中国古代磁石与海洋环境

中国古代磁石与海洋环境

培根的三大发明期对世界的影响日益重要中国针灸的发明可以概括为四个阶段：磁石指的是极性的发现，电南仪的出现，水盘的发明和干盘的生产。磁石指极性的发现是指南针发明的前提条件,司南仪是最早形式的指南针,水罗盘和旱罗盘的相继发明是着眼于指南针的指极性灵敏度和指南针使用的方便性等方面的要求而进行的革新,特别是指南针应用于航海之后,已经不再拘囿于陆地上的方位辨别作用,表明了它已经得到了广泛的应用。英国哲学家弗兰西斯·培根(1561—1626)在他的《新工具论》指出,印刷术、火药、指南针“这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了:第一种是在学术方面,第二种是在战事方面,第三种是在航行方面;并由此又引起难以数计的变化来:竟至任何教派、任何帝国、任何星辰对人类事务的影响都无过于这些机械性的发现了。”马克思也沿袭了培根的说法:“火药、指南针、印刷术———这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成了新教的工具,总的来说变成了科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”虽然培根和马克思都肯定了印刷术、火药以及指南针对西方资产阶级革命的重要作用,但是并未把这三大发明归功于中国。英国汉学家瓦尔特·亨利·麦都思(1796—1857)就明确把三大发明归功于中国,他说:“中国人的发明天才,很早就表现在多方面,中国人的三大发明(航海罗盘、印刷术、火药),对欧洲文明的发展,提供异乎寻常的推动力。”而在1925年,美国学者卡特也明确提到:“欧洲文艺复兴初期四种伟大发明的流播,对现代世界的形成,曾起重大的作用。造纸和印刷术,替宗教改革开了先路,并使推广民众教学成为了可能。火药的发明,削弱了封建制度,创立了国民军制。指南针的发明,导致发现美洲,因而使全世界、而不再是欧洲成为历史舞台。这四种以及其它发明,中国人都居重要地位。”毫无疑义,指南针对世界文明的影响是深远的,但是关于中国指南针外传西方的问题,却众说纷纭,相当复杂。有学者认为,指南针技术是十字军东征由阿拉伯带回欧洲的,比如恩格斯就说“磁针从阿拉伯人传到欧洲人手中,1180年左右”;而李约瑟却认为:指南针发明不久后即由当时控制西域、中亚的西辽帝国而先从欧亚草原传入俄罗斯公国,再传入西欧的;当然也有学者认为最早“应用磁针的不是中国人,而是在广州和苏门答腊之间航海的外国海员”。一、在中国古代,对磁石作为一种新的认识,已经掌握了磁石的指极性发明指南针有一个重要的前提,就是对磁石及其指极性性的发现。关于对磁石的最早记载,同样是出现在《山海经》里,而对磁石吸铁性有所认识的记载是在《吕氏春秋》一书中:“慈石召铁,或引之也。”《鬼谷子》有“慈石之取铁”的记载,《吕氏春秋》的成书时间在公元前239年前后,可见磁石及磁石吸铁性的发现应该在公元前239年以前。虽然发现磁石指极性以及地磁偏角的明确记载,是在宋代,然而“司南”“指南”之类的词汇却在频繁出现在战国时期的古籍中,例如《韩非子》“故先王立司南以端朝夕”,《鬼谷子》“郑人取玉,必载司南,为其不惑也”。而到了东汉,《论衡》描述道:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”虽然寥寥几字,但已经将司南仪的形制以及指极性明确地描述了出来。时至北宋,沈括在他的传世杰作《梦溪笔谈》中也有关于人造磁针及地磁偏角的记载:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。水浮多荡摇,指爪及盌唇上皆可为之,运转尤速,但坚滑易坠,不若缕悬为最善……其中有磨而指北者。予家指南北者皆有之。磁石之指南,犹柏之指西,莫可原其理。”从上述史实也可以推理,中国人关于磁石指极性的认识应该在公元前200多年,并且在沈括时代,即公元1031至1095年,中国已经发现了地磁偏角,并且已经掌握了人造磁针。而在西方,尽管关于航海指南针的记载是在1190年英国学者亚历山大·尼坎姆《论自然界的性质》一书中,但对磁石及其性质的系统研究是在1600年英国物理学家吉尔伯特《论磁石》一书问世之后,从这一角度看,中国确实拥有了发明指南针的优先权,因为在没有对磁石认识之前却能够发明航海指南针的观点,是难以成立。