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文/慧心引力佳
编辑/慧心引力佳
现代的我们如果出差或旅行,无论徒步还是驾车,导航一定是必备的,可以说没有导航简直就是寸步难行。
可古代人遇到这种情况该怎么办呢?这当然还要得益于我们的指南针,指南针可是我们中国古代的四大发明之一,它的影响力可谓是遍及全世界。
指南针的起源
指南针起源于战国时期,最早名“司南”,这一名称明确地道出了它的指极性,司南是所有指南针的始祖。
《韩非子·有度》记载,“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,而不是时间。当时的司南是用天然磁石制作的,外形像勺,圆底,置于刻有方位的“地盘”上,“其祗指南”。
这是人们在长期使用磁石的过程中,对磁体指极性认识的实际应用。王振铎先生考证了古籍中的有关记载,成功将司南复原.
“磁石”一词从《吕氏春秋》高诱注而来,“石铁之母也。以有慈石,故能引其子。石之不慈者,亦不能引也”。
陈元龙《格物镜源》引《事物绀珠》云:“磁,慈也,有铁处则生。吸铁针铁物,若慈母恋婴儿也。”古籍中的“慈”即“磁”。
磁石的在生活的作用
磁石被发现后,在医疗、安全保卫、勘探风水等方面相继得到了广泛应用,宋代之后还用于引导航行。
《神农本草本经》将其作为内服药,“慈石味辛寒,主周瘁风湿,肢节中痛”,能“除大热烦满及耳聋”。
旧传《神农本草本经》系神农氏所作,事实上它的成书时间应该更晚些,另在《方术本草》《名医别录》《扁鹊传》《本草纲目》等书中都有类似记载。
《名医别录》还说磁石能“养肾藏、强骨气,益精除烦,通关节,消痈肿、鼠瘘、颈核、喉痛、小儿惊痫。炼水饮之,亦令人子”。
有些书说磁石可制成“五石散”,有滋补强身功能,磁石也可作外用或意外事故用药,如小儿误吞针、钱等器物后服用磁石进行救治。
《圣惠方》《本草纲目》《直指方》等载,磁石还可激发肌肉收缩,将磁石磨粉外敷可治疗“大肠脱肛”“子宫不收”,或溃疡、疗肿等,《物理小识》《格致镜源》等书云,磁石有养生保健作用。
据《三辅旧事》中记载,“阿房宫以磁石为门”;《旧唐书》记载,“甲午,肃宗送宁国公主至咸阳磁石门驿”,皇宫之所以以磁石为门,是为了阻止身披盔甲、身藏兵器的武士进入宫门。
荆轲当年刺秦王时,若走进的是磁门,必难以通过,也就不会有“图穷匕首见”行刺秦王的事了。
我国古代战争中,有时也利用磁石吸铁的原理来对付敌人的进攻,如《晋书·马隆传》记,“夹道累磁石,贼负铁铠,行不得前”,用磁石却敌,与磁石门防敌的原理一样。
勘查风水又称为相地、相宅、青乌术、堪舆等。中国古代从帝王到臣民都分重视阳宅和阴宅的位置与地形的选择,认为这关系到子孙后代的祸福吉凶,指南针发明后,在风水勘查中得到重用,并受到许多人的信赖。
宋代之后指南针被搬上船,由此推动了航海业的蓬勃发展,在指南针上船之前,航行中仅依靠天象识别方向。
《淮南子》曾记有一次预谋害人之事,“人性欲平,嗜欲害之”,结果“夫乘舟而惑者,不知东西,见斗极而悟矣”。
航行中常不知东西方向,直到望见北斗星方悟,如果遇到阴雨天,则无法观星斗辨方向,可见,指南针在航行中的作用是何等重要。
把指南针搬上船
如何将指南针搬上船,需先解决两大难题:一是天然磁石的磁性不高,指极性能不强;二是因船只尤其是海船的颠簸,前述司南无法正常使用,这两个难题在宋代都有了初步的解决。
首先需要加强天然磁石的磁性,使其更加可靠,经过加工处理,反复试验,这一难题获初步解决。
指南针在船上的装置方法有六种,可想而知,当时民间手工业机械也多作尝试,这反映出人们对指南针搬上船的迫切愿望。
鉴于指南针的重要性,古籍记载的这六种方法已由学者复原,首先是指南鱼法,将指南针藏于木刻的鱼腹中。
《事林广记》记述:“以木刻鱼子,如母指大,开腹一窍,陷好磁石一块子,却以腾填满,用针一半佥从鱼子口中钩入,令没放水中,自然指南,以手拨转,又复如出。”
此法确能指南,但难免在水中摇荡不停,不利于观察,另外此法与《武经总要》所记有异。
第二种方法名为水浮法,《梦溪笔谈》当中关于水浮法的记载极为简略,只说“水浮多荡摇”,之后有学者将书中的水浮法复原。
具体做法是将指南针穿入灯芯草之类的极轻软的物质内,并将其放入水中。指南针依靠灯芯草的浮力浮在水面。这个方法也存在水面摇荡不停的缺点.。
还有指甲法,该法将指南针放在指甲上,因为指南针与指甲间的摩擦阻力和摩擦阻力矩都很小,所以指南针可以转动自如,其缺点如《梦溪笔谈》所言,“坚滑易坠”。
《梦溪笔谈》中介绍的第四种方法是碗唇法,这一方法是将指南针放在碗唇上,见图,此方法的缺点与前述几种大体相同,同样也是“坚滑易坠”。
《事林广记》记述了指南龟法,“以木刻龟子一个”,在尾边“用小板子上安以竹钉子,如尾大,龟腹下微陷一穴,安钉子上拨转常指北,须是钉尾后”。
王振铎按照《事林广记》记载,对指南龟进行了复原,复原的指南龟的横截面图,从图中可明确看出,指南针(磁石棒)放置在竹制尖顶上。
但这种结构必然会使得指南龟的重心过高,致使放置不稳甚至容易脱落,似可改为在指南龟的下方放置两根磁石棒,令其放置较稳。
但这种放置或引起两根磁石棒相互干扰,影响其指南的正确性,因此两根磁石棒间应保持一定的距离,或可采取其他结构形式。
水运事业迎来大发展
指南针自宋代搬上船后,很快就在水运中得到广泛应用,解决了船只在茫茫大海中航行时无法辨别方向的难题。
之后宋代徐兢奉使高丽,将见闻撰写成《宜和奉使高丽图经》,其中记述:“惟视星斗前迈,若晦冥则用指南浮针,以揆南北。”
到了元代,无论阴晴昼夜,船只都用指南针导航,伴随着指南针在航行中的普遍使用,相应出现了一些用罗盘(指南浮针)指示海路航线的著作。
这彰显出指南针在航海中的重要作用和地位,这些著作也是指南针制作技术和使用技巧臻于成熟的反映。
指南针是中国对人类文明进步的重大贡献之一,它为日后郑和完成下西洋的壮举打下了基础,直接促进了海上丝绸之路的开辟。