最早发明指南针的确是中国，但不是司南

2023-11-12 18:00:004 \" m7 a, U/ k, ~, D
关于四大发明之一的指南针，与其他三大发明一样，坊间也有诸多争论。其中比较重要的有“司南是假货，所以指南针也是假货”，“1190年欧洲比中国更早一步发明指南针”两个说法。这些说法似是而非。关于指南针的发明、传播及其意义，确实有重新审视的必要。
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真假指南针
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0 f" B3 A5 ?, v/ M3 y. J# T首先，我们在历史书上见到的那个“一个磁勺放在盘子上，怎么转勺柄都指向南方”的 “司南”，是构造出来的，从文献到实物都不存在这样的东西。
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认为“司南”是指南针的观点，其文献依据主要出自战国时代的《韩非子》和东汉王充的《论衡》，但这是对文献记录的误解或者说曲解。
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《韩非子•有度篇》称：“夫人臣之侵其主也，如地形焉，即渐以往，使人主失端，东西易面而不自知。故先王立司南以端朝夕。”
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此处的“司南”并不是指南针，而是在朝堂上标示南北方向，明君王坐北朝南之意，用法器和仪式来巩固君尊臣卑的政治格局。在静止的情况下要找出哪里是南方是很容易的事，根据太阳东升西降的方向来辨别就行了，不需要多高的技术，也不需要指南针之类的仪器。
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, V" o% [, E. V+ ^《论衡•是应篇》称：“古者质朴，见草之动，则言能指，能指则言指佞人。司南之杓，投之於地，其柢指南。鱼肉之虫，集地北行，夫虫之性然也。今草能指，亦天性也。”! G4 s, N" Z! I0 R# h5 V

, B, _7 k+ e/ B; b! `王充写这篇的目的是反对两汉经学中天人感应的观念，认为自然事物的特点是其自性，跟人事无关，举的两个例子就是“司南之杓”和“鱼肉之虫”。“杓”是北斗七星，不是勺子，“司南之杓，投之於地，其柢指南”这句话的意思，是说具有指南特性的北斗七星（像勺子形状）投射到地上，勺柄所指的方向就是南方，但这只是北斗七星自身的特性，跟人事无关。
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可见，无论是《韩非子》还是《论衡》，提到的“司南”都跟指南针毫无关系。那么，由于对文献的曲解而构造出来的盘子上放勺子的“司南”，为什么又确实能指南呢？因为这玩意儿是用现代技术人工磁化过的。& G8 I9 p; R3 w% {  u) ], n

) X6 s( a/ P+ r: A$ h1947年，王振铎根据“司南之杓，投之於地，其柢指南”的记载，制作了盘子上放勺子的所谓“司南”，自称磁铁在盘子上无论怎样旋转，最终会指向南方，所以自己成功地复制了“司南”。实情是因为勺子太大，在盘子上旋转时摩擦力太大，天然磁石的磁性根本无法克制摩擦力，王振铎把天然磁石放进磁场里磁化后才能达到一直指南的效果。
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古人是没有磁化技术的，所以不可能做出文献里本不存在的“司南”来，把“司南”视作指南针是不成立的。
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9 {6 x+ m8 K1 R/ E: b: u2 Y也有人根据中国上古典籍《吕氏春秋》《淮南子》中对磁石的记载，认为中国在上古时代就已经认识到了磁石的磁性，当时能制造出指南针。这个说法同样似是而非，认识到磁石有吸铁的磁性，不等于也认识到了磁石天然拥有指向南极的特性，对于磁石的指极性，最早也要到宋朝才有记载，所以战国秦汉是不可能发明指南针的。
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东汉张衡、曹魏马钧、南朝祖冲之发明过指南车，但指南车并不是利用磁性来指明方向，而是通过齿轮摩擦来保持车上的木人一直指着一个方向。这个发明虽然也有其价值，但是一来车轮尺寸的误差和路面不平整等因素会让木人的指向产生偏差，二来无法用于航海，所以其用处不大，因而会屡次失传屡次重新发明。* i# }1 Z/ h7 `( X5 [6 c- @
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水罗盘与旱罗盘的争议& T' h$ q  ?0 f' W9 `% ^  p2 Z+ z! y

/ v% b: _) i! S2 p9 O不过，虽然司南是构造出来的，指南车也没那么神，但指南针确实是中国人最先发明的，这方面证据很充分。' T/ g5 u) _6 [- |2 _$ o

$ q) y" [+ y3 X, z) r宋仁宗时，司天台官员杨维德的《茔原总录》中提到用指向恒定的“丙午针”来勘测风水，《武经总要》则提到了给铁片赋予磁力制成“指南鱼”，漂浮在水碗里一直指南的方法，这大约是公元1040年代的事。紧随其后的宋神宗时代，指南针已经获得较大的发展，沈括的《梦溪笔谈》就提到了水浮法、碗唇旋定法、指甲旋定法、缕悬法等四种形式的指南针，并认为缕旋法最佳。0 ]0 Y; ^: a; P6 D1 a+ M