此外,中国指南针的发明经历了漫长的历史过程,从磁石指极性的发现、到司南仪的出现、再到水罗盘的发明和旱罗盘的制作,从用于陆地方向辨别,到用于堪舆,再到用于航海,指南针技术不断改正,使用范围不断扩大,而这所有的一切,既有文献的记载,也有实物的出土,所以我们完全可以相信指南针是中国本土的创造发明。二、西方对中国的认识最早记载有关指南针用于航海的阿拉伯文献,是13世纪初阿拉伯地理学家阿布·菲达所著的《地理志》,而中国的《萍洲可谈》却出现于11世纪初期。从文献记载看,可以得知指南针的发明以及用于航海,最早是在中国,而并非阿拉伯。而问题恰恰也出现的对文献的不同理解上。欧洲有学者根据《萍洲可谈》的记载,认为“甲令海舶,大者数百人,小者百余人”(朱彧《萍洲可谈》)中的“甲令”是前来广州通商的阿拉伯船主的姓氏,即Kling。以致美国科学史家乔治·萨顿(1884-1956)也认为:“中国人把最先实际应用磁针的荣誉归之于外国人,最有可能是穆斯林。实际上在东亚与印度、波斯、阿拉伯以及与非洲之间的航海贸易操之于穆斯林之手。这项大发明可能完成于11世纪末,如果不是在这以前的话。”(P)489很明显这是西方人对中国典籍的误读,“甲令”不可能是阿拉伯人的姓氏,而是朝廷法令的意思,在《宋书·庐江王祎传》:“朕应天命,光宅四海……永垂画一,著于甲令。”(沈约《宋书》)日本学者桑原骘藏(1870-1931)也指出,将《萍洲可谈》中所述装有指南针的北宋中国海舶误认为是阿拉伯海舶,因此所导出的结论自然全是错误的。而且,一个直到11世纪仍未发现指南针的国家,却能在短时间内将指南针用于航海,是难以想象的,况且根据学者研究,中世纪阿拉伯海上贸易商船根本没有达到“大者数百人”的水平。所以,史实与萨顿的看法恰恰相反,最先实际应用指南针的荣誉应归于中国人。正如以上所述,宋朝统治积极发展与阿拉伯等国家的海上贸易往来,两国交往十分频繁。据史学家陈垣先生的考据,自924年至1207年,大食正式遣使中国39次。《宋史》也记载道:“开宝四年(971年)置市舶司于广州,后又于杭、明州置司。凡大食、古逻、阇婆、占城、勃泥、麻逸、三佛齐诸蕃并通贸易。”唐宋时期,在沿海城市如广州、泉州、杭州,形成了“蕃坊”,即外国使者及商人的聚居地。《萍洲可谈》记载道:“蕃人衣装与华异。饮食与华同。或云其先波巡尝事瞿昙氏,受戒勿食猪肉,至今蕃人但不食猪肉而已”,由此可见在这些来访中国的蕃人中,阿拉伯人为数不少,而他们当中最为典型的应该就是阿拉伯人蒲寿庚了,他于1241至1252年在福建泉州任提举市舶,即担任管理贸易事务的官职。宋朝的造船及航海技术也相当发达,《岭外代答》就记载:“浮南海而南,舟如巨室,帆若垂天之云,拖长数丈。一舟数百人,中积一年粮。”(周去非《岭外代答》)另外,1232年阿拉伯人穆罕默德·奥菲用波斯文写的《奇闻录》,以及1282年阿拉伯人拉克·卡巴扎吉写的《商人辨识珍宝手鉴》,里面记载的一种相同的航海指向仪器,卡巴扎吉并且对这种航海指向仪器作了描述,是一种鱼形磁化铁片借助木块悬浮于水中,根据鱼头指向,从而辨别方向。这种航海指向仪器与宋人曾公亮于1044年所撰的《武经总要》所记载指南鱼同出一辙。更值得注意的是,据史学家考证,波斯语、阿拉伯语中关于罗盘方位的Khann,就是闽南话中罗针的“针”,而且,与欧洲所不同的是,中国与阿拉伯都强调导向仪器的指南,而不是指北,甚至罗盘在波斯文里的意思就是“指南”。由此可见,在宋朝频繁的中阿交往中,中国的航海指南针技术传到了阿拉伯。三、西方测磁石、航海针的出现中国指南针传入欧洲的历史要复杂得多。英国人惠特克(1873—1956)说:“关于指南针是在什么地方,什么时间和由什么人发明的问题,都不能有完全确定的回答。直到最近,普遍的意见认为,它来源于中国,经过阿拉伯人传入地中海,从而为十字军知道了。然而,事情并不是这样。中国人知道磁体的方向性是在11世纪末以前,但是至少直到13世纪末,没有用于航海。”但是从文献记载看,中国将指南针用于航海的记载是在12世纪初,从而中国人实际将指南针应用于航海的时间肯定不会晚于11世纪,并不是像惠特克所说的“至少直到13世纪末,没有用于航海”,而他关于“西北欧,可能是英国,比其他任何地方都更早地知道它(磁针航海)”更是无法成立的。