實證出新，霧去霾退

中圖分類號： G236 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-8462（2023）02-0106-03

中國古代科技史研究歷來強調新史料、新觀點、新方法的運用，然因歷史文獻不足、考古資料有限、理論觀念停滯等，其領域依舊存在模糊不清的問題甚至是學術空白，學術爭議亦從未停止。中國科技史研究的核心問題就是挖掘和考證中國古代科技的發展歷程，“溯其脈絡、正其筋骨”，但已有研究多依賴于歷史文獻和考古發現，在某些未有實證的方面易導致科技史學家們各執一詞、互不相讓的局面出現。中國傳統技術的研究之路似乎更加崎嶇難行，一方面是實證資料的缺乏，另一方面是傳統技術產生和運用的環境難以復制，所以，傳統技術的誕生時空、技術要素都是研究難點。但是，中國傳統技術研究并非毫無出路，文本、田野、實驗和理論是技術史研究的四大法寶，四者相得益彰則可闡釋中國古代技術成就。

《指南新證——中國古代指南針技術實證研究》（以下簡稱“指南新證”）出版于2020 年4月，是中國科學院自然科學史研究所所長張柏春主編的“中國傳統技術的新認知”叢書之一。本書作者黃興綜合歷史文本、田野調查、技術實驗、科學理論對古代指南針技術進行實證研究，將中國古代指南針技術的研究推向另一個新的階段，解決了不少學術爭議和難題，也開辟了中國古代傳統技術研究的新路子。

1 《指南新證》的結構和主要內容

《指南新證》一書包括總序、引言、正文九章、結語、附錄兩則、參考文獻、圖目錄、表目錄、符號清單與單位制換算、后記，此外，讀者可掃描書末附錄的微信二維碼獲取視頻資源。其主體內容可分為三個部分。

第一部分，即第一章，簡要細致地回顧了前人的研究工作，并提出了本書的寫作思路和主要內容。中國古代指南針技術研究迄今已有100 多年的歷史，研究成果涉及指南針的起源、原理、復原、運用和傳播，作者認為學者研究指南針技術的過程本就是一部值得書寫的歷史，且本書的許多工作和結論或受到前人研究的啟發，故而有必要對前人的研究作細致的評述。在此部分，前人研究包括指南針起源研究，磁羅盤研究，指南針的演變、應用和傳播研究三個方面。作者對每一個方面都作了細致詳盡的綜述，據此可查前人的主要研究成果以及學術爭議之處，尤以指南針起源研究方面的內容最詳細，作者分析了這方面的研究成果，并根據研究焦點“司南”之含義與天然磁石是否具有實用性兩個重要問題將前人觀點分為三類。作者在回顧前人研究之后提出了“解決古代指南針研究中待解決的技術性問題及分析此基礎上的古代指南針演變情況”的寫作中心，揭示當前研究的難點及擬解決的方法。

第二部分，即第二章至第八章，是本書的主要內容，圍繞“指南針技術實證研究”這一核心展開，兼具歷史文本、田野調查、技術實驗、科學理論四個方面的研究手段，將古代指南針技術研究的技術難點、爭議點、遺漏點鞭辟入里。研究古代指南針技術必先研究磁石，所以作者收集并分析了大量的歷史文獻資料，對古人有關磁石的認識及應用爛若披掌。人類對磁石的認識已逾3000 多年，確切的文字記載可追溯到公元前7 世紀-公元前6 世紀，古人對磁石的應用主要包括方術、中醫藥和指南針磁化三個方面。以往研究對“什么是磁石”的認識不夠深入，故而作者列舉了磁石科學的界定和特性，并進行磁石礦田野調查和古今磁石磁性對比實驗，從源頭上為古代指南針技術研究開辟進路。作者也考慮到指南針材料——鋼鐵以及兩千多年來中國地磁場演變情況等影響因子，厘清了古代指南針技術實證研究所需的科學理論，并根據實驗所需的技術數據研制實驗裝置，從而對磁石及指南針展開定量化或半定量化的研究。本書作者十分重視技術實驗及數據分析，花了半數以上的篇幅對古今磁石對比實驗、磁石勺方案實驗、磁性指向器其他方案實驗、鐵質指南針摩擦磁化實驗以及《武經總要》“魚法”復原實驗進行細致研究和論證，內容之豐、數據之詳、實驗之嚴謹在以往的指南針技術研究中不可多得。作者在上述實驗中均秉持客觀原則，盡最大可能還原古代磁石加工水平、指南針制作工藝以及古地磁場強度，以客觀評判古人在磁性指向技術、指南針技術方面的技術水平和應用能力，一掃質疑之聲。

第三部分，即第九章，綜合探討了指南針技術演變的技術因素、古代指南針的起源和演變的歷史可能性以及促進其發展的影響因素。作者認為，磁石勺司南方案非常合理、巧妙，是用天然磁石制作磁性指向器中的最佳方案。當然，作者也秉持嚴謹治學的態度，指出王充《論衡》司南是否為磁石勺指向器有待更多考古實物的發掘予以證明。作者對古代磁性指向器從材料選用、外形設計和安裝方式進行技術分析，剖析指南針技術的演變之路，同時探討了指南針演變與地磁場變化的關系，指出了指南針技術、磁偏角、建筑朝向、古地磁場之間復雜的歷史關系，提出了諸如古建筑在建筑過程中是否利用磁性指南針、地理因素是否對指南針的發明與應用存在實質影響等重要研究課題。

