指南针,又称罗盘罗经司南指北针,是一种用于指示方向的工具,广泛应用于各种方向判读,譬如航海野外探险、城市道路、地图阅读等领域。

现代的军用罗盘
一个平板式指南针,透明胶底板的设计方便于放在地图之上量度方位,距离和划线,指向针常在指向北方的一端漆上红颜色标记。
王振铎所假想的司南模型,因无出土实物佐证,已不再展出
一枚在只上的平镶式指南针
作战用透镜式指南针
野外定向专用的姆指式指南针(左)

指南针又称指北针,因为当代指向针常在指向北方的一端漆上颜色标记,以便使用者寻找北方。

越是靠近两极地区,指南针就越没办法发挥功效:在北极点时,地表上的任何方向都可以被视为南方;在南极点时,地表上的任何方向都可以被视为北方。

历史

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天然磁石

已知最早提到磁石磁性特性的文献之一出现在公元前6世纪,由希腊哲学家泰勒斯(Thales of Miletus)提及,[1] 他被古希腊人认为发现了磁石吸引铁和其他磁石的特性。[2]磁铁”这个名称可能来源于在小亚细亚马格尼西亚(Magnesia)发现的磁石。[3] 古印度中的医学著作《善论》(Sushruta Samhita)描述了用磁石的磁性从人体中取出嵌入的箭头。[来源请求]

中国最早提到磁性的文献出现在公元前4世纪的《鬼谷子》中。[4] 公元前2世纪的《吕氏春秋》明确指出“磁石能使来,或引之”。[5][6]

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人工指南针

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汉代磁石指南模型

一些说法认为古代汉代中国最早的罗盘是用磁石制成的,这是一种天然磁化的铁矿石。[7][8] 最早提到磁针吸引力的文献是公元20至100年间的《论衡》:“磁石引针”。[9] 在公元前2世纪,中国风水家尝试用磁石制作“指南勺”进行占卜。当指南勺放在光滑的青铜板上时,它总是会旋转到南北轴线。[10][11][12] 虽然这被证明是可行的,但考古学家尚未在汉墓中发现由磁铁矿制成的实际指南勺。[13]

湿罗盘在公元4世纪传入南印度[14][15] 后来的罗盘由铁针制成,通过用磁石敲击磁化。这种罗盘在宋代,由沈括在《梦溪笔谈》中描述,于1088年在中国出现。[16] 干罗盘大约在1300年开始出现在中世纪欧洲伊斯兰世界[17][18] 到20世纪初,液体填充磁罗盘取代了这些干罗盘。[19]

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司南

司南一词最早出现于战国韩非子有度篇。但“司南”一词含义、功能与造型,由于缺乏直接实际文物,依不同文献与考古论证,各方有着“指南说”、“北斗七星说”、“官职说”等主张与争议。

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指南说

认为“司南”一词等同指南针的,以东汉王充论衡·是应篇》“司南之杓,投之于地,其柢指南”为据;并依《论衡》以及唐韦肇《瓢赋》的记载,王振铎认为司南为勺型的天然磁石配合地盘底座[20]

将司南理解为“磁勺”从古文献考证及实验方面在学术界一直存有异议。虽有河南南阳东汉墓出土“司南勺图”描绘勺形司南,至今尚无实物出土,加上1950年代钱临照试图以天然磁石复原勺形司南,亦未能成功[21]

其中东北师范大学刘秉正教授于1956年考证出“指南鱼”是中国人最早地进行人工磁化的应用,对“司南是磁性指南工具”提出质疑[22]。2005年中国国家博物馆研究员孙机根据国博藏品《论衡》(宋残本) 认定“司南之杓”的“杓”实为“酌”字[23]。故“其柢指南”实际亦非汤勺而是“斗杓[24][25]

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北斗七星说

刘秉正近年提出《论衡》及《瓢赋》中的“司南”为北斗七星之意。故延伸出《鬼谷子》为指南车之意、《抱朴子·外篇·疾谬》为行事准则之意、《韩非子》为官职法律君王听政之意、杜甫《咏鸡》为时间之意[26]

