【編者按】

我們都知道，指南針是中國(guó)的“四大發(fā)明”之一，而同為磁針與分度相配合的羅盤(pán)在中國(guó)的堪輿術(shù)中所扮演的重要角色，也因大熱的盜墓IP而為大家所熟識(shí)。那么，指南針究竟是如何發(fā)明的？指南針與羅盤(pán)有何關(guān)聯(lián)？用于航海的旱羅盤(pán)究竟是中國(guó)人還是歐洲人發(fā)明的？

本文摘自《考工司南———中國(guó)古代科技名物論集》，原題為《從司南到臨川旱羅盤(pán)的發(fā)明》，系統(tǒng)討論了以上問(wèn)題。由澎湃新聞經(jīng)上海古籍出版社授權(quán)發(fā)布。

中國(guó)指南針的發(fā)明史由三部曲組成，曲曲余音繞梁。近年的考古發(fā)現(xiàn)，古代文獻(xiàn)的再探索和科技史研究，使我們加深了對(duì)這一偉大發(fā)明的認(rèn)識(shí)，它在中國(guó)和世界文化史上的地位，比以往所公認(rèn)的高得多。

什么是司南？

指南針的雛形稱(chēng)為“司南”?！端螘?shū)·禮志》引《鬼谷子》說(shuō)戰(zhàn)國(guó)時(shí)“鄭人取玉，必載司南，為其不惑也”。不惑，就是不迷失方向。司南是一種用天然磁石琢成的勺形指向器?！豆砉茸印分斜４娴拇艘粋髡f(shuō)，通過(guò)鄭國(guó)取玉者攜帶“司南”之事，透露了磁石勺與玉工之間的關(guān)系：甚難加工的磁勺應(yīng)是玉工高手的杰作。它還暗示：善于經(jīng)商的鄭人在磁勺的傳布（或許還有發(fā)明）過(guò)程中，扮演了重要的角色。

東漢初期王充的《論衡》描述了這類(lèi)磁勺的性能和用法。傳本《論衡·是應(yīng)篇》說(shuō)：“司南之勺，投之于地，其柢指南?！蔽釒熗蹂\光和我的《〈論衡〉司南新考與復(fù)原方案》指出，上句中的“投之于地”系“投之于池”之誤，“池”指汞池。這段極重要的科技史料應(yīng)解釋為：叫作司南的勺形磁性指向器，投入盛有適量水銀的容器中，它的勺柄必然自動(dòng)指向南方。

在勺形磁性指向器問(wèn)世之前，已有“司南”之謂。不過(guò)，它與磁性無(wú)涉，乃是直立于地面用來(lái)測(cè)日影的表?xiàng)U。如《韓非子·有度篇》說(shuō)：“故先王立司南，以端朝夕?！薄岸顺Α奔凑龞|西，引申為確定東西南北方向。“立司南”來(lái)源于殷商甲骨文中的“立中”和戰(zhàn)國(guó)時(shí)的“立朝夕”，它們的意思都是立表以測(cè)影。當(dāng)勺形磁性指向器被發(fā)明的時(shí)候，其狀取法北斗，名稱(chēng)沿用“司南”。今人不知其來(lái)龍去脈，往往將這兩種不同的司南混為一談。然而，對(duì)于司南古義的演變，這才拉開(kāi)了序幕。

