三 北宋沈括等人對指南針的描述

北宋沈括于《夢溪筆談·雜志》中說：“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。水浮多蕩揺，指爪及碗唇上皆可為之，運轉(zhuǎn)尤速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善。其法取新纊中獨繭縷，以芥子許蠟，綴于針腰，無風處懸之，則針常指南。其中有磨而指北者，予家指南北者皆有之。磁石之指南，猶栢之指西，莫可原其理。”又說：“以磁石磨針鋒，則銳處常指南，亦有指北者，恐石性亦不同。如夏至鹿角解、冬至麋角解，南北相反，理應有異，未深考耳。”這里，沈括述說了物理學上的“磁化法”，把鋼針在天然磁石上一順摩擦，鋼針就會磁化，所謂“有磨而指北者，予家指南北者皆有之”，是因摩擦時所取磁場的磁力線方向不同的緣故，沈括以針尖所指定向，從而就有了“指南”或“指北”的不同功能。沈括介紹了幾種制作“指南針”的方法：一是“水浮法”；一是“指甲法”；一是“碗邊法”；一是“懸線法”。現(xiàn)代研究中國古代指南針的學者王振鐸，根據(jù)沈括的說法畫出了北宋時期所用指南針不同類型的示意圖。

圖1-7王振鐸根據(jù)《夢溪筆談》的有關(guān)指南針的述說畫出的示意圖

上圖之“甲”是“指爪法”; “乙”是“水浮法”，一般用輕質(zhì)的燈芯草為磁針的水浮載體；“丙”是“縷懸法”，要用獨個的新蠶繭的蠶絲，用少許的石蠟把單根蠶絲固定在針的中間重心處；“丁”是“碗邊法”，找好針的重心，小心翼翼地把磁化好的鋼針橫于碗的邊緣上，這樣做的前提是事先要大致確定南北向，要把針放在碗的或南或北的邊緣上，而不能放在東西的邊緣上。網(wǎng)上也可見相應的實物圖片，如下圖。

沈括（1031—1095），字存中，錢塘人。宋仁宗嘉佑八年（1063）進士，宋神宗熙寧中（1072）官至翰林學士、龍圖閣待制。因議論筑永樂城的事，被貶做筠州團練副使，后來又官復光祿寺少卿，分司南京。他自己卜居潤州，夢溪即是他晚年所居之地。《夢溪筆談》二十六卷、《補筆談》二卷和《續(xù)筆談》一卷，都是他晚年在夢溪所寫的書。他的事跡，附載在《宋史·沈遘傳》之中。沈括堪稱北宋時期的科學家，他不但記載了當時諸多的指南針用法，更重要的，是他在歷上史首次指明了存在“磁偏角”的現(xiàn)象。他所說的“能指南，然常微偏東”, “偏東”就是說地磁場的子午線微偏于地理的子午線的東面，這是以針尖“指午向”而言的，如果看針尾的“指子向”，那就是“微偏西”了。沈括的這一說法，就是后來中國羅經(jīng)從只有地盤正針發(fā)展到有天盤縫針的理論根據(jù)。在羅經(jīng)上不可能把各地的磁偏角都表達出來，只好取個“偏東”七度半的平均值了。

圖1-8 北宋“水浮法”指南針示意圖

北宋時期的朱彧著《萍州可談》三卷。朱彧在書中說：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。”朱彧（生卒不詳），字無惑，烏程人。其父朱服是宋神宗元豐中（1081）的地方官員，宋哲宗紹圣中（1096）曾經(jīng)奉命出使遼國，后來又為廣州軍帥，所以朱彧此書多述其父之所見聞，而于廣州蕃坊市舶，說得尤為詳細。四庫館臣評價此書說：“所記土俗民風朝章國典，皆頗足以資考證，即軼聞瑣事，亦往往有禆勸戒，較他小說之侈神怪肆恢嘲，徒供談噱之用者，猶有取焉。”朱彧于廣州多了解航海知識與諸多見聞，其對當時“舟師”于陰天里倚靠指南針航行的記載，則證明于北宋神宗年間，就有指南針用于航海。估計當時所用的指南針大概是“水浮法”，也就是一般所謂的“水羅經(jīng)”。從辨別方向的精度來看，當時 也 應 該 有“二十四山”方向的刻度劃分。

圖1-9 宋“水浮法”指南針模型

圖1-10 元代“水浮法”指南魚復原照片

北宋徐兢于《宣和奉使髙麗圖經(jīng)》中說：“舟 行 過蓬萊山之后，水深碧色如玻璃，浪勢益大，洋中有石曰半洋焦，舟觸焦則覆溺，故篙師最畏之。是日午后，南風益急……是夜洋中不可住，維視星斗前邁。若晦冥，則用指南浮針以揆南北。”“宣和”是北宋徽宗的年號，時當1119—1125年。徐兢（1091—1153），字明叔，號自信居士。宣和六年，髙麗入貢，朝廷聘徐兢為國信使，出使高麗。由此記可知，時至北宋宣和年間，當時航海所用指南針是“浮針”。

圖1-11 元代“水浮法”指南魚模型圖圖1-12北宋“縷懸法”指南針復制品

圖1-13宋代指南龜模型

到了南宋時期，指南針的應用范圍就已經(jīng)有所擴展。如彭龜年的《止堂集》有詩寄黃商伯兼簡詹元善：

今日蠻荒好，逢人說桂林。只應一片雪，端在兩公心。

祈望羅明月，生黎斸水沈。滔滔迷所往，莫望指南針。

又如南宋末的方回于《桐江續(xù)集》有詩贈地里師周國祥：

存衛(wèi)府勛有是事，下婢子品斯何心。

多少幽明不平處，煩君端試指南針。

由此可知，到了南宋時期，一些從事風水業(yè)的“地理師”就已經(jīng)開始使用“指南針”了。