『路迷端倚司南駕』
——引領(lǐng)人類(lèi)探索世界的指南針

蔣清宇

北京師范大學(xué)文學(xué)院

指南針發(fā)明與應(yīng)用的歷史，就是一部人類(lèi)文明發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的歷史。指南針的發(fā)明和制造者們應(yīng)該想象不到，手中的一根不起眼的磁針，會(huì)在歷史的演進(jìn)中成為人類(lèi)征服大海的關(guān)鍵，直接促成了大航海時(shí)代的到來(lái)和新大陸的發(fā)現(xiàn)。提起古代的指南針，我們印象最深的應(yīng)該就是漢代先民智慧的結(jié)晶——勺狀的“司南”了。指南針雖然歷經(jīng)多種不同的形態(tài)，但原理從未改變，都是利用磁極性指示方向。談?wù)撝改厢?，我們先從磁現(xiàn)象與司南講起。

磁現(xiàn)象與天然磁石

地球是一個(gè)巨大的磁體，在它的周?chē)嬖谥艌?chǎng)。磁現(xiàn)象是最早被人類(lèi)認(rèn)識(shí)的物理現(xiàn)象之一，中國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象和利用物質(zhì)磁性來(lái)指示方向的國(guó)家。

天然磁石首先被先民關(guān)注到的，是它與鐵能相互吸引這一特性。在古代典籍中，磁石被稱(chēng)為“慈石”，如《管子》中“上有慈石者，下有銅金”的記載，其中的“銅金”指的就是鐵。這條記載表明，古人發(fā)現(xiàn)磁石與鐵常常相伴出現(xiàn)。而在《呂氏春秋·精通》中記載：“慈石召鐵，或引之也?！笨梢钥吹剑让襁M(jìn)一步關(guān)注到了磁石與鐵能夠相互吸引。古人如何理解這種吸引力，或許可以從“慈石”的命名中得知一二。“慈”在《說(shuō)文解字》中被解釋為“愛(ài)”，漢代高誘在《呂氏春秋注》中解釋“慈石召鐵，或引之也”時(shí)說(shuō)：“石，鐵之母也。以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引也。”大意為石是鐵之母，有母性、慈愛(ài)的石頭能吸引“其子”，即吸引鐵，而那些沒(méi)有慈愛(ài)之性的石頭就不能吸引鐵。在現(xiàn)代科學(xué)的視角下，這樣的觀點(diǎn)是值得商榷的。但是，“母親的慈愛(ài)”這樣樸素的比喻，卻反映出古人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)天然存在這一科學(xué)事實(shí)。母親對(duì)孩子的慈愛(ài)之情是天然的，以這種感情命名的“慈石”，也天然地可以吸引鐵等物質(zhì)。在兩千五百余年前的時(shí)代，這樣的認(rèn)識(shí)和洞察已然值得后人稱(chēng)服。在古希臘，最早發(fā)現(xiàn)并明確記錄磁石吸鐵現(xiàn)象的希波格拉底和伊壁鳩魯，時(shí)代與韓非相近，但是在西方，影響磁石指南的關(guān)鍵特性“指極性”的發(fā)現(xiàn)及磁性指南設(shè)備的誕生遠(yuǎn)晚于中國(guó)。電子磁性后來(lái)成為了現(xiàn)代物理學(xué)的前沿課題，值得記住的是，世界對(duì)磁的利用發(fā)軔于古代中國(guó)。

除了能吸引鐵，磁石還有極性。到了戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，磁石的極性也逐漸被人們認(rèn)識(shí)到，并加以利用，制成了司南，司南是我們今天可以在文獻(xiàn)中找到的指南針的最初形態(tài)。

“司南”身份之爭(zhēng)

關(guān)于“司南”的記載，最早出現(xiàn)在《韓非子·有度》中：“夫人臣之侵其主也，如地形焉，即漸以往，使人主失端，東西易面而不自知。故先王立司南以端朝夕?！表n非子用人行路來(lái)打比方，認(rèn)為君主統(tǒng)治國(guó)家如同行路，而臣子侵奪君主的權(quán)力，就會(huì)讓君主所處的地形發(fā)生改變，長(zhǎng)此以往，君主就會(huì)迷路，分辨不清方向，所以先王會(huì)使用司南來(lái)端正方向。漢代王充在《論衡·是應(yīng)》中對(duì)司南的形狀和使用方法做了記錄，說(shuō)：“司南之杓，投之于地，其柢指南?！贝笠馐前汛攀瞥缮椎男螤睿旁诘乇P(pán)上，勺子的勺柄就會(huì)指向南方。地盤(pán)是一種銅制的羅盤(pán)，盤(pán)上雕刻了天干、地支、八卦，是古代常用的卜筮工具。司南是一種勺狀的磁性測(cè)向儀器，為中國(guó)科學(xué)史界公認(rèn)，中國(guó)國(guó)家博物館根據(jù)《論衡》中的記載，制作了漢代司南復(fù)原模型。

司南復(fù)原模型（中國(guó)國(guó)家博物館藏）

迄今為止，出土文物中都沒(méi)有勺狀的磁性測(cè)向工具出現(xiàn)，所以今人只能通過(guò)文獻(xiàn)的描述力圖復(fù)原司南的樣貌。由于中國(guó)考古學(xué)界長(zhǎng)期以來(lái)都使用古文獻(xiàn)與古文物互證的研究方法，僅基于文獻(xiàn)的司南復(fù)原模型遭到了一些質(zhì)疑。關(guān)于《韓非子》和《論衡》中記載的“司南”的具體所指，主要有三種不同的說(shuō)法。

1.“司南”指南車(chē)說(shuō)