清《欽定書(shū)經(jīng)圖說(shuō)》夏至致日?qǐng)D，描繪古人立表測(cè)影的情形

在古代中國(guó)，司南古義不斷引申，涉及中華文化的許多領(lǐng)域。因此“司南”有幸與一系列古代科技發(fā)明結(jié)下了不解之緣。

唐以后改稱(chēng)為指南

除了上述的表示勺形磁性指向器之外，司南又是指南車(chē)、指南舟和報(bào)時(shí)刻漏的代稱(chēng)。晉人葛洪所作的《西京雜記》中提到的“司南車(chē)”即半自動(dòng)機(jī)械裝置指南車(chē)?！端螘?shū)·禮志》記載：“晉代又有指南舟。”南朝任昉的《任彥升集·奉和登景陽(yáng)山》詩(shī)吟道：“奔鯨吐華浪，司南動(dòng)輕枻?！痹?shī)中的司南即指皇家園池中的指南舟?？墒牵改现劬烤乖鯓訉?dǎo)航？至今依然是一個(gè)謎。唐代大詩(shī)人杜甫的詠《雞》詩(shī)云：“氣交亭育際，巫峽漏司南。”杜詩(shī)中的司南實(shí)際上是報(bào)時(shí)刻漏的又一名稱(chēng)。這句詩(shī)的意思是，夜半零時(shí)整，詩(shī)人恰聞司南的報(bào)時(shí)之聲。

中國(guó)古代科技術(shù)語(yǔ)被社會(huì)科學(xué)所吸收而歷久彌新者，司南、火候等都是著名的例子。眾所周知，“指南”有指導(dǎo)或準(zhǔn)則之意，而“指南”來(lái)自“司南”，“指”、“司”兩字僅一音之轉(zhuǎn)。在漢至唐的文獻(xiàn)中，我們?？勺x到諸如“事之司南”、“文之司南”以及“人之司南”等語(yǔ)詞。如《鬼谷子·謀篇》說(shuō)：“夫度材、量能、揣情者，亦事之司南也?！绷簞③牡摹段男牡颀垺んw性》說(shuō)：“故宜摹體以定習(xí)，因性以練才，文之司南，用此道也?！碧拼院?，“司南”一詞完全為“指南”所取代。南宋末年，文天祥活用磁石和磁針指向性的知識(shí)，道出了“臣心一片磁針石，不指南方不肯休”的愛(ài)國(guó)心聲，直用指南（司南）本義，立意卻不同凡響。

首揭磁偏角之秘的中國(guó)磁針

發(fā)現(xiàn)磁石、磁針的吸鐵性較易，但發(fā)現(xiàn)指向性較難，而要發(fā)現(xiàn)磁偏角則更難。因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)的磁軸線與穿過(guò)地理南北極的地軸不一致，故磁子午線與地理子午線不盡相合，微有交角，這交角就是磁偏角。北宋科學(xué)家沈括（1032—1096）在其名著《夢(mèng)溪筆談》中，將方家發(fā)明的用磁石磨鋼針的尖端，使之具有永久磁性的方法公之于世，標(biāo)志著原始指南針已到實(shí)用的新階段。磁針配合分度地盤(pán)指向的精度，與司南以及11世紀(jì)初的用薄鐵片做成的“指南魚(yú)”不可同日而語(yǔ)；故磁針羅盤(pán)的發(fā)明，很快導(dǎo)致了磁偏角的發(fā)現(xiàn)。

北宋慶歷元年（1041）司天監(jiān)楊惟德在《塋原總錄》卷一中指出，定南北方向時(shí)，等到磁針的擺動(dòng)停止時(shí)，在子午方向仔細(xì)校正，才能得到準(zhǔn)確的南北方向。這項(xiàng)記載表明，磁針羅盤(pán)問(wèn)世后，最先應(yīng)用它的是堪輿家，最早發(fā)現(xiàn)磁偏角的也是堪輿家?！秹L原總錄》不僅是年代明確可考的世界上關(guān)于磁偏角的首次記載，而且記載了當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮牌堑拇笾聰?shù)值。以前，人們一度將磁偏角的發(fā)現(xiàn)歸功于沈括，因?yàn)樗凇秹?mèng)溪筆談》中提到“方家以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常微偏東，不全南也”。此條記載已比哥倫布（Christopher Columbus）在1492年橫渡大西洋時(shí)發(fā)現(xiàn)磁偏角要早四百余年。自嚴(yán)敦杰先生在《中國(guó)史稿》第五冊(cè)“宋代科技史部分”引入《塋原總錄》的史料，才將這一世界紀(jì)錄又向前推進(jìn)了約半個(gè)世紀(jì)。

