航海技術話春秋－－司南、指南針和針盤

航海技術話春秋－－司南、指南針和針盤

提到中國古老的航海歷史，就不能不介紹一下中國古代的航海技術。的確，漢唐遠航異域、宋代橫渡印度洋、鄭和七下西洋……我們的先人之所以能夠在世界航海舞台上演出了一幕幕威武雄壯的活劇，關鍵之一是掌握了當時先進的航海技術。

司南、指南針和針盤

這是八百多年前，一艘宋朝的海船正在南海破浪而行，準備從廣州前往蘇門答臘島的蘭里做生意。連續幾天，天空總是灰濛濛的，太陽和月亮也不知道躲到哪兒去了，商船的航向究竟對不對呢？船員們不約而同地向船尾處火長（船長）工作的船艙望去。只見火長不慌不忙，低頭瞧了一會兒放在桌子上的小圓盤，然後走出船艙，向後面的舵工下達命令：「船的航向太偏東南了，趕快糾正過來，改向西南航行。」很快地，商船又恢復了計劃的航向。 那麼，火長用來判斷海船航向的「小圓盤」是什麼東西？它就是我國古代的四大發明之一——大名鼎鼎的指南針。說起來，指南針由陸地移到海上，這中間還這中間還有一段曲折的經歷呢。

從宋代再往前追溯一千多年，在我國歷史上的戰國時期，曾有一種叫做「司南」的測向儀器。「司南」是用天然磁石製成的，看上去像一個勺子，把它放到一個光滑的盤子上，勺柄能夠自動指南，當時，人們製作一個「司南」相當不容易。先要找一個整塊的磁石作材料，這塊磁石本身得有指南、指北兩極。加工磁石的時候，既不能用錘、鑿等工具打擊它，也不能用火去燒它，只能夠輕輕地磨製，否則一經「千錘百鍊」，石頭的磁性就會消失得無影無蹤了。這樣看來，琢磨「司南」的工匠還真得要花一番「鐵杵磨成針」的工夫。

可是，費盡心血才做成的「司南」，一到海上卻成了聾子的耳朵——擺設，派不上用場了。為什麼會這樣呢？原來，茫茫的大海總是波浪起伏，無風三尺浪，木船在海上顛簸不定。在這樣的情況下，如果用一個平滑的盤子盛上一個同樣光滑的勺子（為的是減少勺子轉動時的摩擦係數），要讓這個盤子始終保持水平狀態，還要讓上面的勺子固定不這簡直就是「天方夜譚」。所以「司南」始終沒有被搬到船上。

唐宋時期，我國航海業的發展十分迅速。海員們在長期的海上實踐中，飽受迷失方向之苦，迫切需要一種實用的指向儀器。「司南」既然不行，那麼還能不能夠找到一種新的儀器呢？經過長期的摸索和反覆的試驗，人們發明了人工磁化的方法，這是製造指南針的一項關鍵技術，從而為指南針的出現提供了可能。

世界上關於人工磁化的最早記錄，是北宋慶曆四年（1044年）寫成的《武經總要》。在這本書里，提到了人工製造「指南魚」的方法。它是把一個鐵片剪成長約兩寸的魚形，放到炭火里燒紅，然後將熾熱的「魚尾」對準正北方向浸入水中，再取出來，一隻尾巴指向北方的「指南魚」就做成了。用現代的知識來看，這實際上是一種利用強大地磁場的作法。但這種方法取得的磁性比較弱，靈敏度不高，實用價值還不太大。

時隔不久，一種更好的人工磁化方法出現了。北宋大科學家沈括寫的《夢溪筆談》里，介紹了當時的「方家」以天然磁石摩擦鋼針，鋼針「則能指南」。從現在的觀點來看，這是一種利用天然磁石的磁場作用，使鋼針內部的磁力線排列規則化，從而讓鋼針顯示出磁性的辦法。這種辦法操作簡便，鋼針取得的磁性比較強，靈敏度高，它就是我們所說的指南針了。

