指南針的發明和應用

 
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指南針的發明和應用

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<< 指 南 針 的 發 明 >>

我 國 古 代 最 早 是 利 用 太 陽 及 其 投 射 的 影 子 來 確 定 方 向 的 , 但 這 種 方 法 受 天 氣 影 響 較 大 , 後 又 發 明 了 司 南 和 指 南 針 。 司 南 約 發 明 於 先 秦 時 期 , 在 我 國 大 約 沿 用 了 一 千 多 年 的 時 間 , 指 南 針 是 在 宋 代 才 出 現 的 。  

我 國 古 代 關 於 指 南 針 的 記 載 始 見 於 北 宋 中 期 。 《 塋 原 總 錄 》 卷 一 說 , 要 定 東 西 南 北 四 正 的 方 向 , 必 須 取 丙 午 向 的 針 , 然 後 在 丙 、 午 的 位 置 , “ 中 而 格 之 ” , 找 出 正 確 的 方 向 , 亦 即 讓 針 指 丙 午 中 間 的 方 向 , 則 午 向 就 是 正 南 的 方 向 。 《 塋 原 總 錄 》 是 一 部 相 墓 書 , 撰 於 慶 曆 元 年 ﹙ 公 元 1 0 4 1 年 ﹚ 。 這 條 記 載 中 所 說 的 “ 針 ” , 雖 沒 有 明 確 指 出 是 什 麼 針 , 但 從 字 裡 行 間 可 以 斷 定 是 磁 針 無 疑 , 說 明 當 時 已 把 磁 針 與 羅 經 盤 配 套 , 作 為 定 向 儀 器 , 並 且 已 發 現 了 地 球 的 磁 偏 角 , 定 為 正 南 偏 東 7 . 5 度 。  

《 夢 溪 筆 談 》 卷 2 4 載 : “ 方 家 以 磁 石 磨 針 鋒 , 則 能 指 南 , 然 常 微 偏 東 , 不 全 南 出 。 水 浮 多 蕩 搖 , 指 爪 及 碗 脣 上 皆 可 為 之 , 運 轉 尤 速 , 但 堅 滑 易 墜 , 不 若 縷 懸 為 最 善 … … 則 針 常 指 南 。 其 中 有 磨 而 指 北 者 。 予 家 指 南 、 北 者 皆 有 之 。 ” 《 夢 溪 筆 談 》 是 北 宋 沈 括 所 著 。 這 條 記 載 明 確 指 出 指 南 針 是 方 家 ﹙ 風 水 先 生 ﹚ 首 先 發 明 和 使 用 的 , 用 的 是 “ 磁 石 磨 針 鋒 ” 的 人 工 磁 化 法 製 成 , 並 且 記 述 了 水 浮 、 置 指 甲 上 和 懸 絲 等 四 種 指 南 針 的 裝 置 方 法 , 以 及 各 種 裝 置 方 法 的 長 處 和 缺 陷 , 使 人 們 對 當 時 的 指 南 針 有 一 清 晰 的 認 識 。 同 時 , 沈 括 也 指 出 了 當 時 已 發 現 地 球 的 磁 偏 角 , 即 正 南 偏 東 。 沈 括 還 記 載 了 磁 針 有 指 南 的 , 也 有 指 北 的 。 雖 然 他 還 不 知 道 磁 場 有 南 北 兩 極 , 不 知 道 由 於 磁 場 中 的 同 性 相 排 斥 、 異 性 相 吸 的 作 用 而 造 成 磁 性 不 同 的 道 理 。 即 用 磁 石 的 北 極 磨 針 鋒 , 則 針 鋒 所 得 的 磁 性 為 南 極 , 磁 針 就 會 指 北 ; 反 之 , 用 磁 石 的 南 極 磨 針 鋒 , 則 針 鋒 所 得 的 磁 性 就 會 指 南 , 從 而 造 成 既 有 指 南 , 也 有 指 北 的 磁 針 。 但 他 能 忠 實 地 記 錄 下 來 , 為 後 人 提 供 翔 實 的 資 料 , 是 很 難 能 可 貴 的 。

