司南漫谈
司南漫谈作者:陈思璁 编著 开 本:16开 书号ISBN:9787536695177 定价:48.0 出版时间:2008-04-01 出版社:重庆出版社 |
丧葬讲究方位,可追溯到原始社会。在新石器时代,葬者的头部就有了明确的方位感。从出土的灵柩来看,大汶口文化、青莲岗文化是朝东,半坡文化是朝西。风水先生很讲究地形的左右。谢和卿《神宝经》云:“寿乘右接须防翻斗斧头。穴有宜左乘者,乘金也。有宜右接者,印木也。当左而右,当右而左,是斧头翻斗。”又云:“是以左来者,穴居右畔。右来者,坟在左边。”这就是说,砂水朝此而来,应有所回避。左来则右迎,右来则左迎。
住宅朝向也是很早就讲究方位。邹衡《商周考古》说:“殷墟基址的方向,东西向者居多,南北向者较少,与一律南向的后世宫殿有所不同。值得注意的是,有不少的宫殿基址都接近磁针的正方向,即接近正南北或是正东西,说明当时测定方向的技术已经相当进步。”
方位概念发展到今天,我们对方位的认识已经很科学。确定方位的仪器早已不再是作为占卜的仪器,但是指南针和指南技术却不仅没有被淘汰,而是保留和承袭下来,并随着科学的进步,它越来越先进,越精密,应用也就越来越广泛。
指向定位
指南针起源的说法很多,有的说指南车是指南针的起源,有的说司南是指南针的起源。
指南车出现的历史很早,现在已无法做出准确考证。先秦战国时期,人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。它可以指示固定的方向。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极,利用这一性能可以辨别方向。
但是天然磁石容易失去磁性,加之本身的重量,摩擦力较大而导致“指南”不能有效地转动,所以这种称为“司南”的指南针也就没有太大的实用价值。因而,*初的司南只是应用在占卜领域。
到了宋代,劳动人民掌握了制造人工磁体的技术,又制造了指南鱼。指南鱼是把薄铁片剪成鱼形,长二寸(约66毫米)、宽五分(17毫米)。鱼的肚皮部分凹下去。使鱼像船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起,由于磁体的吸力,铁片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了,只要有一碗水,把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进,人们又把铁针在天然磁体上摩擦,铁针也有了磁性。这种经过人工传磁的铁针可以说是正式的指南针了。
指南针除了要确定方向之外,还需要有方位盘相配合。*初使用指南针时,没有固定的方位盘。随着测方位的需要,开始把磁针与分方位的装置组装成一个整体,这是指南针发展史上的又一次飞跃。这时的指南针普及得相当快,很快应用于航海、勘测、军事和较专业的部门。这一发明后来经阿拉伯传入欧洲,对欧洲的航海业乃至整个人类社会的文明进程,都产生了巨大影响。
随后,中国文人学者们从阴阳五行学说出发,结合当时人们对大地形状的认识,提出各种指南针理论,使指南方位产生了历史性的变异。例如,*晚成书于宋代的《管氏地理指蒙》,首先提出如下逻辑:“磁针是铁打磨成的,铁属金,按五行生克说,金生水,而北方属水,因此北方之水是金之子。铁产生于磁石,磁石是受阳气的孕育而产生的,阳气属火,位于南方,因此南方相当于磁针之母。这样,磁针既要眷顾母亲,又要留恋子女,自然就要指向南北方向。”
从近代物理学的观点来看,“管氏理论”完全异想天开,但从事物的属性出发解释其行为,在东西方科学史上都是常用的做法。我国古代阴阳学说昌盛,用阴阳学说阐释指南针指南及“常微偏东”的原理,是再自然不讨的事情。特别是,该理论认为磁石不同端面有不同属性,它们决定磁针的指向,这种说法很容易启发人们发现磁石的两极,并进一步联想到磁极与磁针指向之间的关系,从而为正确认识这一问题找到可能的途径。
沈括发现磁偏角
指南针不但*早为中国发明,并随后演变成罗盘应用于航海事业上。大抵在北宋末南宋初(1180年左右),指南针通过阿拉伯商人传人欧洲。此后,罗盘在世界航海事业上被广泛应用,因此才有15至16世纪欧洲人的世界地理大发现。到了15世纪,由于罗盘制作技术在欧洲的普及,罗盘被广泛地用于海上探险活动。当罗盘的应用越来越广泛时,对磁学的研究也随之有了初步的发展。
这时的罗盘制造者,已懂得应用磁偏角的知识,在方向盘的二十四向中,不仅有子午正针(以磁针确定地磁南北极方向),还有子午丙壬间的缝针(以日影确定地理南北极方向),二者的夹角,就是磁偏角。磁偏角的发现人就是北宋科学家沈括(1031~1095年)。
《梦溪笔谈》是北宋科学家沈括成书于1085年的有关我国古代科学技术的著作,书中谈到磁学和指南针的一些问题。他在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象:“以磁石摩针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理应有异,未深考耳。”这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。从现在的观点来看,磁石都有N和S两个极,磁化时缝衣针针锋的方位不同,则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理,他真实地记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。
《梦溪笔谈》记有装置指南磁针的四种方法:水浮、指甲、碗唇、缕悬。《梦溪笔谈》中记载:“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*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。予家指南、北者皆有之。磁石之指南,犹柏之指西,莫可原其理。”这段文字对磁针罗盘作了清晰的描述。它解说了水浮法、碗唇旋定法、指甲旋定法、缕悬法四种指南针装置方法,还清楚地说明了磁偏角。缕悬法指南针是用丝线拴在磁针中心,悬挂起来的悬定法指南针。到了南宋时,已经发明了有固定支点的旱罗盘。
成书于宣和元年(1119年)朱或的《萍洲可谈》和成书于宣和四年(1122年)徐兢的《宣和奉使高丽图经》都对指南浮针的应用作了具体、细致的报道,说明宋代指南针的使用已很普遍。
指南针传入西方与发展
中国占代磁学在西汉时期有了进一步发展。但在汉、唐时代,指南针多用于迷信的“看风水”活动,到公元11世纪,指南针才开始用在航海上。宋德宗时,曾经南航苏门答腊的朱獜留下过这样的记载“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”这说明,当时已把指南针用于航海。
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