2 《指南新證》的學術價值

《指南新證》入選“ 中國傳統技術的新認知”叢書，意味著其在指南針技術研究領域具有新的科學認識以及寶貴的學術價值。

其一，深化了對古代磁性指向器、指南針及其制作技術源流問題的認識。古代指南針技術研究一直存在技術性問題，時至今日在學術界、大眾社會依舊存在“司南”是哪種指向器，古人是否可以利用磁石進行指向等質疑?！吨改闲伦C》則依托歷史文本開展實證研究，以系統化、規范化、定量化或半定量化的實驗結論和數據來解決一定條件下的技術可行性問題，消除爭議，溯清源流。值得注意的是，作者敏銳地認識到“磁石”在古代指南針技術研究中的關鍵作用，引用多學科知識和理論回答古人所說和所應用的磁石究竟為何物，從而為古代指南針技術研究掃清障礙。通過細致的文獻考察和嚴謹的實驗研究，作者認為古人利用天然磁石進行指向不存在材料來源、加工水平、社會需要等方面的問題。唐代后期出現的鐵質指南針并不存在技術可行性爭議，但在加工工藝、產品性能和磁化機理等方面認識不足或存在偏差，作者就此設計并開展系列實驗，分析磁針式指南針、魚形鐵片指向器、鐵勺指向器的磁化工藝和指向性能，從而探究鐵質指南針的演變及其技術原因。此外，作者通過實驗發現《武經總要》中“魚法”的磁化機理并非被學界廣泛引用的“地磁場熱剩磁說”，而是利用鐵鉗的磁性完成熱剩磁過程，地磁場在熱剩磁過程中未發揮實質作用。作者的實證研究解決了古代指南針技術研究中的一些難點、模糊點、爭議點，提出了一些新的觀點，對于后續的研究具有重要推動作用。

其二，提出了指南針技術研究中非技術領域的問題，主張多維度地看待問題。本書旨在解決當前古代指南針研究中待解決的技術性問題，但也并非只談技術上的問題，對古代指南針技術背后的政治、文化、民風民俗、地理環境等影響因素也有所涉及，提出了不少具有研究價值的新問題，是一種全方位的研究視角。作者除了通過實驗驗證古代磁石指向技術的可行性問題，還深度發掘歷史文獻背后的種種因素，以輔證古代磁石指向技術是存在群體基礎、政治基礎、文化基礎、環境基礎的。作者發現，考察古代建筑與地磁偏角的關系，可為古代指南針技術研究提供一條探索道路，研究古建筑的朝向以及分析當時的古地磁偏角可以探討古建筑在修建時是否利用了磁性指南針，這就是一種技術與社會的研究視角。

其三，開拓了研究新視角。作者發現在地磁場水平分量存在地理差異這一客觀事實之下，磁性指南針技術出現的較早地區與地磁場水平分量高值區域存在對應關系，可以進一步研究地理因素對指南針的發明和應用的實質影響。地理環境對人類的影響一直以來都是學者熱衷探索的研究視角，也有不少研究成果表明地理環境確實對人類的思想、文化、科技產生實質影響，探究地理環境與指南針技術之間的生成關系也是一種可行的路徑。

其四，揭示了實證研究對于古代傳統技術研究的重要意義，啟迪其他同類研究。資料短缺一直是古代傳統技術研究面臨的主要難題之一，在這種制約因素下，科學地創造研究條件不失為一種破解歷史難題的好辦法，雖然不能夠百分百還原歷史環境，但是能夠不斷接近真相。作者依據歷史文獻、科學理論以及田野調查展開的實證研究最大限度地遵循了歷史客觀因素，又實質性地為古代指南技術提供實驗數據上的有力支持。學術界及社會的質疑主要是古代“司南”并非指南針、前人復原的司南孤證不立等幾個問題，但作者通過反復多次的實驗證明了古代利用磁石進行指南是不存在技術性障礙的。復原古代技術成就在一定情況下是一種可行的研究方法，在遵循科學理論與客觀歷史條件下進行的實證研究則更具客觀性和科學性，從而具有更強的說服力。其他同類研究，尤其是缺乏歷史資料、考古證據的，未嘗不可有條件地進行實證研究。

其五，展現了多學科融合的研究方法，應學科發展特質解決研究壁壘問題。書中，作者充分挖掘歷史文本，涉及正史、方書、方志、圖集、諸子學說等各類文獻資料，盡可能地分析古代指南技術產生與發展的實際情況，為實證研究鋪平道路，這就屬于文獻學、文字學、歷史學等領域的研究方法。研究古代指南針技術，必然涉及巖石磁學、鐵磁學、古地磁學、電磁學等科學理論，作者精確地看到了這一點，從而奠定了該研究的理論基礎。磁石在該研究中占有關鍵地位，其選材及加工涉及田野調查、石器加工的專業知識和研究方法。此外，作者設計并研發了新的實驗裝置以供該研究進行必要的模擬和測量，不具備設計學、機械學、電工學等相關領域的知識和技能是蹩腳難行的。在學科交融大背景下，科技史研究不能囿于單一領域，博采眾長、融會貫通方能有所開創。

3 結語

江曉原在談及中國古代四大發明時，認為許多爭論是帶有情緒的，但中國人對四大發明的發明權是基本穩固的，主張心平氣和地看待一系列爭論。黃興則很好地以此種心態進行研究，一方面認為古人有能力且可以不費力地制造出多種具有良好可用性的天然磁石指向器，另一方面秉持需要明確的古代遺物或古文獻記載等證據證明此歷史的客觀態度。因此，黃興的實證研究確實使70 年懸而未決的“司南”之磁石勺方案遭質疑的問題得到了重新思考，也使60 多年來對《武經總要》中“魚法”的磁化方式得以有認識上的轉變。以實證研究的方式撥開歷史的迷霧，讓中國古代指南針技術研究有新的重大突破，勢必能為與之相關的歷史、文化、科技謎題提供科學的研究基礎。

［責任編輯 黃祖賓 楊小平］