以“司南”借代北斗七星常见于古文中:北魏温子升《定国寺碑》[注 1]吴均的《酬萧新浦王洗马诗二首》[注 2]中的“司南”释义均为“北斗七星”。其他古文中的“司南”更有不同含义:包括元稹《加裴度幽镇两道招抚使制》[注 3]中的司南意指官职、宋·释正觉《颂古》[注 4]中的司南代表权力、唐·宋暠《獬廌赋》[注 5]的司南则为法律之意、而张九龄《祭张燕公文》中的“司南”则象征德高望重之人

由于论据远不充分,故“司南”实际多用于借代北斗七星,而非磁性指南工具[27]

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2 sources

指南鱼

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《武经总要》指南鱼

曾公亮成书于1044年的《武经总要》前集卷十五中有关于水浮指南鱼的记载:

若遇天景曀霾,夜色螟黑,又不能辨方向,则当纵老马前行,令识道路,或出指南车或指南鱼以辨所向。指南车法世不传。鱼法以薄铁叶剪裁,长二寸、阔五分,首尾锐如鱼形,置炭火中烧之,候通赤,以铁钤钤鱼首出火,以尾正对子位,蘸水盆中,没尾数分则止,以密器收之。用时,置水碗于无风处,平放鱼在水而令浮,其首常南向午也。

李约瑟指出,铁皮从高于居里点(600℃-700℃)的温度急速降温,就会被地磁场磁化成为磁铁。这种利用地磁场制作磁铁的方法,虽然磁性较弱,但具有不需天然磁铁的优点[28]。上文中的“道路”、“指南鱼以辨所向”等字句,说明指南针在1044年已经用于陆路交通了。

世界上最早的关于用天然磁石磨钢针的方法造磁针,以及人造磁针指南的记载,出现在北宋沈括梦溪笔谈[29]

方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。水浮多荡摇。指爪及碗唇上皆可为之,运转尤速,但坚滑易坠,不若缕悬为最善。其法取新纩中独茧缕,以芥子许蜡,缀于针腰,无风处悬之,则针常指南。其中有磨而指北者。余家指南、北者皆有之。

其中记载:

  • 方家用磁石磨针锋,制造指南针。
  • 四种支撑磁针的方法:水浮(水磁针)、放在指甲上、放在碗边,用一根蚕丝悬挂磁针(旱磁针)。
  • 磁偏角现象。
  • 亦有人制造指北针
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旱罗盘

旱罗盘即现代指南针基本形式,为水平安装或悬挂的磁针,相对水浮罗盘,更便于航海上使用。

指南针经阿拉伯人有效改进后传入欧洲,此后欧洲的指南针技术开始发展并回传阿拉伯,阿拉伯语中指南针(al-konbas)一词也似源于古意大利语。欧洲现存关于旱罗盘的记载为于1269年,法国学者Petrus Peregrinus著作Epistola de magnete描述了航海使用的旱罗盘[30]

近年考古发现中国或在12世纪已经出现旱罗盘,江西临川一座葬于公元1198年的宋墓里发现一俑(标写“张仙人”),手持一似风水罗盘或旱罗盘物,有观点认为旱罗盘中国也可能早于西方使用,但可能先发明于江南沿海(如泉、广)一带应用。内陆后世旱罗盘则多用于风水罗盘和校时罗盘,如曾三异《同话录》“地螺,或有子午正针,或用子午丙壬间缝针。天地南北之正,当用于午。”“地螺”可能是一种校时罗盘,主要用途是校时。但在欧洲的旱罗盘传入中国前,旱罗盘并未于中国航海上有所使用。

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能使指针相反的永福磁石[31]

元初《事林广记》记载[32]

以木刻鱼子,如拇指大,陷好磁石一块子,却以蜡填满,用针一半佥从鱼子口中钩入,令没水中,自然指南。以手拨转,又复如此。以木刻龟子一个,一如前发制造,但于尾边敲针入去,用小板子,上安以竹钉子,如箸尾大,龟腹下微陷一穴,安钉子上,拨转常指北。