從 上 述 材 料 中 , 我 們 可 以 看 到 , 指 南 針 在 1 1 世 紀 時 已 是 常 用 的 定 向 儀 器 , 有 多 種 裝 置 方 法 , 並 已 由 此 發 現 了 地 球 的 磁 偏 角 。 指 南 針 在 航 海 技 術 上 的 應 用  

大 約 在 北 宋 末 期 , 指 南 針 開 始 被 用 於 航 海 。 起 初 它 只 是 被 當 作 天 文 導 航 的 輔 助 工 具 。 《 萍 洲 可 談 》 卷 二 中 談 到 公 元 1 0 9 9 - 1 1 0 2 年 間 的 航 海 活 動 時 說 : “ 舟 師 識 地 理 , 夜 則 觀 星 , 晝 則 觀 日 , 陰 晦 觀 指 南 針 。 ” 公 元 1 1 2 4 年 , 徐 兢 在 《 宣 和 奉 使 高 麗 圖 經 》 卷 三 十 四 《 半 洋 焦 》 條 中 , 也 說 : “ 洋 中 不 可 住 , 維 觀 星 斗 前 邁 。 若 晦 冥 , 則 用 指 南 浮 針 , 以 揆 南 北 。 ” 隨 人 們 對 指 南 針 性 能 和 用 途 了 解 的 深 化 , 南 宋 以 後 指 南 針 便 逐 步 成 為 主 要 的 導 航 儀 器 , 天 文 導 航 則 降 為 輔 助 的 地 位 。 南 宋 淳 祐 年 間 ﹙ 公 元 1 2 4 1 年 - 1 2 5 2 年 ﹚ 朱 繼 芳 《 靜 佳 乙 稿 》 中 的 航 海 詩 說 : “ 浮 針 定 四 維 ” , 正 反 映 了 指 南 針 導 航 地 位 的 提 高 。 到 了 明 代 , 航 海 中 更 是 “ 浮 針 於 水 , 指 向 行 舟 ” ﹙ 鞏 珍 : 《 西 洋 番 國 志 • 自 序 》 ﹚ , “ 獨 恃 指 南 針 為 導 引 。 或 單 向 , 或 兩 間 , 憑 其 所 向 , 盪 舟 以 行 ” ﹙ 張 燮 : 《 東 西 洋 考 》 卷 九 《 舟 師 考 》 ﹚ 。  

為 了 準 確 導 航 , 航 海 者 特 意 在 船 舶 上 設 置 了 專 門 放 置 指 南 針 的 場 所 , 叫 針 房 , 由 有 航 海 經 驗 的 火 長 ﹙ 導 航 人 員 ﹚ 專 門 掌 管 , 一 般 人 員 不 准 進 入 。 火 長 必 須 專 心 致 志 地 履 行 其 職 , 不 能 有 絲 毫 的 疏 忽 大 意 。 誠 如 南 宋 吳 自 牧 在 《 夢 粱 錄 》 卷 十 二 《 江 海 船 艦 》 條 所 說 的 : “ 風 雨 晦 冥 時 , 惟 憑 針 盤 而 行 。 乃 火 長 掌 之 , 毫 厘 不 敢 差 誤 。 蓋 一 舟 人 命 所 繫 也 。 ” 明 代 鞏 珍 的 《 西 洋 番 國 志 • 自 序 》 也 說 : “ 選 取 駕 船 民 梢 中 有 經 慣 下 海 者 稱 為 火 長 , 用 作 船 師 。 乃 以 針 經 圖 式 付 與 領 執 , 專 一 料 理 , 事 大 責 重 , 豈 容 怠 忽 。 ”  