“司南”指南車(chē)說(shuō)認(rèn)為兩種文獻(xiàn)中的“司南”說(shuō)的是指南車(chē)。這種說(shuō)法唐代就有，清代王先慎《韓非子集解》收錄了唐代《韓非子》的舊注，舊注中說(shuō)：“司南，即指南車(chē)也，以喻國(guó)之正法?！边@種說(shuō)法可能是受了成書(shū)稍晚于《韓非子》的著作《鬼谷子》的影響?！豆砉茸印防镉涊d了一名鄭國(guó)人在尋找和開(kāi)采玉石時(shí)，會(huì)乘坐“司南之車(chē)”避免迷失方向，北齊馬鈞所著《物理論》將“司南之車(chē)”稱(chēng)為“指南車(chē)”，說(shuō)“指南車(chē)見(jiàn)鬼谷子”。2005年，學(xué)者孫機(jī)發(fā)表論文《簡(jiǎn)論“司南”兼及“司南佩”》，認(rèn)為《論衡》中的“司南”指的是指南車(chē)。孫機(jī)首先指出復(fù)原依據(jù)的《論衡》原文摘自明代刊行的《論衡》，但是在宋本《論衡》中，“司南之杓”寫(xiě)作“司南之酌”，“杓”是一個(gè)誤字。并且天然磁石的磁距很小，很難制成能指極的勺?！稌x書(shū)》中有“司南車(chē)一名指南車(chē)”的說(shuō)法，所以孫機(jī)認(rèn)為，“司南”是“司南車(chē)”的簡(jiǎn)略稱(chēng)呼。

什么是指南車(chē)？根據(jù)現(xiàn)有的文獻(xiàn)材料，指南車(chē)是一種機(jī)械定向的自動(dòng)控制設(shè)備，從外形上看它往往是雙輪獨(dú)轅車(chē)，車(chē)內(nèi)安裝有能夠自動(dòng)離合的齒輪定向系統(tǒng)，車(chē)上立有一個(gè)木頭人，在齒輪系統(tǒng)的作用下，不論車(chē)輛的朝向如何，木頭人的手永遠(yuǎn)能指向南方。雖然根據(jù)《晉書(shū)》，指南車(chē)也有“司南車(chē)”的別名，并且指南車(chē)與司南都可以用來(lái)指示方向，但值得我們注意的是，指南車(chē)的工作原理與司南完全不同。指南車(chē)是一種自動(dòng)機(jī)械裝置，不依賴(lài)地球磁場(chǎng)；而司南是一種在地球磁場(chǎng)下工作的測(cè)向裝置。關(guān)于指南車(chē)的起源有很多傳說(shuō)，西晉崔豹《古今注》中認(rèn)為，黃帝發(fā)明了指南車(chē)。在與蚩尤部落的涿鹿之戰(zhàn)中，蚩尤制造大霧，黃帝及部落眾人就是靠著指南車(chē)找到方向，取得了戰(zhàn)爭(zhēng)勝利?！短接[》引《鬼谷子》，說(shuō)商晚期時(shí)部族肅慎的首領(lǐng)曾朝見(jiàn)文王，回去的時(shí)候擔(dān)心自己迷路，周公制作了指南車(chē)送給他。根據(jù)近幾十年的考古材料，河北、河南、山西、陜西等地都出土了金屬齒輪，它們的年代在戰(zhàn)國(guó)到西漢時(shí)期，故中國(guó)最早的齒輪傳動(dòng)裝置不可能早于戰(zhàn)國(guó)，“黃帝作指南車(chē)”和“周公作指南車(chē)”都只能當(dāng)作傳說(shuō)故事。

在可信的文獻(xiàn)記載中，較早制造出指南車(chē)的是三國(guó)時(shí)期魏國(guó)的馬鈞。馬鈞制造指南車(chē)，源于一場(chǎng)爭(zhēng)執(zhí)。《三國(guó)志》裴松之注引傅玄所言，說(shuō)馬鈞在給事中任上的時(shí)候，與同朝為官的高堂隆、秦朗發(fā)生了激烈的爭(zhēng)執(zhí)，高堂隆和秦朗二人認(rèn)為古代黃帝造的指南車(chē)只存在于傳說(shuō)之中，現(xiàn)實(shí)中不可見(jiàn)；精通機(jī)械的馬鈞堅(jiān)持認(rèn)為指南車(chē)雖然后來(lái)失傳了，但曾經(jīng)存在過(guò)。二人因此嘲笑馬鈞，認(rèn)為他癡心妄想，上書(shū)魏武帝讓馬鈞造出指南車(chē)。結(jié)果馬鈞奉詔，真的把指南車(chē)造了出來(lái)。根據(jù)《宋書(shū)·禮志》記載，在馬鈞之后，解飛、令狐生和祖沖之都造出了指南車(chē)。

