在海轮驾驶台中央显眼的位置上，有一个半人多高、脸盆那样粗细的圆柱，上面经常盖着一个擦得铮亮的铜罩，那就是船上重要的导航仪器磁罗经。什么是磁罗经？磁罗经实际上就是一种精密的指南针。

磁罗经

提起指南针，谁都知道它是我国劳动人民在二千多年前首创于世的重大发明之一，而且又是我国最早把指南针搬上了船。但是你知道指南针发明以后，从岸上搬到船上，前后花了多长时间吗？说起来颇为吓人，这一搬竟然搬了一千五百多年！这究竟是怎么回事呢？

一、最早的“指南针”——司南

我国古代劳动人民很早就在生产实践中发现了磁石，并对磁石的指极性有所了解。由于生产和生活上的需要，他们就利用磁石的指极性，制成了最早的“指南针”——司南。司南也就是指南的意思。那时人们到深山中去，怕迷失方向，就带了这种司南去。距今两千多年战国时候成书的《鬼谷子》里就有这样的记载。

巨型司南雕像图

传说早在四千多年前的“黄帝”时代，我国就会制造指南车了。但这与司南的原理有所不同，指南车是利用机械齿轮结构来指南的。

司南与现代的指南针结构也完全不一样。它由两部分组成，一个盘子，一个杓子。这盘子叫“地”，是由铜或硬木做成。中央部分是很光滑的平面，四周用八干、十二支、四维卦位标注出二十四个方向。磁杓和我们现在使用的大汤匙很相似，杓的底部呈半球形。使用时，把杓底放在光滑的“地”中央，转动磁杓，由于它同光滑的“地”的中央摩擦阻力极小，因此在停止转动时，在地球磁力作用下，杓柄总是指向南方。这种司南就是最古老的指南针，尽管在外形上它不是什么针，但原理却是一样的。现在看起来，可能会党得它简单粗糙，但制造起来可真不容易！

公园司南造型图

司南杓是由整块磁石制成的，而磁石本身有指南、指北两极。制造时，必须把指南极定在杓柄，指北极定在半球部，不能有偏差，否则方向就指不准了。再说杓子的加工，也是一件很困难的事。如果把磁石熔化后铸造，磁石的磁性就要消失；如界用锤、凿加工，经过震动后的磁石，磁性也会消失。因此，把磁石琢成杓状的司南，实在不是易事。

二、从司南到水浮针

司南也有它的缺点。在使用时，盘子必须放得水平；否则磁杓就会从盘上滑下来。人们有了司南以后，辨认方向的问题虽然解决了，但使用起来总感到不便，研究改进的工作始终没有停止过。大约到了十一世纪的北宋，利用钢铁被磁石吸引之后也会有磁性这一现象，创造了把钢片放在磁场里磁化制成“人工磁铁”的方法，并以这种人工磁铁制成各种形式的指南器具。

约在公元1044年写成的《武经总要》载有“指南鱼”的制造方法。它是把人工磁钢片剪成鱼形，长二寸，五分，腹部略下凹，很像一只小船，可以浮在水面自由旋转，鱼头指向南方，鱼尾指向北方。由于液体的摩擦阻力比固体小得多，所以指南鱼比司南灵敏、准确，使用起来，比司南方便得多。那时在行军时常常用到它。这种用人工磁化方法制造磁铁也是物理学上的一项重大发明创造，是世界上关于利用磁场进行人工磁化的最早记录。

当时不但有磁钢片做的指南鱼，而且还有用木头做的指南龟和指南鱼等。据宋代的《事林广记》记载，木头鱼的做法是：先把一块小木块刻成鱼的形状，约手指粗细，再在鱼身上 挖一个小洞，拿一根小磁铁塞在洞内，用蜡封好洞口，另用一根细针从鱼口里插进去。把这样做好的木鱼放到水中，鱼就浮在水面，鱼口里的针尖就会指向南方。如果用手指把它拨动，它很快就又会指南。

指南龟图

指南龟的做法基本上也是这样。但指南龟不是放在水中，而是在木龟的腹部中心位置挖个小凹洞，以光滑的竹签顶在凹洞处，木龟就可以自由转动。由于装在龟口里的磁铁的指南作用，龟的头部总是朝向南方。

以后又发明了用磁石摩擦钢针使钢针具有磁性的人工传磁方法制成指南针。据北宋时沈括写的《梦溪笔谈》记载，指南针有四种支挂方法，其中对航海最有实际意义的是“水浮针法”。磁针怎样能够浮在水面上呢？这在北宋晚期寇宗奭(shi音)写的《本草衍义》里讲得很清楚。“以针横贯灯心，浮水上，亦指南”。原来磁针是靠灯心草的浮力而漂浮在水面的。这种水浮法我们一直沿用到现在，所不同的只不过不用灯芯草罢了。

