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來源: 中國經濟網 南宋陳元靚在他所撰的【事林廣記】中，也介紹了當時民間曾經流行的有關指南針的兩種裝置形式，就是木刻的指南魚和木刻的指南龜。木刻指南魚是把一塊天然磁石塞進木魚腹里，讓魚浮在水上而指南。木刻指南龜的指向原理和木刻指南魚相木同，它的磁石也是安在木龜腹，但是它有比木魚更加獨特的裝置法，就是在木龜的腹部下方挖一小穴，然後把木龜安在竹釘子上，讓它自由轉動。這就是說，給木龜設置一個固定的支點。撥轉木龜，待它靜止之後，它就會南北指向。
正如在使用司南時需要有地盤配合一樣，在使用指南針的時候，也需要有方位盤相配合。最初，人們使用指南針指向可能是沒有固定的方位盤的，但是不久之後就發展成磁針和方位盤聯成一體的羅經盤，或稱羅盤。方位盤仍是漢時地盤的二十四向，但是盤式已經由方形演變成環形。羅經盤的出現，無疑是指南針發展史上的一大進步，只要一看磁針在方位盤上的位置，就能定出方位來。南宋曾三異在【同話錄】中說道：『地螺或有子午正針，或用子午丙壬間縫針。』這裡的『地螺』就是地羅，也就是羅經盤。這是一種堪輿用的羅盤。這時候已經把磁偏角的知識應用到羅盤上。從曾三異的恬可以看出，這種羅盤不但有子午正針(是以磁針確定的地磁南北極方向)，還有子午丙壬間的縫針(是以日影確定的地理南北極方向)，兩個方向之間有一夾角，這就是磁偏角。
當時的羅盤，還是一種水羅盤，磁針還都是橫貫着燈芯浮在水面上的。北宋徐兢的【宣和奉使高麗圖經】中記有：在海上航行遇到陰晦天氣，就用指南浮針。
不過在南宋可能已出現旱羅盤。據【考古】1988年第四期報道，1985年五月江西臨川南宋邵武知軍朱濟南(l140―1197)墓出土了七十伴瓷俑，其中一件稱張仙人俑，高二二・二厘米，手捧一件似是旱羅盤，磁針是菱形，中央有一小孔，以軸承支持着。這說明可能早在十二世紀末期前，中國已有旱羅盤。旱羅盤和水羅盤的區別在於，旱羅盤的磁針是以釘子支在磁針的重心處，並且使支點的摩擦阻力十分小，磁針可以自由轉動。顯然，旱羅盤比水羅盤有更大的優越性，它更適用於航海，因為磁針有固定的支點，而不會在水面上遊蕩。
旱羅盤的這種磁針有固定支點的裝置法，最初的思想起源很早。因為司南就有一定的支點；沈括關於磁針裝置試驗中又有碗沿旋定法和指甲旋定法等。
我國的指南針大約是在公元十二世紀末到十三世紀初經過阿拉伯傳入歐洲的。宋代我國的航海業已經相當發達，泉州、廣州都是世界一等大商港，中國船隻不但船身大，結構堅，而且航速快，又有指南針指航，阿拉伯商人都樂乘中國船隻。而且阿拉伯和波斯商人旅居中國的不少，泉、廣常住許多阿拉伯商人，因而，我國指南針的每一步發展，連同民間流行的木刻指南龜，也就很容易隨着頻繁的經濟文化交流而傳人西方，這就為旱羅盤的出現提供了基礎。
順便指出，雖然旱羅盤因磁針有固定的支點而比水羅盤顯得優越，但是它在海上應用仍有很大的不方便。當盤體隨海船作大幅度擺動的時候，常使滋針過分傾斜而靠在盤體上轉動不了。十四到十六世紀，歐洲航海羅盤出現了一種現在稱做『萬向支架』的常平架，它是由兩個銅圈組成，兩圈的直徑略有差別，使小圈正好內切於大圈，並且用樞軸把它們聯結起來，然後再由樞軸把它們安在一個固定的支架上。旱羅盤就掛在內圈中，這樣，不論船體怎麼擺動，旱羅盤總能始終保持水平狀態。
這種常平架，就文獻記載來看，在我國早在漢晉時期就已經出現了。在當時的一部著作【西京雜記】①中曾經記載西京長安有個巧匠名叫丁緩的，他作了一個小香爐，像個多孔小球，可以點上香後放在被窩中，不論小球怎麼滾動，爐灰總不會撒出來，因此這種小香爐稱做臥褥香爐或被中香爐。臥褥香爐的原理就是在多孔小球里聯結着兩個套起來的金屬圈，點香用的爐缸就掛在內圈上。這種臥褥香爐在漢以後歷代都有製造。但是這種技術原理在當時只是為少數統治階級服務，直到一千三百多年後歐洲人用它裝置航海羅盤的時候，這一人類智慧才得到真正的尊重和充分的應用。
