不仅促使农业生产兴盛发达，同时促进了采矿业、冶炼业的发展。在长期的生产实践中，人们逐渐从铁矿石中认识了磁石。《水经注》里记载了一个有趣的故事，说是秦国阿房宫用磁石制成大门，防备有人进宫谋刺暗杀。如有坏人暗披盔甲、暗藏兵器入宫，就会被门吸住并被发现。从这个故事中我们可以看出，古时候，人们就已经开始利用地球上的天然磁体了。而最早的指南针也是用天然磁体做成的，它就是司南。据史料记载，司南的样子像一个汤勺，圆底，可以放在平滑的“地盘”上保持平衡，也可以自由旋转。当它静止的时候，勺柄就会指向南方。当时的著作《韩非子》中就有：“先王立司南以端朝夕。”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。

司南也有许多缺陷，由于天然磁体不容易找到，在加工时容易因打击、受热而失去磁性，因而司南的磁性不是很稳定。此外，它与地盘接触处要非常平滑，否则也会因转动摩擦阻力过大，导致无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量，携带很不方便，这也成为司南没有得到广泛推广和应用的主要原因。

到了宋代，聪明的人们掌握了制造人工磁体的技术，又找到了另外一个可以明方向的工具——指南鱼。指南鱼就是把薄铁片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼能够像船一样漂浮在水面上。然后要对其进行加热，并沿子午线方向淬火使它被磁场磁化。这种人工传磁方法制成的指南鱼使用起来比司南方便多了。人们只要端一碗水，把指南鱼放在水面上，就能准确地辨识方向。

后来，经过长期改进，人们又把钢针在天然磁体上进行摩擦，让钢针有了磁性。这种带有磁性的钢针就是我们常说的指南针。宋代杰出的科学家沈括在他的《梦溪笔谈》中曾提到指南针的四种装置方法，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。其中，水浮法是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。缕悬法就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。指甲法就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲光滑，磁针就和司南一样也能起到指南作用。碗唇法是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样起到指南作用。沈括还分析了四种方法的利弊。他说，水浮法的最大缺点就是水面容易晃动影响测量结果。碗唇法和指甲法，由于摩擦力小，转动虽很灵活，但容易掉落。沈括更喜欢缕悬法，他认为这是比较理想而又切实可行的方法。沈括在研究指南针的过程中，还总结和发现了地磁有偏角存在，指出指南针指示的方向“常微偏东，不全南也”。这是我国对地磁学的伟大贡献。

除了指南针，宋代还有指南鱼和指南龟。南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样，是用木头刻成鱼形，如手指大小，木鱼腹中置入一块天然磁铁，磁铁的S极指向鱼头，用蜡封好后，从鱼口插入一根针，就成为指南鱼。将其浮于水面，鱼头指南。

指南龟是当时流行的一种新装置，将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内，在木龟腹下方挖一光滑小孔，对准并放置在木板顶端尖滑的竹钉上，这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。由于支点处摩擦力很小，木龟可以自由转动指南。当时它并没有用于航海指向，而是用于幻术。

那么，指南针在宋代对人们的生产生活都有什么影响？河南省科技馆馆员张凯告诉记者，指南针作为一种指向仪器，在我国古代军事、生产、地形测量及航海等方面都起到了重要作用。

在经济文化高度繁荣的宋代，指南针最直接的应用就是航海。指南针使人们获得了全天候航行的能力，使人类能在茫茫大海上自由航行。许多新航线被开辟，航程缩短，极大促进了各国人民间的文化交流和贸易往来，海运业迅速发展。可以说，在宋代繁荣的航海事业发展史上，指南针功不可没。

据介绍，我国古代航海业相当发达。秦汉时期，就已经同朝鲜、日本有了海上往来。到隋唐五代，这种交往已经相当频繁。同时，同阿拉伯各国之间的贸易关系也很密切。到了宋代，海上交通得到进一步发展。中国庞大的商船队经常往返于南太平洋和印度洋的航线上。海上交通的迅速发展与指南针在航海上的应用分不开。在指南针用于航海之前，海上航行只能依据日月星辰来定位，一遇阴晦天气，就束手无策。指南针用于航海之后，不论天气阴暗，航向都可辨认。史籍中记载，指南针最早用于航海是在北宋。宋人朱在他的《萍洲可谈》一书中评述了当时广州航海业兴旺的盛况，同时也记述了指南针在航海方面的直接应用。他在书中说道：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”这一记载非常明晰地介绍了指南针在海上航行中发挥的作用，那就是晚上通过看星位确定方向，白天则通过看太阳明方向，而在日月星辰都见不到的日子就用指南针确认方向。随着指南针在海上航行的不断应用，人们对它的依赖也与日俱增，并且有专人看管。 南宋吴自牧在《梦粱录》中写道：“风雨冥晦时，惟凭针盘而行，乃火长掌之，毫厘不敢差误，盖一舟人命所系也。”由此可以看出指南针在航海中的重要地位和作用。

“宋朝时期，中国人首次大规模从事对外贸易，不再主要依靠外国中间商。因而，宋朝时的中国正朝海上强国的方向发展。”美国著名学者斯塔夫理阿诺曾这样评价宋代的航海事业。

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