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宋,元,明航海罗盘的运用

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郑和航海图五针路

最早见于航海用途的指南针记载于北宋朱彧撰写的《萍洲可谈[33]

舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针,或以十丈绳钩,取海底泥嗅之,便知所至。海中无雨,凡有雨则近山矣。……

《萍洲可谈》成书于1111年-1117年间,但所叙述的是1086年的事[34]。这比Alexander Neckam可能写于1190年的《论器具(De naturis rerum)》中说法:航海时“白天云遮太阳,或夜间黑暗不辨方向时,使用磁铁摩擦铁针,针停时指南北,”早约一个世纪。与英国几乎同时法国和稍晚一点的意大利也有了首次指南针的记载。

1123年宋朝派遣使臣取海路出使朝鲜,《宣和奉使高丽图经》记载用水浮指南针导航[35]

是夜洋中不可住,维观星斗前迈。 若晦冥,则用指南浮针, 以揆南北。

宋代的航海指南针,除“南北”,还未见有其他方位,如:东、西、西北等方向。

四十八方位罗盘用于航海的文献纪录,最早见于元代周达观真腊风土记[36]》:

自温州开洋,行丁未针。历闽、广海外诸州港口,过七洲洋,经交趾洋到占城。又自占城顺风可半月到真蒲。又自真蒲行坤申针,过昆仑洋入港。

其中丁未针= 202.5°、坤申针= 232.5°[37]

明朝永乐年间随郑和下西洋巩珍在《西洋番国志》的《自序》中叙述应用水浮罗盘的情况[38]

往还三年,经济大海,绵邈弥茫,水天连接,四望迥然,绝无纤翳之隐蔽。惟日月升坠,以辨西东,星头高低,度量远近。斫木为盘,书刻干支之字,浮针于水,指向行舟。

郑和航海图》中纪录109道航海针路。例如:

  • 太仓港口开船,用丹乙针,一更,船平吴淞江。用乙卯针,一更,船到南汇嘴。平招宝”。(郑和航海图五)
  • 苏门答腊开船,用干戌针,十二更,船平龙涎屿。四十更,船又用辛酉针。五十更,船见锡兰山”;(郑和航海图十八 干戌= 307.5° ,辛酉= 277.5°)
  • 官溜屿用庚酉针,船收木骨都束”。(郑和航海图二十。庚酉= 262.5°)

明代《顺风相送》、《指南正法》、《东西洋考》等文献都有针路记录:

  • 广东磨六甲:南亭门放洋,用坤未针 (217.5°)五更船取乌头山。用单坤针(西南 225°)十三更取七洲洋。坤未 (217.5°)针 七更船平独猪山。……干亥 (322.5°)针五更船平昆宋屿,单亥针(330°)五更船取前屿,干(315°)针五更取五屿;沿山使取磨六甲。[39]
  • 台湾日本大港出。东南风可用丁未 (202.5°)及单未 (210°)过茄老湾线。南到青水乌水干,可牵舵及用壬(345°)及壬子(352.5°),转变取澎湖东过。[40]
  • 七洲洋用坤未针,三更取铜鼓山。[41]

明代舟师使用的罗盘,用水浮针,有一定的规矩[42]

取水下针,务要阳水,不取阴水”,“安罗经,下指南(针),须从干宫下”。下针之前,舟师必须诵读《地罗经下针神文》,拜周公圣人,李淳风仙师,定针童子、转针神郎、换水神君、下针力士、走针神兵、罗经坐向守护尊神、护国庇民妙灵昭应明著天妃等神灵,祈求“今日良辰下针,青龙下海永无灾。

近来曾在青岛和海南发现明代瓷质水浮指南针,尺寸大至为:最大外径9.5厘米;上有盛水同心圆孔径4.4厘米,孔深2.3厘米,外围青花釉绘刻度,底座、四壁厚实坚固,估计是去水收藏,用时加水。现代液体罗盘基本原理类似,不过改进采用了密封技术。

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现代指南针

现代的指南针变得十分多样化,有很多不同的款式。

参考文献

注释

研究书目

外部链接

参见

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