# [/ c  p- \0 ?2 _指南针用于航海的最早记载，则见于北宋末年朱彧的《萍洲可谈》，即所谓“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针”（公元1120年代）。南宋前期（1170年代）曾三异的《因话录》中提到的“地螺”，则为风水师改进看风水的堪舆设备而设计的罗经盘，罗经盘仍然是用水浮针指南，但将方位刻度细分，令人能够更精确地掌握方向，这也是世界上有记载的最早的罗盘，但还没有证据显示此时罗盘已经用于航海。
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0 i/ h+ v! j# w至于旱罗盘是中国还是欧洲发明的，则有一些争议。因为根据现有文献，欧洲很可能在阿拉伯人之前已经掌握了旱罗盘。
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1190年，英国神学家亚历山大•尼坎姆在《论自然的性质》中提到了“放在支轴上的针，转动停息后会指出航行的方向”，描写得很像旱罗盘，而阿拉伯人最早记载指南针的文献是1232年穆罕默德•奥菲的《故事大全》，在欧洲人之后，而且记载的是水罗盘而非旱罗盘。有一些国外学者据此主张，中国人是发明了水罗盘且影响了伊斯兰世界，但是欧洲人独立发明了旱罗盘，并最先将其用于航海。# D9 {$ T/ m9 x
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不过，中国最早明确记载旱罗盘的典籍是1170年代的《因话录》，1985年又在江西临川的宋邵武知军朱济南墓（葬于1198年）中发现了手持旱罗盘的“张仙人”陶俑，则旱罗盘应该是先诞生于中国。但是其年代与欧洲记录旱罗盘的1190年过于接近，仅凭这些难以判定旱罗盘是中国传播到欧洲的，中欧各自独立发明旱罗盘仍然很有可能。
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6 |/ w1 E7 E( w  \/ _其实中国在这之前就有一些模糊的疑似旱罗盘的记载，托名东晋郭璞的《九天玄女青囊海角经》当是唐代典籍，记载了用于指南的天盘、地盘，北宋前期王伋的风水学著作《罗经诱解》也用“虚危之间针路明，南方张度上三乘；坎离正位人难识，差却毫厘断不灵”这样一首诗记录类似罗盘的装置。很有可能中国发明旱罗盘远比南宋早，因此有时间西传到欧洲。
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不过在中国，旱罗盘一直用于堪舆风水之术，在欧洲则很快用于航海，到16世纪嘉靖年间，中国人受到东来的欧洲人启发，才将用来看风水几百年的旱罗盘用于航海。' H$ ~7 e+ n; M$ x- A
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在笃信宗教的古人那里，新发明往往最先是宗教用品，然后才投入实用，旱罗盘功能的演变也符合这条规律。但欧洲率先将习得不久的旱罗盘投入实用，技术转换成生产力的速度比中国更快，则又说明中世纪盛期的欧洲，其社会活力比中国历朝最具活力的宋朝更胜一筹。这时纠结谁先发明旱罗盘，已经不重要了。
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指南针是重要的航海技术之一2 G0 V. @7 k. z; F+ v+ |

2 ?; I% [4 T) @" p宋代是中国罕见的允许本国商船出海经营的时代，所以指南针和水罗盘发明后，几十年之内，12世纪后期就传给了伊斯兰世界，13世纪穆罕默德•奥菲的波斯轶闻集《故事大全》中记录了使用类似中国指南鱼的铁片寻路的故事，足以证明技术是从中国传来的。欧洲人最先把旱罗盘投入航海，但懂得利用磁针的指南特性，很可能也是受中国影响。8 f- e9 l& \. _( e- a( v) P5 g! [
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指南针对于世界航海技术确实有很大的助力，对地中海地区尤其如此。地中海阴天很多，传统的根据太阳、月亮和星辰来给自己定位的导航技术，在阴雨天作用会大打折扣甚至完全失效，这时指南针的作用就弥足珍贵了。
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不过，从长远来看，指南针也只是诸多重要航海技术中的一种而已，不宜过于神化，“没有指南针就没有大航海时代”的说法更是与事实不符。
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在新石器时代，大洋洲的原始人通过对洋流、天体、动物、云气的观测，已经具备非常杰出的导航技术，所以他们仅仅使用简陋的独木舟，最多装上舷外托架来装载补给、运送人员，却能从东南亚一路向东殖民太平洋岛屿，直到离南美洲不太远的复活节岛，往西他们则横穿印度洋到达了非洲的马达加斯加岛。如此波澜壮阔的上古“大航海时代”，并不需要指南针就能够实现。" |: p8 C9 W- V* j2 N
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1世纪时，希腊人希帕鲁斯发现了印度洋季风的规律，从此罗马帝国的船只可以借力季风直达印度，不用再沿着海岸绕路，极大地缩短了航程，显著加强了亚欧大陆的联系，其中的技术含量只在指南针之上，不在其之下。: O+ f0 G7 z3 @* @" E2 R

