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文/慧心引力佳
編輯/慧心引力佳
現代的我們如果出差或旅行,無論徒步還是駕車,導航一定是必備的,可以說沒有導航簡直就是寸步難行。
可古代人遇到這種情況該怎麼辦呢?這當然還要得益於我們的指南針,指南針可是我們中國古代的四大發明之一,它的影響力可謂是遍及全世界。
指南針的起源
指南針起源於戰國時期,最早名「司南」,這一名稱明確地道出了它的指極性,司南是所有指南針的始祖。
《韓非子·有度》記載,「先王立司南以端朝夕」,「端朝夕」是正四方的意思「朝夕」是指方向,而不是時間。當時的司南是用天然磁石製作的,外形像勺,圓底,置於刻有方位的「地盤」上,「其祗指南」。
這是人們在長期使用磁石的過程中,對磁體指極性認識的實際應用。王振鐸先生考證了古籍中的有關記載,成功將司南復原.
「磁石」一詞從《呂氏春秋》高誘注而來,「石鐵之母也。以有慈石,故能引其子。石之不慈者,亦不能引也」。
陳元龍《格物鏡源》引《事物紺珠》云:「磁,慈也,有鐵處則生。吸鐵針鐵物,若慈母戀嬰兒也。」古籍中的「慈」即「磁」。
磁石的在生活的作用
磁石被發現後,在醫療、安全保衛、勘探風水等方面相繼得到了廣泛應用,宋代之後還用於引導航行。
《神農本草本經》將其作為內服藥,「慈石味辛寒,主周瘁風濕,肢節中痛」,能「除大熱煩滿及耳聾」。
舊傳《神農本草本經》系神農氏所作,事實上它的成書時間應該更晚些,另在《方術本草》《名醫別錄》《扁鵲傳》《本草綱目》等書中都有類似記載。
《名醫別錄》還說磁石能「養腎藏、強骨氣,益精除煩,通關節,消癰腫、鼠瘺、頸核、喉痛、小兒驚癇。煉水飲之,亦令人子」。
有些書說磁石可製成「五石散」,有滋補強身功能,磁石也可作外用或意外事故用藥,如小兒誤吞針、錢等器物後服用磁石進行救治。
《聖惠方》《本草綱目》《直指方》等載,磁石還可激發肌肉收縮,將磁石磨粉外敷可治療「大腸脫肛」「子宮不收」,或潰瘍、療腫等,《物理小識》《格致鏡源》等書雲,磁石有養生保健作用。
據《三輔舊事》中記載,「阿房宮以磁石為門」;《舊唐書》記載,「甲午,肅宗送寧國公主至咸陽磁石門驛」,皇宮之所以以磁石為門,是為了阻止身披盔甲、身藏兵器的武士進入宮門。
荊軻當年刺秦王時,若走進的是磁門,必難以通過,也就不會有「圖窮匕首見」行刺秦王的事了。
我國古代戰爭中,有時也利用磁石吸鐵的原理來對付敵人的進攻,如《晉書·馬隆傳》記,「夾道累磁石,賊負鐵鎧,行不得前」,用磁石卻敵,與磁石門防敵的原理一樣。
勘查風水又稱為相地、相宅、青烏術、堪輿等。中國古代從帝王到臣民都分重視陽宅和陰宅的位置與地形的選擇,認為這關係到子孫後代的禍福吉凶,指南針發明後,在風水勘查中得到重用,並受到許多人的信賴。
宋代之後指南針被搬上船,由此推動了航海業的蓬勃發展,在指南針上船之前,航行中僅依靠天象識別方向。
《淮南子》曾記有一次預謀害人之事,「人性慾平,嗜欲害之」,結果「夫乘舟而惑者,不知東西,見斗極而悟矣」。
航行中常不知東西方向,直到望見北斗星方悟,如果遇到陰雨天,則無法觀星斗辨方向,可見,指南針在航行中的作用是何等重要。
把指南針搬上船
如何將指南針搬上船,需先解決兩大難題:一是天然磁石的磁性不高,指極性能不強;二是因船隻尤其是海船的顛簸,前述司南無法正常使用,這兩個難題在宋代都有了初步的解決。
首先需要加強天然磁石的磁性,使其更加可靠,經過加工處理,反覆試驗,這一難題獲初步解決。
指南針在船上的裝置方法有六種,可想而知,當時民間手工業機械也多作嘗試,這反映出人們對指南針搬上船的迫切願望。
鑒於指南針的重要性,古籍記載的這六種方法已由學者復原,首先是指南魚法,將指南針藏於木刻的魚腹中。
《事林廣記》記述:「以木刻魚子,如母指大,開腹一竅,陷好磁石一塊子,卻以騰填滿,用針一半僉從魚子口中鉤入,令沒放水中,自然指南,以手撥轉,又復如出。」
此法確能指南,但難免在水中搖蕩不停,不利於觀察,另外此法與《武經總要》所記有異。
第二種方法名為水浮法,《夢溪筆談》當中關於水浮法的記載極為簡略,只說「水浮多盪搖」,之後有學者將書中的水浮法復原。
具體做法是將指南針穿入燈芯草之類的極輕軟的物質內,並將其放入水中。指南針依靠燈芯草的浮力浮在水面。這個方法也存在水面搖蕩不停的缺點.。
還有指甲法,該法將指南針放在指甲上,因為指南針與指甲間的摩擦阻力和摩擦阻力矩都很小,所以指南針可以轉動自如,其缺點如《夢溪筆談》所言,「堅滑易墜」。
《夢溪筆談》中介紹的第四種方法是碗唇法,這一方法是將指南針放在碗唇上,見圖,此方法的缺點與前述幾種大體相同,同樣也是「堅滑易墜」。
《事林廣記》記述了指南龜法,「以木刻龜子一個」,在尾邊「用小板子上安以竹釘子,如尾大,龜腹下微陷一穴,安釘子上撥轉常指北,須是釘尾後」。
王振鐸按照《事林廣記》記載,對指南龜進行了復原,復原的指南龜的橫截面圖,從圖中可明確看出,指南針(磁石棒)放置在竹製尖頂上。
但這種結構必然會使得指南龜的重心過高,致使放置不穩甚至容易脫落,似可改為在指南龜的下方放置兩根磁石棒,令其放置較穩。
但這种放置或引起兩根磁石棒相互干擾,影響其指南的正確性,因此兩根磁石棒間應保持一定的距離,或可採取其他結構形式。
水運事業迎來大發展
指南針自宋代搬上船後,很快就在水運中得到廣泛應用,解決了船隻在茫茫大海中航行時無法辨別方向的難題。
之後宋代徐兢奉使高麗,將見聞撰寫成《宜和奉使高麗圖經》,其中記述:「惟視星斗前邁,若晦冥則用指南浮針,以揆南北。」
到了元代,無論陰晴晝夜,船隻都用指南針導航,伴隨着指南針在航行中的普遍使用,相應出現了一些用羅盤(指南浮針)指示海路航線的著作。
這彰顯出指南針在航海中的重要作用和地位,這些著作也是指南針製作技術和使用技巧臻於成熟的反映。
指南針是中國對人類文明進步的重大貢獻之一,它為日後鄭和完成下西洋的壯舉打下了基礎,直接促進了海上絲綢之路的開闢。