指南車(chē)復(fù)原模型（南京六朝博物館藏）

“司南指的是指南車(chē)”這種說(shuō)法可信嗎？筆者認(rèn)為不太可信，原因有四：其一，如前所述，考古證據(jù)表明齒輪的使用開(kāi)始于戰(zhàn)國(guó)到西漢時(shí)期，直到西漢時(shí)才有同樣運(yùn)用齒輪傳送裝置的記里鼓車(chē)，現(xiàn)在學(xué)界一般認(rèn)為齒輪傳動(dòng)裝置發(fā)明于西漢，所以《韓非子》《鬼谷子》中出現(xiàn)的“司南”不可能是使用齒輪傳送裝置的指南車(chē)；其二，《論衡》里記載了司南的用法，說(shuō)用的時(shí)候要“投之于地”，指南車(chē)作為車(chē)，從制成起它的使用場(chǎng)景就應(yīng)該是在地上的，沒(méi)有必要特地加一句“投之于地”；其三，在“鄭人之取玉也，載司南之車(chē)，為其不惑也”（《鬼谷子·謀篇》）的記載里，如果“司南”指的就是“指南車(chē)”，“載司南之車(chē)”表達(dá)的就是“裝載指南車(chē)的車(chē)輛”，這種表達(dá)不合情理；其四，“司南指南車(chē)說(shuō)”的證據(jù)之一是宋殘本《論衡》寫(xiě)“司南之杓”作“司南之酌”，“酌”從酉，勺聲，本義是一種盛酒器，與“勺”是同源詞，“酌”作為“杓”的異文，應(yīng)該是由于通假的緣故，南朝吳均《酬蕭新浦王洗馬二首（其二）》詩(shī)中有“獨(dú)對(duì)東風(fēng)酒。誰(shuí)舉指南酌”，便可作“酌”為“杓”通假字的例證，無(wú)法證明司南與“勺”毫無(wú)關(guān)系。至于從“酌”推論到司南為一輛車(chē)，那就更是于古無(wú)征了。不過(guò)，這場(chǎng)關(guān)于司南與指南車(chē)的討論，給我們提供了了解先民辨識(shí)方向方法的許多科技史史料。從指南車(chē)發(fā)明制作的歷史和故事中，我們可以領(lǐng)略先民在機(jī)械制造上的許多巧思。

2.“司南”圭表說(shuō)

“司南”圭表說(shuō)認(rèn)為，“司南”是一種類(lèi)似圭表的觀測(cè)日影測(cè)量時(shí)間的儀器。

在指南針和指南車(chē)發(fā)明之前，先民是如何探測(cè)方位的？這個(gè)問(wèn)題的答案與圭表有關(guān)。古人很早就觀察到，樹(shù)木在太陽(yáng)照射下會(huì)留下影子，并且在一天不同的時(shí)間，影子的朝向和長(zhǎng)短會(huì)有變化。圭表是在這種經(jīng)驗(yàn)之下制成的，利用日影判斷時(shí)間、方位的天文測(cè)量?jī)x器。在地面上立起一根竿子，陽(yáng)光照射竿子，會(huì)在地上投出日影；沿著日影在地上放上測(cè)量工具，就可以記錄一天的不同時(shí)段日影的長(zhǎng)短，綜合日影的朝向變化就能判斷一天中的具體時(shí)間、自己所處的方位，乃至一年中的不同時(shí)節(jié)。這種測(cè)量方法就叫作“立表測(cè)影”，在地面上立起的竿子叫作“表”，與地面平行的正南北方向平放的量尺就叫作“圭”，二者合一，這種儀器被稱(chēng)為“圭表”。圭表的材質(zhì)多樣，可以是木質(zhì)、石質(zhì)或銅質(zhì)，高度一般是八尺，大致與一名身材高大的成年男性一致。圭表材質(zhì)簡(jiǎn)單，易于制作，功能多樣，實(shí)用性強(qiáng)，整體的設(shè)計(jì)思路蘊(yùn)含著中國(guó)人“四兩撥千斤”的智慧，所以我國(guó)天文史家高平子才會(huì)如此贊嘆：“我國(guó)圭表測(cè)景法，可謂以最簡(jiǎn)單儀器，作天文上極重要應(yīng)用。”

圭表的出現(xiàn)時(shí)間非常早。在商代的甲骨卜辭中，對(duì)卜辭中常見(jiàn)的“立中”，有學(xué)者認(rèn)為，這個(gè)詞反映的是商代人立表測(cè)算日中，以此進(jìn)行祭祀。還有學(xué)者補(bǔ)充道，甲骨文的“中”字本身就像以旌旗測(cè)量日影之形，“中”字的本義是“日當(dāng)午則旌影正”，“中”原來(lái)的意思是正午時(shí)分測(cè)量太陽(yáng)旌旗的影子正了，如此理解，“立中”指的就是立表測(cè)影的活動(dòng)?！吨芏Y·考工記》中“土圭，尺有五寸，以致日，以土地”的記載描述的就是圭表。

認(rèn)為司南是圭表的說(shuō)法是在對(duì)《韓非子·有度》“故先王立司南以端朝夕”的解讀中產(chǎn)生的。聞人軍認(rèn)為，《韓非子·有度》篇用了很多篇幅去描述地形的變化和地形變化對(duì)人方向辨別的影響，比如“如地形焉”“東西易面”等，然后引出“先王立司南以端朝夕”，這就很符合需要利用地形來(lái)判斷南北方向的圭表的使用描述。該學(xué)者還認(rèn)為，《韓非子·有度》篇先王立司南的目的“以端朝夕”可以與《周禮·考工記》中的“晝參諸日中之景，夜考之極星，以正朝夕”相互參考，而這段《周禮·考工記》的文字講的就是先民在日中的時(shí)候進(jìn)行立表測(cè)影的活動(dòng)，所以《韓非子·有度》篇中先王用來(lái)“端朝夕”的“司南”其實(shí)是圭表中的“表”。

“司南”即為圭表的說(shuō)法同樣值得懷疑。如果觀察《韓非子·有度》的上下文，會(huì)發(fā)現(xiàn)文章是在用一種打比方的形式講人君治國(guó)的道理，這種用比喻勸說(shuō)統(tǒng)治者接受自己觀點(diǎn)的勸諫方法經(jīng)常被當(dāng)時(shí)游說(shuō)各國(guó)君主的士人使用，對(duì)待他們留下的文獻(xiàn)，鑿實(shí)去理解，比如把“地形”理解為“實(shí)際的地表形態(tài)”，而不考慮其中可能存在的修辭，是不太合適的。而且，圭表出現(xiàn)的時(shí)間非常早，在中國(guó)古代歷史的時(shí)間和節(jié)氣測(cè)量中一直占據(jù)著相當(dāng)重要的地位，檢諸文獻(xiàn)，卻很少有其他將圭表類(lèi)儀器稱(chēng)為“司南”的記載，在文獻(xiàn)上，這個(gè)結(jié)論是沒(méi)有充分證據(jù)支持的。