0 B; q+ W2 C$ Q/ Z8世纪以来，维京人利用简陋的分节的木棍，乃至竖起一根手臂、一只手指，观察其与特应天体的偏角，来确定自己的位置，从斯堪的纳维亚半岛一路航行到冰岛、格陵兰岛乃至美洲，也并没有指南针的身影。据此可知，就是没有指南针，哥伦布同样可以发现新大陆，只是更难一些而已。
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此外，在指南针之前和之后，其他文明也拥有诸多重要的航海技术，这些技术对航海的促进并不在指南针之下。
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比如古希腊的星盘，海员可以在星盘上排列出特定时日天空中天体的相对位置，如果水手能够确定日期与时间，就能够调整代表不同纬度的铜环，调到排列出的天体跟当下看到的天体投影位置一致时，就能确定自己的纬度。这对海员的位置指示作用还在指南针之上，只是观测天体需要晴天，会受到气候的限制。9 m- N% N: @8 K% |6 I

% n  C, [9 e1 N( H又如17世纪发明的四分仪、18世纪发明的六分仪，可以通过测量天体的高度来确定自己的纬度，操作比星盘更简便。白天，测量太阳与地平线的角度，夜晚，在北半球测量北极星与地平线的夹角，南半球则测量南十字座与地平线的夹角，只要移动指标臂，让太阳、北极星或南十字座与地平线对齐，就能在指标臂上得到自己所在的纬度。% n7 U* G' ?" }

% g9 @% c' J5 Q确定海员所在的经度比纬度要难得多，但到1736年，英国木匠约翰•哈里森发明了海钟，解决了这一世纪性难题。只要将海钟设定为英国格林尼治标准时间，海员无论航行到哪里，只要在太阳最高的正午时分看海钟上的时间，就能推断自己离格林尼治有多远，从而确定自己的经度。
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* {* p- m# j2 |- y7 {以上重要发明，哪一样对航海的作用都不在指南针之下，世界航海技术进步是各文明合力的结果。) M! V" k$ w$ p9 z2 @' e# x
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指南针在中国停滞，在欧洲进步( M5 k2 e/ D% p- i: W  ~; l; c

% `0 j, N8 I# e9 j+ R$ |不论欧洲用旱罗盘航海是否受到中国指南针的影响，指南针都当之无愧地是中国的发明。但是很可惜，中国发明了指南针，就到此为止了，而欧洲则对旱罗盘不断改进，且通过对罗盘的研究，启发了制图学和磁学的发展。0 L: h/ ~/ D% d0 E/ Y/ b, n

% x; z3 T& L5 `/ z2 v4 E- k$ R5 _13世纪的法国学者佩雷格里努斯，基于对指南针的研究，想要运用磁力来作为武器的动力装置，在给朋友的信中谈到对磁性较全面的认知，开磁学研究之先河。& u; B- @1 D7 s; J% s& }4 C

7 c* S7 ^# w* R8 E  P( {14世纪初，意大利人阿马尔费塔尼发明了盘随针转的旱罗盘“罗盘卡”，令磁针的指向更加清晰。同时，意大利人也利用罗盘的方位线来绘制航海图，让航海图比欧洲中世纪的T-O寰宇图大为精确。
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进入铁船时代后，欧美海员意识到铁船本身的磁力会对指南针产生干扰，他们在指南针上装一片弗林德斯顿铁，来抵消铁船磁场导致的指南针的误差，这成为19世纪铁船的通例。
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1906年，德国人H•安休兹发明了陀螺罗盘，快速旋转的陀螺仪会利用地球的自转寻找到地区的真北方向，而且不会受到地磁场和附近金属的影响，非常适合在金属载具的内部使用。陀螺轮盘很快就被欧美海军采用，后来更广泛地使用于航天领域。
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6 ?: V  k. L5 m4 S# u4 ?8 w5 w1932年，无线电罗盘在空军投入实用。无线电罗盘通过计算飞机与释放出的电波的夹角，来判定飞机前行的方向，为飞行员提供清晰的指向，在罗盘技术上又前进了一大步。6 F' K, q5 J$ y2 a; R; O( h; S

+ h% }+ a5 Y+ S9 s技术只有不断使用才能发展。明清时代大体上实行闭关锁国，片板不许下海，虽然民间走私业颇为繁荣，但在朝廷的打击下，东亚的航海业仍然受到重大影响，科技停滞自然在情理之中。' M- ~5 W/ E! L8 O

' \% O$ @5 f, F中国自周秦以来就有“天朝上国”的思想，视邻国如蛮夷，没有多少交往的热情。宋元时代是少有的例外，所以发明了指南针，但到了明清，伴随着禁海政策，与海外交流变少之后，自高自大的心态变本加厉，也阻止了民间自发地改进指南针。2 n9 ^  T. e! c4 t* i' H! t

( z( U5 }2 k# ^9 S+ ?就算是相对宽松、社会较有活力的宋元时代，在秦制的管束下也仍然有其上限，以当时的货运量可能并没有迫切改进指南针的需要，所以宋代虽然难得地发明了指南针，但进一步的改进也不多。所以，只有制度宽松、观念开放、社会活跃的社会，科学技术才能蓬勃发展，这是指南针的历史给我们的启示。1 c: E7 Q! c1 n& y7 }$ {

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