明宋應(yīng)星《天工開(kāi)物》抽線琢針圖，由此圖可見(jiàn)制作鋼針的程序

早期的一種指向器———指南魚(yú)，今人王振鐸依文獻(xiàn)摹繪，取自李約瑟《中國(guó)之科學(xué)與文明》

羅盤(pán)的發(fā)明權(quán)屬誰(shuí)？

方家發(fā)明的羅盤(pán)是磁針與分度相配合的新一代的指南針，使用方便、讀數(shù)容易，先后用于堪輿和航海。

中國(guó)的磁針和羅盤(pán)先后經(jīng)由陸水兩路西傳，曾給人類(lèi)文明的進(jìn)程帶來(lái)重大的影響。但在羅盤(pán)的發(fā)明權(quán)上，長(zhǎng)期存在一種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)———中西應(yīng)當(dāng)分享羅盤(pán)的發(fā)明優(yōu)先權(quán)。即：磁針浮在水中的水羅盤(pán)與指南浮針一脈相承，是中國(guó)的發(fā)明，但是磁針用支軸支承的旱羅盤(pán)是歐洲所發(fā)明，后者經(jīng)由日本船傳入中國(guó)，中國(guó)開(kāi)始有旱羅盤(pán)已是16世紀(jì)的事了。根據(jù)考古發(fā)掘資料，參照歷史文獻(xiàn)記載，筆者發(fā)現(xiàn)，我國(guó)不僅是水羅盤(pán)的發(fā)源地，而且早在12世紀(jì)就率先發(fā)明了旱羅盤(pán)。

明朝航海用的青銅制水羅盤(pán)，中有水室可盛水浮針，圓周內(nèi)層刻八卦，外圍則為二十四方位。取自李約瑟《中國(guó)之科學(xué)與文明》

南宋古墓———張仙人俑手持羅盤(pán)

1985年5月，江西省臨川縣溫泉鄉(xiāng)莫源李村農(nóng)民在窯背山發(fā)現(xiàn)一座古墓。該墓出土文物豐富，除金質(zhì)飾件、水晶佩掛、文房用具、陶瓷、銅器等之外，還出了七十余件各式瓷俑。其中有座底墨書(shū)“張仙人”的張仙人俑一式兩件，瓷土作胎，胎土細(xì)勻，素?zé)鸷蚱?，系侍立狀圓雕，由模印貼塑而成，高22.2厘米。風(fēng)水先生“張仙人”俑，“眼觀前方，炯炯有神，束發(fā)綰髻，身穿右袵長(zhǎng)衫，左手抱一羅盤(pán)”。從該墓伴出的墓碑和紀(jì)年地券可知，墓主為南宋邵武知軍朱濟(jì)南（1140—1197），葬于慶元四年（1198）九月二十五日?？紤]到12世紀(jì)末是羅盤(pán)發(fā)明史上極為關(guān)鍵的時(shí)期，一見(jiàn)到這一考古資料，立刻引起了我的注意。

江西省臨川縣宋墓出土張仙人俑

世界上關(guān)于羅盤(pán)的首次記載，見(jiàn)于南宋筆記小說(shuō)《因話錄》（書(shū)中稱(chēng)為“地螺”），曾一再為史界所稱(chēng)引，但其作者卻誤為曾三異，成書(shū)年代也不確。筆者根據(jù)幾種地方志的記載，考證出真正的作者應(yīng)是曾三異之兄曾三聘，《因話錄》寫(xiě)成于公元1200年前后。曾三聘是江西臨江府峽江（今江西清江）人，峽江離臨川不遠(yuǎn)，《因話錄》與朱濟(jì)南墓年代相近，《因話錄》“地螺”不正可與臨川羅盤(pán)相互印證嗎？