3.“司南”北斗說(shuō)

現(xiàn)代學(xué)者對(duì)“司南”北斗說(shuō)的討論持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間。1956年已有學(xué)者發(fā)表文章，認(rèn)為《論衡》中的“司南”是北斗七星中的柄三星。古人將北斗七星稱(chēng)為“天樞、天璇、天璣、天權(quán)、玉衡、開(kāi)陽(yáng)、搖光”，柄三星指的是玉衡、開(kāi)陽(yáng)與搖光三星。在現(xiàn)代天文學(xué)中，成勺狀的北斗七星從斗身上端開(kāi)始，到斗柄末尾被依次以希臘字母命名為α、β、γ、δ、ε、ζ、η，北斗七星中的柄三星，即為大熊座的ε、ζ、η 三星。

持“司南”北斗說(shuō)看法的學(xué)者對(duì)《論衡》“司南之杓”中“杓”字的解釋與主流觀點(diǎn)不同。北斗七星的古代稱(chēng)呼可見(jiàn)于《史記索隱·天官書(shū)》所引《春秋運(yùn)斗樞》的文字：“斗，第一天樞，第二旋，第三璣，第四權(quán)，第五衡，第六開(kāi)陽(yáng)，第七搖光。第一至第四為魁，第五至第七為標(biāo)，合而為斗?！薄妒酚浰麟[》還引用《春秋文耀鉤》的文字說(shuō)：“斗者，天之喉舌。玉衡屬杓，魁為琁璣。”可以看出，文獻(xiàn)中北斗柄三星被稱(chēng)為“標(biāo)”或“杓”。在《司南新釋》中，該學(xué)者還列舉出一些文獻(xiàn)材料，如《后漢書(shū)·輿服志》有“后世圣人觀于天，視斗周旋，魁方杓曲”一段文字，其中記錄了古人觀星的情況。“魁方杓曲”精確地形容了北斗七星中斗身的四顆星呈現(xiàn)方形排列，斗柄三星略曲的形態(tài)。《晉書(shū)·天文志》中也有“魁四星為璇璣，杓三星為玉衡”的記載。唐代劉禹錫《七夕二首》（其二）有“初喜渡河漢，頻驚轉(zhuǎn)斗杓”一句，寫(xiě)出了在七夕的民俗傳說(shuō)里，織女找牛郎相會(huì)時(shí)那種迢迢千里、驚喜交加的情感，詩(shī)句中的斗杓指的應(yīng)是北斗七星。宋代范成大《除夜書(shū)懷》詩(shī)中有“運(yùn)斗寅杓轉(zhuǎn)，周天日御回。夜從冬后短，春逐雨中來(lái)。鬢綠看看雪，心丹念念灰”的記述，結(jié)合詩(shī)題及上下文文意，詩(shī)句寫(xiě)的是除夕夜觀天象后生出的感慨。北斗七星斗柄的指向隨季節(jié)變化而變化，如“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬?！痹?shī)句中“運(yùn)斗寅杓轉(zhuǎn)”，是一種在除夕夜生出的“北斗星斗柄轉(zhuǎn)了一圈，又過(guò)了一年”的感慨。

要討論“司南”北斗說(shuō)否能成立，關(guān)鍵在于《論衡》“司南之杓，投之于地，其柢指南”中“杓”是否能像《司南新釋》中提出的那樣，被解釋為北斗七星中的柄三星。筆者認(rèn)為不可以，原因有三：其一，使用古代材料訓(xùn)釋某一個(gè)詞的詞義，有一個(gè)很重要的原則，即要關(guān)注被訓(xùn)釋詞所在的語(yǔ)言環(huán)境因素，上下文就是很重要的語(yǔ)言環(huán)境。《司南新釋》給出的眾多“杓”被訓(xùn)釋為北斗柄三星的支撐材料，上下文都有與天文相關(guān)的語(yǔ)言因素：《晉書(shū)·天文志》本身就是天文史材料；《七夕二首》（其二）寫(xiě)牛郎織女相會(huì)的傳說(shuō)，這個(gè)民俗傳說(shuō)本身故事就與天空星辰緊密關(guān)聯(lián)；《除夜書(shū)懷》這首詩(shī)寫(xiě)在除夕夜這個(gè)同時(shí)具備“一年的尾聲”和“夜晚”兩個(gè)因素的時(shí)間段，夜晚觀星，用星斗引出詩(shī)歌內(nèi)容本身具有了合理性，在一年的末尾借北斗七星方位旋轉(zhuǎn)這一客觀事實(shí)來(lái)感慨時(shí)間流逝在情理上亦是可通的。但是在《論衡》以及較早提到司南的文獻(xiàn)《韓非子》和《鬼谷子》中，都沒(méi)有與天文或觀星相關(guān)的語(yǔ)言環(huán)境，所以把“司南之杓”訓(xùn)釋為北斗之柄是牽強(qiáng)的；其二，把“司南之杓”解釋為指向南方的北斗柄三星忽略了《論衡》原文中的“其柢指南”，《說(shuō)文解字》云：“柢，木根也。從木氐聲?！辫艿谋玖x是樹(shù)木的根，可以引申出“基礎(chǔ)”等含義，在“其柢指南”中指的是勺子的柄部，“司南之杓”的“杓”是“勺”的異體，指的是勺狀的司南整體，而“其柢”指的是勺子的勺柄，“司南之杓，投之于地，其柢指南”直接表達(dá)了司南的工作原理——將磁化之后的勺放在銅盤(pán)上，勺柄會(huì)自然地指向南方。《太平御覽》卷七六二及卷九九四中引用《論衡》這段文字時(shí)，將“柢”寫(xiě)作勺柄之“柄”，即為證據(jù)；其三，北斗七星的斗柄只有在北半球夏季的時(shí)候指向南方，由于地球圍繞地軸自轉(zhuǎn)，北極星的位置處在地軸的延長(zhǎng)線上，所以北極星總是處在地球的正北方，如果要用一個(gè)詞去形容北斗七星和北極星，“司北”比“司南”更合適，從天文現(xiàn)象自身的性質(zhì)上，“司南”北斗說(shuō)也是難以成立的。