就磁石及其特性的发现来看,欧洲人直到12世纪才发现磁石的指极性,法国人戴普鲁万斯在1190至1210年间的咏圣经诗文中出现了关于磁针指北的记载,而中国早在公元1世纪以前就开始运用磁石的指向性辨认方位了,期间相差1000多年。欧洲人关于航海指南针的记载,一说最早出现在13世纪末斯堪的那维亚人(即挪威、瑞典等国)的记载;一说最早出现于12世纪英国学者亚历山大·尼坎姆的作品。尼坎姆于1190年用拉丁文写的《论自然界的性质》一书就明确记载道:“当水手在海上航行,遇到阴天看不到阳光,或夜间世界笼罩一片黑暗时,不知道其船行方向,便将针与磁石接触。此时针在盘上旋转,当旋转停止时,针就指向北方。”(P493)这与《萍洲可谈》的记载相当相似,所不同的是欧洲人使用磁针主要是指北,另外,《萍洲可谈》的成书时间比《论自然界的性质》要早100多年。那么,欧洲指南针到底是原创发明的呢,还是从中国传过去的?学者潘吉星引入李约瑟、克罗伯等人的“激发性传播”理论,研究得出:“中国人从发现磁石指极性到以人造磁针做成罗盘,经历了一千多年的时间酝酿,中间经历以天然磁石制成勺状在铜盘上旋转的司南仪和铁针人工磁化放在水面上浮动等阶段,表示这种技术原创过程的艰辛。而欧洲从对磁石指极性一无所知到12世纪末短时间内一下子跳到直接以水罗盘导航,没有技术原创过程的发展特点,显然是接受外来的现成经验后制造出来的”。(P496)显然,欧洲指南针技术来源于中国。那么,中国的指南针技术是如何传到欧洲的呢?恩格斯说:“磁针从阿拉伯人传到欧洲人手中,1180年左右。”但是,最早有航海指南针记载的阿拉伯文献却出现在13世纪,这可能是文献记载的时间比阿拉伯人实际掌握航海指南针技术的时间要晚很多,或者有关文献仍未被发现,从宋朝中国与阿拉伯的频繁交往中可以推测,阿拉伯人可能在12世纪初就已经掌握了航海指南针技术,而欧洲人掌握航海指南针技术应该是12世纪末,很有可能是欧洲十字军第三次东征(1096—1291),向阿拉伯学习得来的。如上所述,无论是阿拉伯还是欧洲,他们所使用的航海指南针都是水浮式指南针,即常说的水罗盘,所以直到13世纪后半叶,阿拉伯、欧洲所使用的航海指南针技术都来自中国,甚至未曾有太大的技术改进。四、确定磁极的方法指南针技术传到西方后得到了飞速传播,但是从1180年开始到1250年,欧洲对指南针技术仍然沿袭中国,主要以水罗盘用于航海。直到1250年,欧洲才开始对指南针技术进行了本土化开发。而在1600年,英国物理学家吉尔伯特的《论磁石》问世了,从此开创了欧洲近代磁学。13世纪下半叶,法国实验物理学家皮埃尔(1224-1279)对于磁现象作了深入探讨,他在1269年写出了《从理论及应用上论磁石之信札》,探讨了如何辨认磁石,如何确定磁极,如何区别磁极与子午线地极,磁石如何相互感应,如何使铁磁化等问题,此外,皮埃尔还十分强调实验的重要性,通过天然磁石做实验,验证和修正理论观点。另外,皮埃尔在他的《从理论及应用上论磁石之信札》还谈到了一种改进后的指南针,这种指南针带有准线和360度的刻度盘,在金属枢轴上转动的磁针与刻度盘放在圆盒内,并用玻璃罩盖住。这种旱罗盘小巧玲珑,便于携带,后来为欧洲水手广泛使用。欧洲改进后的罗盘于明清进入了中国,明代隆庆年间人李豫亨在其医书中写道:“近年吴越闽广屡遭倭变,倭船尾率用旱针盘以辨海道,获之仿其制,吴下人人始多旱针盘。”清代人王大海也在《海国逸志》写道:“和兰行船指南车不用针,以铁一片,两头尖而中阔,形如梭。当心一小凹,下立一锐以承之,或如雨伞而旋转。面书和兰字,用十六方向。”而值得一提的是,1972年在甘肃汉墓出土的一副式盘来看,其天盘与地盘以竹轴相连接,可以旋转,而且天盘内圈镶嵌有用竹子制作而成的北斗七星。1985年在江西临川一宋墓出土的一个瓷俑,该瓷俑手持的罗盘也是用轴支承的结构,因此可以认为旱罗盘大约在南宋时期的中国。但是为什么在后来的航海导航中,使用水罗盘而没有使用旱罗盘?可能由于旱罗盘当时的制作技术不够完善,在航海过程中受船舶颠簸的影响较大,指向性不够精确,而使用水罗盘导航,既简单又精确。由此可见,欧洲所改进的旱罗盘,最早也是起源于中国,潘吉星也为此感叹道:旱罗盘的回传是“少小离家老大回”。五、罗盘针的定义作为中国古代四大发明之一,指南针对宋元及以后的海上贸易以及对外文化交流的作用是巨大,明朝初年郑和船队七下西洋,远达非洲东海岸,倘若没有成