同 時 , 指 南 針 的 應 用 還 促 使 航 海 技 術 從 定 性 導 航 進 入 到 定 量 導 航 的 階 段 , 從 而 使 航 海 者 可 以 更 正 確 地 掌 握 航 線 上 的 情 況 。 明 代 黃 省 曾 在 《 西 洋 朝 貢 錄 • 占 城 國 》 中 說 : “ 海 行 之 法 , 以 六 十 里 為 更 , 以 托 ﹙ 注 : “ 托 ” 為 古 時 測 深 單 位 , 合 舊 尺 五 尺 。 相 當 於 今 四 尺 。 ﹚ 避 礁 淺 , 以 針 位 取 海 道 。 ” 《 松 江 府 志 》 說 : “ 進 某 澳 , 轉 某 門 , 以 至 開 洋 , 避 礁 避 淺 , 皆 以 針 定 。 ” 即 由 航 程 和 指 南 針 在 航 線 上 的 指 向 , 來 測 知 航 線 上 的 各 種 具 體 情 況 , 從 而 提 供 較 準 確 的 導 航 指 令 。 由 於 航 程 是 由 指 南 針 確 定 的 , 故 航 海 者 便 稱 之 為 針 路 , 並 且 根 據 針 路 來 繪 制 航 海 圖 , 或 者 寫 成 記 錄 針 路 的 專 書 , 叫 針 經 , 又 稱 針 譜 、 針 簿 。 在 航 海 圖 和 針 經 中 , 羅 盤 上 的 3 6 0 度 分 成 2 4 等 分 , 分 別 標 出 方 位 名 稱 , 相 隔 1 5 度 為 一 向 , 叫 正 針 ; 兩 正 針 之 平 分 線 處 也 為 一 向 , 叫 縫 針 。 因 而 羅 盤 具 有 4 8 個 方 位 。 這 一 劃 分 法 和 稱 呼 , 可 能 是 承 襲 方 家 的 用 法 。 針 經 實 際 上 是 一 種 航 海 指 南 , 一 般 都 記 載 有 某 地 開 船 、 航 向 、 航 程 、 航 至 某 地 等 內 容 , 有 的 還 記 錄 有 海 上 危 險 物 , 如 沙 灘 、 暗 礁 、 水 草 、 沙 洲 、 岩 石 等 的 位 置 。 我 國 的 航 海 圖 和 針 經 大 約 在 宋 代 就 已 出 現 , 但 早 已 亡 佚 。 現 存 最 早 的 航 海 圖 和 針 經 都 是 明 初 鄭 和 下 西 洋 後 留 下 的 , 著 名 的 有 《 鄭 和 航 海 圖 》 和 《 兩 種 海 道 針 經 》 等 。 這 些 航 海 圖 和 針 經 詳 細 地 記 錄 了 船 舶 從 我 國 開 航 , 駛 至 東 南 亞 、 印 度 洋 沿 岸 , 以 及 橫 渡 印 度 洋 直 達 非 洲 東 海 岸 的 各 條 航 線 的 具 體 情 況 。

由 此 可 見 , 指 南 針 的 應 用 開 創 了 人 類 航 海 的 新 紀 元 。 我 國 南 宋 和 元 代 航 海 事 業 和 大 發 展 , 明 初 鄭 和 下 西 洋 的 空 前 壯 舉 , 都 是 與 指 南 針 的 應 用 分 不 開 的 。  

指 南 針 大 約 是 在 1 2 世 紀 下 半 葉 由 海 道 傳 至 阿 拉 伯 , 再 經 阿 拉 伯 傳 到 歐 洲 , 也 有 可 能 是 由 陸 路 經 中 亞 ﹙ 現 俄 羅 斯 境 內 ﹚ 再 傳 到 歐 洲 的 。 指 南 針 在 歐 洲 的 應 用 , 給 歐 洲 正 在 醞 釀 中 的 社 會 變 革 提 供 了 一 種 強 有 力 的 工 具 , 促 成 了 近 代 大 航 海 時 代 的 到 來 。  

——轉載自中國四大發明(http://www.dajiyuan.com)


    


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