與“司南”北斗說(shuō)相關(guān)的是，有說(shuō)法認(rèn)為，上古存在以星宿名命名的官職，比如祝融是火官，而祝融掌管的事務(wù)與天文、祭祀、辨認(rèn)方向有關(guān)，所以《韓非子·有度》篇的“司南”有可能是火官的一個(gè)別稱(chēng)。這種說(shuō)法完全不考慮語(yǔ)境，并且支撐文獻(xiàn)非常少，可以說(shuō)是一種不太具備說(shuō)服力的論斷。

北斗七星及北極星

“司南”北斗說(shuō)雖然并不能成立，但卻提示了我們思考司南設(shè)計(jì)成勺狀原因的方向——在司南、指南車(chē)這些設(shè)備發(fā)明之前，行人和船員只能依靠夜空中北斗七星和北極星的指引來(lái)辨識(shí)方向。北斗七星和北極星是北半球肉眼辨識(shí)度很高的天文現(xiàn)象，一般在晴朗的夜空中都能觀察到，古人還總結(jié)出了北斗七星的斗柄在不同季節(jié)指向的不同方向：春天指東、夏天指南、秋天指西、冬天指北。北斗七星“勺狀”的特征非常明顯，很早就被寫(xiě)進(jìn)了文學(xué)作品，《詩(shī)經(jīng)·小雅·大東》中有“維南有箕，不可以簸揚(yáng)。維北有斗，不可以挹酒漿”的詩(shī)句，“箕”是正南方星宿名，由四顆星連成，形狀像簸箕，“簸揚(yáng)”是用簸箕揚(yáng)米去糠；“維北有斗”指的就是北斗七星，“挹酒漿”說(shuō)的是用勺子舀酒漿。詩(shī)句表明，在《詩(shī)經(jīng)》時(shí)代，北斗七星“勺形”的特征就已深入人心。司南的制造者把它做成勺子的形狀，可能是為紀(jì)念長(zhǎng)久為人們指示方向的北斗七星。

綜上，司南是一種產(chǎn)生于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的勺狀磁性辨向工具，它的出現(xiàn)反映了中國(guó)古人對(duì)磁體指極性的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。同時(shí)我們也該認(rèn)識(shí)到，司南作為辨向工具，之所以沒(méi)有流傳到今日，是因?yàn)槠浯_實(shí)存在一些缺陷：首先，司南是用天然磁石制成，天然磁石難以獲得，這影響了司南的廣泛應(yīng)用；其二，天然磁石在加工時(shí)會(huì)因?yàn)榇驌羰軣岫ゴ判裕@給司南的加工制作增添了很大難度；其三，司南有一定的體積，攜帶上并不方便，雖然指南車(chē)的體積比司南大很多，但是指南車(chē)可以在陸上移動(dòng)，反倒減少了攜帶出行的負(fù)擔(dān)；其四，磁偏角的存在影響了司南的指南結(jié)果。司南所指示的南北方向是在地磁的南北極連線上，并非地理兩極的南北連線，二者之間存在一定的夾角，這個(gè)夾角就被稱(chēng)為磁偏角。世界上首個(gè)認(rèn)識(shí)到磁偏角的人是北宋的沈括，他在《夢(mèng)溪筆談》中關(guān)于磁偏角的記載，比哥倫布早了四百余年。在司南發(fā)明之后的很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們都沒(méi)有認(rèn)識(shí)到磁偏角的存在，只是發(fā)現(xiàn)沿著司南的指向走，會(huì)與目的地有一些偏差，而依靠日影指示方向的圭表和機(jī)械齒輪自動(dòng)離合的指南車(chē)所指的方向相對(duì)司南更為準(zhǔn)確，所以圭表和指南車(chē)流傳了下來(lái)，司南則逐漸消亡了。

人工磁化技術(shù)與指南魚(yú)及宋代指南針

司南使用上的不便影響了其流傳，但出于行軍、航海的需要，人們便開(kāi)始了指南工具的研發(fā)和優(yōu)化歷程，力圖制造出一個(gè)小型便攜的指南工具，最終的成果就是我們今日熟知的“指南針”。

天然磁石數(shù)量有限，成規(guī)模制造指南針需要人工磁化技術(shù)。到宋代，人們終于掌握了磁化技術(shù)，在人工磁化技術(shù)的輔助下，一種新的利用磁原理指示方向的工具——指南魚(yú)出現(xiàn)了。