指南針在航海上的應用
指南針作為一種指向儀器，在我國古代軍事上，生產上，日常生活上，地形測量上，尤其在航海事業上，都起過重要的作用。
我國古代航海業相當發達。秦漢時期，就已經同朝鮮、日本有了海上往來；到隋唐五代，這種交往已經相當頻繁。而且同阿拉伯各國之間的貿易關係也已經很密切。到了宋代，這種海上交通更得到進一步的發展。中國龐大的商船隊經常往返於南太平洋和印度洋的航線上。海上交通的迅速發展和擴大，是和指南針在航海上的應用分不開的。在指南針用於航海之前，海上航行只能依據日月星辰來定位，一遇陰晦天氣，就束手無策。唐文宗開成三年(公元838年)，日本和尚圓仁來中國求法，後來寫有【入唐求法巡禮行記】一文，描述了在海上遇到陰雨天氣的時候混亂而艱辛的情景：當時，海船的航向無法辨認，大家七嘴八舌，有的說向北行，有的說向西北行，幸好碰到一個波綠海淺的地方，但是也不知道離陸地有多遠，最後只好沉石停船等待天晴。
而在指南針用於航海之後，不論天氣陰暗，航向都可辨認。史籍中最早記載到指南針用於航海的是在北宋。朱(yù)在他的【萍洲可談】一書中評述了當時廣州航海業興旺的盛況，同時也記述了中國海船在侮上航行的情形，說道：『舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。』這時海上航行還只是在日月星辰見不到的日子裡才用指南針，這是由於人們對靠日月墾辰來定位有一千多年的經驗，而對指南針的使用還不很熟練。隨着指南針在海上航行的不斷應用，人們對它的依賴也與日俱增，並且有專人看管。南宋吳自牧在他所寫的【夢粱錄】中說道：『風雨冥晦時，惟憑針盤而行，乃火長掌之，毫釐不敢差誤，蓋一舟人命所系也。』由此也可以看出指南針在航海中的地位和作用。到了元代，指南針一躍而成海上指航的最重要儀器了，不論冥晦陰暗，都利用指南針來指航。而且這時海上航行還專門編制出羅盤針路，船行到什麼地方，採用什麼針位，一路航線都一一標識明白。元代的【海道經】和【大元海運記》裡都有關於羅盤針路的記載。元代周達觀寫的【真臘風土記》裡，除了描述海上見聞外，還寫到海船從溫州開航，『行丁未針』。這是由於南洋各國在中國南部，所以海船從溫州出發要用南向偏西的丁未針位。明初航海家鄭和『七下西洋』，擴大了中國的對外貿易，促進了東西方的經濟和文化交流，加強了中國的國際政治影響，增進了中國同世界各民族的友誼，作出了卓越的貢獻。他這樣大規模的遠海航行之所以安全無虞，端賴指南針的忠實指航。鄭和的巨艦，從江蘇劉家港出發到蘇門答臘北端，沿途航線都標有羅盤針路，在蘇門答臘之後的航程中，又用羅盤針路和牽星術相輔而行。指南針為鄭和開闢中國到東非航線提供了可靠的保證。就世界範圍來說，指南針在航海上的應用，導致了以後哥倫布(約1451―1506)對美洲大陸的發現和麥哲侖(約1480―1521)的環球航行。這大大加速了世界經濟發展的進程，為資本主義的發展提供了必不可少的前提。
我國古代有關磁學的知識
我國古代關於磁學的知識相當豐富。古籍中記載了很多有關磁學的其他知識。遠在二千多年俞，我國古代勞動人民就開始同磁打交道。我們祖先對磁的認識，最初是從冶鐵業開始的。勞動人民在尋找鐵礦的過程中，必然會遇到磁鐵礦，就是磁石(主要成分是四氧化三鐵)。我國古籍中關於磁石的最早記載，是在【管子・地教篇】中：『上有慈石者，下有銅金。』人們在同磁石不斷接觸中，逐漸了解到它的某些特性，並且利用這些特性來為人類服務。 |
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