在《夢溪筆談》里，沈括還試驗了把指南針放在手指甲上、瓷碗邊上，用細蠶絲懸掛到空中及漂在水裡四種安放指南針的辦法。從航海的角度來看，其中最有實用價值的是漂在水裡即「水浮針」法。它的具體操作是，找一小截燈心草，把指南針穿到草的中間，放在水裡，指南針便可以靠著燈心草的浮力漂在水面上了。這樣，不管船舶在大海中如何搖晃，裝在容器中的水面卻總有維持水平的傾向，所以，「水浮針」的指向效果是相當穩定的。

宋代的人們不僅最早發明了指南針，而且還敏銳地發現了指南針的一個「大問題」——它並不是指向正南的。沈括曾對他自己製作的指南針進行過細緻觀察，結果發現指南針「常微偏東」，表明當時已認識到了地磁偏角的存在，這對於提高船舶的導航精度具有重大的意義。1492年，西方著名航海家哥倫布在橫渡大西洋到達「新大陸」時，也有同樣的發現，但這已經比沈括晚四百多年了。

指南針發明之後，很快就被我國的航海者「搬」到了船上。北宋宣和元年（1119年）朱彧撰寫的《萍洲可談》一書，是世界上最早記載利用指南針進行海上導航的書籍。書中提到：「舟師（船長）識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦（陰天）觀指南針。」過了四年，一個名叫徐兢的官員出使高麗，回國後寫了一本《宣和奉使高麗圖經》，其中也談道：「是夜，洋中不可住，惟視星斗前邁，若晦冥，則用指南浮針，以揆南北。」我國先人們留下的這兩條用指南針導航的珍貴記載，要比歐洲和阿拉伯足足早了一百年。

指南針剛「上」船的時候，還僅僅是作為陰天使用的一個輔助性導航儀器，但隨著它在航海實踐中展示出來的優越性，很快就由「配角」上升為「主角」，變成海員們必不可少的主要導航手段了。南宋人趙汝適在《諸蕃志》里寫道：「舟船來往，惟以指南針為則，晝夜守視惟謹，毫釐之差（差別），生死系矣。」從中不難看出，南宋海員們已經對指南針相當依賴了。

海員們對指南針的倚重，還加快了指南針本身的改進和完善。南宋時期，人們又創造出了更先進的水浮式磁羅盤——針盤。當時一個叫吳自牧的人在《夢粱錄》中敘述道：「風雨冥晦，惟針盤而行，乃火長（船長）掌之，毫釐不敢差誤，蓋一船人命所系也。」

「針盤」，是早期羅盤的一種型式。它是由一根水浮針和一個圓形方位盤結合起來而形成的。在方位盤上，中央鑲著水浮針，周邊由12地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）將整個圓周分成12等份，再把天干8字（甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸）和八卦4字（乾、艮、巽、坤）分別填入12地支之間，這樣就構成了每字相差15°的24方位羅盤圖。

在使用「針盤」的過程中，還可以把每兩個字中間的夾縫作為一個方位，例如「未」位表示現代方位210°，「坤」位表示現代方位225°，「坤未」位則可以表示現代方位217°30′。這樣，又構成了每個方位相差7°30′的48方位羅盤圖，分辨精度當然是更高了。大家可能還想像不到，近代號稱「船堅炮利」的西方列強，直到距今100年前，船上使用的羅盤才僅僅被分成32個方位點，每點相隔11°15′，比起我國古代的「針盤」，其方向分辨精度顯然是差得多了。

在科學技術高度發展的今天，海船上已經出現了衛星導航、通訊導航、天文導航等各種各樣新的導航手段。但我國先人發明的指南針技術，卻依舊是每條船上必備的導航手段。有機會的話，你可以到海輪的駕駛台去看一看，在駕駛台的中央，肯定會有一個半人多高、臉盆粗細的銅製圓柱子，它就是船上重要的導航儀器「磁羅經」——一種精密的「指南針」。

參考文獻書籍：

社會科學文獻出版社《航海史話》、百度百科