根據(jù)磁化具體操作方法的不同，宋代的指南魚(yú)可以被分為兩類(lèi)：第一類(lèi)記載在北宋曾公亮等人編修的我國(guó)第一部官修兵書(shū)《武經(jīng)總要》之中，它的制作方法是這樣的：先把薄鐵葉裁剪成魚(yú)形，放入火中，烤得通紅，拿出，擺成平行于子午線魚(yú)頭向南、魚(yú)尾向北的樣子放到水中冷卻，使用的時(shí)候把水碗放到無(wú)風(fēng)的陰涼處，讓魚(yú)頭露出，這時(shí)候魚(yú)頭就會(huì)自然地指向南方。這是一種利用地磁場(chǎng)作用對(duì)鐵進(jìn)行磁化的方法，把鐵魚(yú)烤得通紅，是為了讓其內(nèi)部本來(lái)成規(guī)則排列的小單元磁疇活動(dòng)起來(lái)；趁熱夾出、沿著子午線指示的南北方向擺放，是為了讓磁疇順著地球磁場(chǎng)的方向排列，實(shí)現(xiàn)磁化的目的；之后放到水中冷卻，是為了讓磁疇排列的順序固定下來(lái)；放到水中的時(shí)候要在水剛剛沒(méi)過(guò)魚(yú)尾的時(shí)候停止，是為讓鐵魚(yú)正對(duì)北面的魚(yú)尾向下傾斜，從而增強(qiáng)磁化的效果。

雖然當(dāng)時(shí)指南魚(yú)的制造者們并不知道熱退磁的原理以及自己身處地區(qū)磁場(chǎng)的磁偏角與磁傾角的大小，但他們還是根據(jù)口口相傳的經(jīng)驗(yàn)，在制造指南魚(yú)的過(guò)程中注意了燒熱、“以尾對(duì)北”和“沒(méi)尾數(shù)分”的細(xì)節(jié)。令人驚嘆的是，這些距今一千年左右的制作流程即使用現(xiàn)在的眼光看，也是完全符合物理學(xué)原理的。

王振鐸還原的《武經(jīng)總要》指南魚(yú)示意圖[26]

王振鐸還原的《事林廣記》指南魚(yú)示意圖[28]

第二類(lèi)指南魚(yú)是木頭做的。南宋陳元靚編寫(xiě)的《事林廣記》中記載了當(dāng)時(shí)人們使用的另一種指南魚(yú)，它的做法是這樣的：用木頭雕刻成手指大小的魚(yú)，在魚(yú)腹的位置開(kāi)一個(gè)小口，先放入一塊天然磁石，再用黃蠟把剩下的位置填滿(mǎn)，把魚(yú)頭朝向南方，放入一根鋼針，讓鋼針深入魚(yú)腹，與天然磁石相接。把這種木質(zhì)的指南魚(yú)放入水中，不管怎么撥轉(zhuǎn)，最后魚(yú)頭還是會(huì)指向南方。如果從物理學(xué)的角度解釋木質(zhì)指南魚(yú)的磁化過(guò)程，它的本質(zhì)就是利用魚(yú)腹內(nèi)部那塊天然磁石的磁場(chǎng)作用，天然磁石自帶的磁場(chǎng)讓鋼針內(nèi)部的磁疇由雜亂排列變成規(guī)則排列，從而讓鋼針有了磁性，能夠指示南北。

雖然木質(zhì)指南魚(yú)出現(xiàn)在南宋的文獻(xiàn)材料記載中，但是制造它所使用的人工磁化方法在北宋時(shí)就已經(jīng)被發(fā)明了。北宋沈括在《夢(mèng)溪筆談》中記錄下了這種利用天然磁石進(jìn)行人工磁化的方法：“方家以磁石磨針?shù)h則能指南?！边@種經(jīng)過(guò)人工傳磁的鋼針，就是最早的以“針”形態(tài)出現(xiàn)的指南針。

在《夢(mèng)溪筆談》中，沈括總結(jié)了指南針的四種用法——水浮法、甲旋法、碗唇法與縷懸法。水浮法指的是把指南針?lè)诺剿校∑鸺纯芍改?；甲旋法指把指南針?lè)诺街讣咨希瑩軇?dòng)讓其指示南方；碗唇法與甲旋法類(lèi)似，指將指南針?lè)诺叫⊥氲倪吘墸屍涮幱诎霊铱盏臓顟B(tài)，從而使其能依從磁場(chǎng)指示方向。相較于前三種方法，沈括最認(rèn)可的使用方法是縷懸法，他認(rèn)為指南針浮在水上會(huì)搖晃，放在指甲與碗沿都容易掉落，只有縷懸法比較穩(wěn)當(dāng)?？|懸法指的是用蠟把一股蠶絲與指南針的針腰固定，在無(wú)風(fēng)的地方懸掛，讓其指示南方。

沈括在《夢(mèng)溪筆談》中對(duì)指南針用法的記載，是世界上最早的指南針“使用說(shuō)明”。

兩種羅盤(pán)與航海時(shí)代的到來(lái)

北宋指南針的誕生對(duì)當(dāng)時(shí)的航海事業(yè)產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。北宋地理學(xué)者朱彧的《萍州可談》中記載：“舟師識(shí)地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。”朱彧的父親朱服曾在北宋末年在廣州為官，管理市舶司，朱彧隨父親南下廣州，還在南海見(jiàn)到過(guò)蘇軾。在他的著作《萍州可談》中，歷史價(jià)值最大的就是關(guān)于北宋船舶出海及廣州市舶司的記載。“陰晦觀指南針”的記載可以說(shuō)明，到北宋末年，指南針已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在航海中。當(dāng)時(shí)的海船上會(huì)有專(zhuān)門(mén)用來(lái)放置指南針的“針?lè)俊?，足?jiàn)這一工具對(duì)航海的重要性。

受到磁偏角的影響，指南針工作時(shí)不全指南，會(huì)發(fā)生一些偏轉(zhuǎn)。為了方便出海，宋代人在使用指南針的時(shí)候會(huì)為其搭配刻有方位的羅盤(pán)，組合之后的航海羅盤(pán)有兩種：水羅盤(pán)與旱羅盤(pán)。