世界最古老的堪輿旱羅盤(pán)

尤其值得注意的是，臨川羅盤(pán)不但是現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的世界上最古的羅盤(pán)的模型，而且，它的磁針與水羅盤(pán)的磁針根本不同，其中部增大呈菱形，菱形中央有一明顯的圓孔，明確、形象地表達(dá)出用軸支承之意，無(wú)疑是一種堪輿用的旱羅盤(pán)。清代乾隆年間堪輿家范宜賓的《羅經(jīng)精一解·針說(shuō)》曾說(shuō)“指南旱針（即旱羅盤(pán)），造自圣王”，“創(chuàng)自江西，盛于前明”。他認(rèn)為旱羅盤(pán)系中國(guó)古制，創(chuàng)自江西，確有見(jiàn)地，或許當(dāng)時(shí)有所根據(jù)，可惜不能起古人于地下而問(wèn)之。但有了臨川羅盤(pán)，加上《因話錄》“地螺”，說(shuō)江西是羅盤(pán)的故鄉(xiāng)該有八九分的把握了。

然而，假如對(duì)臨川羅盤(pán)的認(rèn)識(shí)到旱針為止，那就既對(duì)不起羅盤(pán)的發(fā)明者，也辜負(fù)了張仙人俑作者的一片匠心。

羅盤(pán)十六分度制源于中國(guó)

羅盤(pán)的分度主要有二十四（或四十八）向和十六（或三十二）向兩大體系。學(xué)術(shù)界曾認(rèn)為前者系中國(guó)所固有，后者則純屬歐式。查西方羅盤(pán)采用三十二分度的最早記載，見(jiàn)于英國(guó)詩(shī)人喬叟（Geoffrey Chaucer）1391年所作的《論星盤(pán)》（Treatise on the Astrolabe）。關(guān)于西方羅盤(pán)（三百六十分度）的最早記載，僅可上溯到1269年法國(guó)軍事工程師皮里格里努斯（Petrus Peregrinus de Maricourt）的《論磁書(shū)簡(jiǎn)》（Epistola de Magnete）。反觀12世紀(jì)的臨川羅盤(pán)的分度，第二和第四象限各有四條刻度，根據(jù)上下左右對(duì)稱(chēng)的原則，校正第一象限，補(bǔ)足第四象限，可以確定整個(gè)羅盤(pán)采用十六分度。由此可知，十六分度制亦產(chǎn)生于我國(guó)。

中國(guó)十六分度制來(lái)源于堪輿家視為羅經(jīng)之本的八卦。八卦圖像，有先天和后天之分。前者以乾坤為南北，后者以離坎為南北。宋代堪輿家王伋《針?lè)ㄔ?shī)》說(shuō)：“坎離正位人難識(shí)，差卻毫厘斷不靈?！北砻魉目拜浟_盤(pán)用的正是后天八卦。用后天八卦命名的八方定位，加上兩位之間的縫針，恰成十六向，再等分就得三十二向。另一方面，從八卦出發(fā)，一卦管三山，則得二十四向，加其縫針，共四十八向。

現(xiàn)在還不能確定中西十六及三十二分度之間在歷史上是否有過(guò)交流。唯知荷蘭18世紀(jì)有一種十六分度的旱羅盤(pán)，根據(jù)王大?！逗u逸志》的描述，恰似臨川羅盤(pán)的翻版，這或許是我們進(jìn)一步探索的一條重要線索。

張仙人俑手持的臨川羅盤(pán)，現(xiàn)存江西省臨川縣文物陳列室，吸引著愈來(lái)愈多的觀眾和研究者。更為古老的中國(guó)羅盤(pán)，或許正躺在地下，等待著炎黃子孫去發(fā)現(xiàn)和研究。

《考工司南———中國(guó)古代科技名物論集》，聞人軍著，上海古籍出版社2017年3月。