指南针

指南针，又称罗盘或司南，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。指南针可分为依靠磁力与不依靠磁力两类。依靠磁力的指南针又可再细分为两类：一是根据地球磁场的有极性制作的地磁指南针，但这种指南针指示的南北方向与真正的南北方向不同，存在磁偏角；二是电子指南针，采用磁场传感器的磁阻（MR）技术，可很好地修正磁偏角的问题，现已大量用于卫星定位装置中。至于不依靠磁力的则纯粹依靠器件内部的物理方法指示方向，如指南车或惯性导航系统。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。有一种观点认为中国古代记载的“司南”就是指南针最早形式（战国时韩非子《有度篇》即已出现司南一词）。东汉王充（公元27～约97）《论衡》（明嘉靖版）卷十七是应篇第五十二说“司南之杓，投之于地，其柢指南”，这个记载虽不是最早，但是最早表述清楚的一个。司南具体形式却有很大争议，根据《论衡》以及唐韦肇《瓢赋》中的记载，王振铎判定司南为勺型天然磁石配合地盘，虽有出土汉地盘和河南南阳东汉墓出土石刻司南勺图佐证，但毕竟无完整配合出土。1950年代钱临照试图以天然磁石制做勺形司南，但因天然磁石磁距小、底部摩擦大而未成功。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。其中东北师范大学教授刘秉正在1956年考证出指南鱼是中国人最早地进行人工磁化的应用，同时也对司南是磁性指南工具提出质疑。近些年来他进一步提出《论衡·是应篇》以及《瓢赋》中的司南是天上的北斗， 而其它的文献中的司南或指南有的是指南车如《鬼谷子》记载的司南，有的是行事的准则如《抱朴子·外篇·疾谬》中的指南，还有是指官职如《韩非子》中的记载。2005年中国国家博物馆研究员孙机近根据前北平历史博物馆旧藏残宋本《论衡》认定“司南之杓”杓字实为酌，那么看来“其柢指南”之柢也非指勺柄。根据最新的文献考证表明，司南是北斗的别称，同时司南的其他用法也都与北斗有关。此文通过对北魏·温子升《定国寺碑》中“幽隐长夜，未睹山北之烛；沉迷远路，讵见司南之机。”、梁·吴均《酬萧新浦王洗马诗二首》中的“独对东风酒，谁举指南酌”等唐以前文献的分析，认为这些文献中司南只能解释成北斗，而《论衡》，《瓢赋》中的司南也应是北斗。而元稹《加裴度幽镇两道招抚使制》中的司南应是官职，宋·释正觉《颂古》：“妙握司南造化柄，水云器具在甄陶。”中的司南应是权力，唐·宋暠《獬廌赋》中“守法者仰之以司南，疾恶者投之于有北。”的司南是法律，这些词意都来源于北斗。另外《韩非子·有度》中的司南也应解释成法律，其中的“朝夕”不是方向，而是早晚朝见或君王早晚听政。其他司南引申为定时间（杜甫《咏鸡》中的司南）、指德高望重的人(张九龄《祭张燕公文》)、以及指导准则等意也来源于北斗。此文认为目前司南是磁性指南工具的论据还远不充分。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：.mw-parser-output .templatequote{margin-top:0;overflow:hidden}.mw-parser-output .templatequote .templatequotecite{line-height:1em;text-align:left;padding-left:2em;margin-top:0}.mw-parser-output .templatequote .templatequotecite cite{font-size:small}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。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》：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：元初《事林广记》记载：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。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》：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。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：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》：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°。明朝永乐年间随郑和下西洋的巩珍在《西洋番国志》的《自序》中叙述应用水浮罗盘的情况：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：明代《顺风相送》、《指南正法》、《东西洋考》等文献都有针路记录：明代舟师使用的罗盘，用水浮针，有一定的规矩：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。中国在12世纪已经发明旱罗盘即现代指南针基本形式。经过阿拉伯人有效改进后才传入欧洲。但是欧洲现存关于指南针的记载早于阿拉伯，阿拉伯语中指南针（al-konbas）一词也似源于古意大利语。近来在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“亦是旱罗盘”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，故博学如沈括也未见到，今后尚须考古文物工作者努力。内陆后世旱罗盘则多用于风水罗盘和校时罗盘，如174/l189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。另外，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。