水羅盤(pán)的原理實(shí)際上就是沈括在《夢(mèng)溪筆談》中談到過(guò)的“水浮法”。雖然沈括對(duì)這種方法不甚認(rèn)可，認(rèn)為“水浮多蕩搖”，但在航海環(huán)境中，天氣多變，浪潮洶涌，而水羅盤(pán)中的水面卻總能保持水平狀態(tài)，相對(duì)于不平的風(fēng)浪，容器和水面反而給了指南針平靜的“工作環(huán)境”。因?yàn)樵谒_盤(pán)中磁針是浮在水面工作的，所以在文獻(xiàn)中，水羅盤(pán)通常被稱(chēng)為“浮針”，如北宋徐兢《宣和奉使高麗圖經(jīng)》中有“是夜，洋中不可住，惟視星斗前邁。若晦冥，則用指南浮針以揆南北”的記載。水羅盤(pán)一經(jīng)發(fā)明，在古代航海中便長(zhǎng)期扮演著重要的角色，直到鄭和下西洋時(shí)，船隊(duì)使用的指南工具依然是水羅盤(pán)。

旱羅盤(pán)與水羅盤(pán)可以通過(guò)對(duì)磁針的支撐方式進(jìn)行區(qū)分，水羅盤(pán)是讓磁針浮在水中，旱羅盤(pán)則是用軸支撐在磁針的重心處，盡量減少支點(diǎn)的摩擦力，方便磁針不受限制地轉(zhuǎn)動(dòng)、指引方向。因?yàn)楣湃说暮胶?shí)踐中長(zhǎng)期“偏愛(ài)”水羅盤(pán)，很少用旱羅盤(pán)，很長(zhǎng)一段時(shí)間里，旱羅盤(pán)都一直被誤解為是首先由歐洲人發(fā)明，再經(jīng)日本船只傳入中國(guó)的。事實(shí)并非如此，旱羅盤(pán)的工作原理早在《夢(mèng)溪筆談》中就有揭示，在沈括對(duì)指南針用法的描述中，不論是甲旋法還是碗唇法，原理都是在盡可能減少接觸面積的前提下，為磁針尋找軸支撐，以讓磁針能自由工作。1985年，江西臨川南宋墓中出土了70 件瓷俑，其中有一件“張仙人俑”左手抱了一羅盤(pán)置于右胸前，有學(xué)者認(rèn)為，這是能夠證明中國(guó)在12世紀(jì)已經(jīng)擁有旱羅盤(pán)的重要證據(jù)。

清代航海羅盤(pán)（中國(guó)航海博物館藏）

南宋詩(shī)人陳造曾有詩(shī)曰：“路迷端倚司南駕，金換還隨過(guò)海舟?！保ā洞雾嵎矫卣罚┑拇_，羅盤(pán)的發(fā)明對(duì)海上航行具有劃時(shí)代的意義。在沒(méi)有穩(wěn)定的辨向工具之前，出海的船只往往只能沿著海岸線在近海區(qū)域航行，無(wú)人有勇氣駛向神秘莫測(cè)、深不見(jiàn)底的海洋，而搭載指南針的羅盤(pán)的發(fā)明直接讓跨越大洋的世界航路成為可能。公元11世紀(jì)，在與宋代人的海上貿(mào)易中，阿拉伯人學(xué)會(huì)了羅盤(pán)的用法。12世紀(jì)，羅盤(pán)傳到了歐洲，更遠(yuǎn)的探索距離讓航海地圖的繪制成為可能，大航海時(shí)代即將到來(lái)，誰(shuí)能猜到這都是來(lái)自東方的一根小小磁針的功勞呢？

注釋?zhuān)?/p>

[1]黎翔鳳撰，梁運(yùn)華整理：《管子校注》（中），中華書(shū)局 2004年版，第1355 頁(yè)。

[2]許維遹集釋?zhuān)骸秴问洗呵锛尅罚ㄉ希?，中華書(shū)局2009年版，第212 頁(yè)。

[3]在明代《本草綱目》中，磁石又有“玄石”之稱(chēng)，這可能是后人意識(shí)到石頭無(wú)情后做的一種更正。

[4]劉秉正：《我國(guó)古代關(guān)于磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)》，《物理通報(bào)》1956年第8 期。

[5]王先慎撰，鐘哲點(diǎn)校：《韓非子集解》，中華書(shū)局1998年版，第37 頁(yè)。

[6]王充撰，黃暉校釋?zhuān)骸墩摵庑ａ尅罚ǜ絼⑴嗡旒猓┑谌齼?cè)，中華書(shū)局1990年版，第759 頁(yè)。

[7]《鬼谷子·謀篇》：“鄭人之取玉也，載司南之車(chē)，為其不惑也?！眳⒁?jiàn)許富宏整理：《鬼谷子集校集注》，中華書(shū)局 2010年版，第148 頁(yè)。

[8]許富宏整理:《鬼谷子集校集注》，中華書(shū)局2010年版，第328 頁(yè)。

[9]中華書(shū)局“新編諸子集成”叢書(shū)中的《論衡校釋》（附劉盼遂集解）所用字為“杓”，并且說(shuō)明“酌”字為非，寫(xiě)成“司南之杓”依然是主流觀點(diǎn)。

[10]孫機(jī)：《簡(jiǎn)論“司南”兼及“司南佩”》，《中國(guó)歷史文物》2005年第4 期。

[11]崔豹：《古今注》：“大駕指南車(chē)，起黃帝與蚩尤戰(zhàn)于涿鹿之野。蚩尤作大霧，兵士皆迷。于是作指南車(chē)以示四方，遂擒蚩尤而即帝位?！?/p>

