宋朝人對(duì)磁針的認(rèn)識(shí)及運(yùn)用

指南針是中國(guó)古人的發(fā)明，代表我國(guó)古代光輝的科技成就。指南針對(duì)航海起著非常重要的作用，促進(jìn)了中外航海事業(yè)的發(fā)達(dá)。指南針的起源雖然非常古老，但真正開始對(duì)它有充分的認(rèn)識(shí)，以及運(yùn)用于航海的，還是宋朝人。

早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，中國(guó)就開始認(rèn)識(shí)和利用磁針，制造了一種指示方向的工具--"司南"，司南就是指南的意思。公元前7世紀(jì)成書的《管子·地?cái)?shù)》中就記載："上有磁石者，下有銅金"。成書于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的地理名著《山海經(jīng)》中，也曾記載"題灌山中多磁石"。《宋書·禮志》引《鬼谷子》說戰(zhàn)國(guó)時(shí)"鄭人取玉，必載司南，為其不惑也"。東漢初期王充的《論衡》描述了這類磁勺的性能和用法。傳本《論衡·是應(yīng)篇》說："司南之勺，投之于地，其柢指南。"

發(fā)現(xiàn)磁石、磁針的吸鐵性較易，但發(fā)現(xiàn)指向性較難，而要發(fā)現(xiàn)磁偏角則更難。因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)的磁軸線與穿過地理南北極的地軸不一致，故磁子午線與地理子午線不盡相合，微有交角，這交角就是磁偏角。

一般認(rèn)為沈括在《夢(mèng)溪筆談》第一次談到了磁偏角的現(xiàn)象，其實(shí)在這之前半個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象了。北宋慶歷元年（1041）司天監(jiān)楊惟德在《塋原總錄》卷一中指出，定南北方向時(shí)，等到磁針的擺動(dòng)停止時(shí)，在子午方向仔細(xì)校正，才能得到準(zhǔn)確的南北方向。

之后，宋代科學(xué)家沈括在其名著《夢(mèng)溪筆談》中首次明確記載了磁偏角現(xiàn)象："方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。"

磁偏角示意圖

有了磁針的認(rèn)識(shí)，宋朝開始將指南針運(yùn)用于航海。目前學(xué)術(shù)界公認(rèn)的有關(guān)指南針的最早記錄，來自北宋朱彧的《萍州可談》："舟師識(shí)地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦則觀指南針，或以繩鉤取海底泥，嗅之便知所至。"這部書由朱彧寫于北宋宣和元年（1119）。他是根據(jù)父親朱服在廣州做知州時(shí)的所見所聞而寫。朱服是在北宋哲宗元符二年至徽宗崇寧元年（1099~1102）任廣州知州的，也即廣州海船上使用指南針的時(shí)間不會(huì)晚于此時(shí)。這是世界航海史上最早使用指南針的記錄。

到南宋時(shí)，所有遠(yuǎn)洋海船都配備了指南針，南宋趙汝適在《諸蕃志》中說："渺茫無際，天水一色，舟舶來往，惟以指南針為則。晝夜守視惟謹(jǐn)，毫厘之差，生死系矣。"

借助指南針這樣的先進(jìn)設(shè)備，宋朝的海外貿(mào)易超過了前代，成為世界上從事海外貿(mào)易的重要國(guó)家。那時(shí)，中國(guó)商船的蹤跡，近至朝鮮、日本，遠(yuǎn)達(dá)阿拉伯半島和非洲東海岸。

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