[12]《太平御覽》卷七七五引《鬼谷子》：“肅慎氏獻(xiàn)白雉于文王，還，恐迷路，問(wèn)周公，作指南車(chē)以送之?！边@段文字不見(jiàn)于今本《鬼谷子》，有學(xué)者認(rèn)為是《太平御覽》的編者把《鬼谷子》注文與原文混淆了。

[13]《三國(guó)志》卷二十九裴松之注：“先生為給事中，與常侍高堂隆、驍騎將軍秦朗爭(zhēng)論于朝，言及指南車(chē)，二子謂古無(wú)指南車(chē)，記言之虛也。先生曰：‘古有之，未之思耳，夫何遠(yuǎn)之有！’二子哂之曰：‘先生名鈞,字德衡，鈞者器之模，而衡者所以定物之輕重；輕重?zé)o準(zhǔn)而莫不模哉！’先生曰：‘虛爭(zhēng)空言，不如試之易效也?！谑嵌铀煲园酌鞯郏t先生作之，而指南車(chē)成?！?/p>

[14]丁福保編:《全漢三國(guó)魏晉南北朝詩(shī)》（下），中華書(shū)局1959年版，第1123 頁(yè)。

[15]王玉民:《占測(cè)授時(shí)》，安徽教育出版社2019年版，第36 頁(yè)。

[16]蕭良瓊：《卜辭中的“立中”與商代的圭表測(cè)景》，參見(jiàn)中國(guó)天文史整理小組編：《科技史文集》（第10輯），上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1983年版，第27—44 頁(yè)。

[17]溫少峰、袁庭棟編著：《殷墟卜辭研究——科學(xué)技術(shù)篇》，四川省社會(huì)科學(xué)院出版社1983年版，第14 頁(yè)。

[18]聞人軍：《考工司南：中國(guó)古代科技名物論集》，上海古籍出版社2017年版，第246—249 頁(yè)。

[19]劉秉正：《司南新釋》，《東北師大學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》1986年第1 期。

[20][漢]司馬遷撰，[南朝宋]裴骃集解，[唐]司馬貞索隱，[唐]張守節(jié)正義：《史記》第四冊(cè)，中華書(shū)局1982年版，第1291—1292 頁(yè)。

[21]黃懷信：《鹖冠子校注》，中華書(shū)局2014年版，第70 頁(yè)。

[22]王充撰，黃暉校釋?zhuān)骸墩摵庑ａ尅?，中華書(shū)局1990年版，第759 頁(yè)。

[23]劉秉正：《再論司南是磁勺嗎?——兼答戴念祖先生》，《自然科學(xué)史研究》2006年第3 期。

[24]《夢(mèng)溪筆談》卷二十四：“方家以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常微偏東，不全南也?！?/p>

[25]參見(jiàn)曾公亮等《武經(jīng)總要》卷十五：“用薄鐵葉剪裁，長(zhǎng)二寸，闊五分，首尾銳如魚(yú)形，置炭中，火燒之，候通赤，以鐵鈐鈐魚(yú)首，出火，以尾正對(duì)子位，醮水盆中，沒(méi)尾數(shù)分，則上以密器收之。用時(shí)置水碗于無(wú)風(fēng)處，平放魚(yú)在水面，令浮其首，常南向午也?！痹恋戎惤ㄖ?、黃明珍點(diǎn)校：《武經(jīng)總要》，商務(wù)印書(shū)館2017年版，第241 頁(yè)。

[26]圖片來(lái)自王振鐸：《司南指南針與羅經(jīng)盤(pán)——中國(guó)古代有關(guān)靜磁學(xué)知識(shí)之發(fā)現(xiàn)及發(fā)明(中)》，《考古學(xué)報(bào)》1949年第4 期。

[27]《事林廣記》卷十：“以木刻魚(yú)子，如母指大，開(kāi)腹一竅，陷好磁石一塊子，欲以臈（黃蠟）填滿(mǎn)，用針一半僉從魚(yú)子口中鉤入，令沒(méi)放水中，自然指南，以手撥轉(zhuǎn)，又復(fù)如初。”

[28]圖片來(lái)自王振鐸：《司南指南針與羅經(jīng)盤(pán)——中國(guó)古代有關(guān)靜磁學(xué)知識(shí)之發(fā)現(xiàn)及發(fā)明(中)》，《考古學(xué)報(bào)》1949年第4 期，圖片標(biāo)出了木魚(yú)、黃蠟與磁石的具體位置。

[29]沈括撰，胡靜怡整理：《夢(mèng)溪筆談》，大象出版社2019年版，第181 頁(yè)。

[30]參見(jiàn)沈括《夢(mèng)溪筆談》：“水浮多蕩搖，指爪及盌唇上皆可為之，運(yùn)轉(zhuǎn)尤速，但堅(jiān)滑易墜，不若縷懸為最善。其法取新纊中獨(dú)繭縷，以芥子許蠟綴于針腰，無(wú)風(fēng)處懸之則針常指南?！?沈括撰、胡靜怡整理：《夢(mèng)溪筆談》，大象出版社2019年版，第181—182 頁(yè)。

[31]朱彧、陸游撰，李偉國(guó)、高克勤校點(diǎn)：《萍州可談老學(xué)庵筆記》，上海古籍出版社2012年版，第29 頁(yè)。

[32]徐兢撰，虞云國(guó)、孫旭整理：《宣和奉使高麗圖經(jīng)》（下），大象出版社2019年版，第298 頁(yè)。

[33]聞人軍：《南宋堪輿旱羅盤(pán)的發(fā)明之發(fā)現(xiàn)》，《考工司南：中國(guó)古代科技名物論集》，上海古籍出版社2017年版，第195 頁(yè)。