水浮针图

我们的祖先不但最早发明了指南针，而且还精确地发现了指南针并不指向正南。沈括曾用他自已制造的指南针进行过细致的观察。他发现指南针不指正南，而稍稍偏东，从而得出地磁具有偏角这一科学结论。公元1492年，哥伦布在横渡大西洋时，也有同样发现，而沈括的发现却足足比他早了四百多年 。

三、指南针搬上了船

根据《宋书》记载，早在公元二、三世纪的晋朝，我国就有了一种叫“指南舟”的东西。“指南舟”可以解释为指南船，也可以解释为罗盘，因为“舟”也有“盘”的意思。如果仅仅以此来说晋代指南针已上船，显然证据不足。但世界上最早把指南针应用于航海导航的，背定是我国。

世界上最早记载指南针应用于航海导航的书籍，是我国北宋宣和年间(公元1119-1125年)朱彧编写的《萍舟可谈》。他在这本书中写道：“舟师(船老大)识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦(视线不好时)观指南针”。北宋宣和五年(公元1123年)出使高丽的徐兢在他回国后写了一部《宣和奉使高丽图经》。书中除详尽记述了航行时的情景外，也讲到船上有指南针设备，并说明：“若晦冥(视线不好时)，则用指南浮针，以揆(指)南北”。由此可以看到，我国在十二世纪就已经在海船上较普遍地使用指南针进行仪器导航了。当然，实际上可能还要早得多。

为什么到了宋朝，指南针普遍地搬到了海船上来使用呢？

我们必须从生产力和生产关系的情况，也就是从当时的历史背景出发来认识这个问题。

秦汉这两个朝代都是中国大统一的局面，海上航运有了发展，但由于社会生产规模还不很大，海上航运刚刚开始向外洋发展，虽有改进导航技术的要求，但不迫切。隋、唐两朝再次统一了中国南北，社会逐渐趋向安定繁荣，对外贸易有了很大发展，当时陆上交通四通八达，成了对外交通的主要途径。海上交通虽然兴盛，但还没有占对外交通的主导地位。宋朝，西方被西夏王朝所占据，许多通向国外的陆上交通被切断了。但中国人民同西亚及欧洲人民的友好往来仍然保持着。

于是海上交通迅速发展起来了，海运成为当时同西亚等地区联系的主要手段。苟且偷安的官僚地主统治阶级为了满足其奢侈欲望，建立了管理外贸的机构市舶司，从来往的商船中抽税。据统计，南宋时期仅市舶司的税收就占整个皇室岁入的百分之二十左右。由此可见当时航运规模的巨大和在经济上的重要性。发展了的航运对航海技术有了新的要求，于是在前几朝所奠定的航海和造船业基础上，发明了一千五百多年的指南针终于在海船上普遍地得到了应用。

指南针在船上应用，是我国对世界航海技术的重大贡献，是世界航海技术史上的一个飞跃。它不仅解决了恶劣天气下的海上求向问题，而且为以后进一步发展最先进的导航技术——仪器导航开辟了一条道路，把航海从必然王国向自由王国大大推进了一步，人类从此真正摆脱了海岸的束缚而驰向那更加宽广的大洋。

指南针的应用范围扩大到航海之后，进一步提高了航海技术，同时也加速了指南针本身的改进和发展。到了南宋，又创造出了更进步的磁罗经。当时的船舶就是靠这样的磁罗经在海上辦别方向和引导航行。南宋(公元1154年)吴自牧写的《梦梁录》中所记载的

明代方以智著的《物理小识》就曾说到铁对磁针的干扰，以及海船不用铁钉的原因是为了不影响磁针的作用。而欧洲人关于船上罗经自差的发现，则是十八世纪末的事了。西方国家船上使用指南针导航，是十二世纪后半叶从我国经由阿拉伯人传播过去的。他们使用的还不是最适合于航海的水浮针，而是象指南龟那样用支架的指南针。这种指南针由于支轴和针的配合过于灵敏，在开动着的船上指南就不稳定，不易准确地指出方向；要是船一颠簸，指南针还会从支轴上滑落下来。自从我国使用指南针导航后，海船航行能力大大超过了西方的船舶，许多阿拉伯人来中国做生意，乘的都是中国海船，他们看到指南针导航的优越性，也渐渐学会了制造和使用，后来逐渐再传到了欧洲。

我国古代使用的磁罗经有木制的，也有铜制的。罗经盘的中央镶着磁针，其周围和司南的底盘一样，刻有二十四个方位。在《指南正法》中还提到了三向并用的表示方法，如乾戍亥、乾壬亥、丑艮寅、丙午丁等等，其分辨精度当然是更高了。西方国家表示方位的方法，直到第一次世界大战前后，都是将罗经盘面分成四个象限，每个象限又分八个点，比起我国的记向方法，其方向分辦精度就差得多了。

别小看了几度这样的小数字，它却会产生“失之毫厘，差以千里”的结果。就以从大连航海到烟台这样短的航程为例在总共不过八十几海里的距离内，如果航向误差一度，到达目 的地时，误差就要达到1.71公里。航线越长，误差越大，所以罗经的精确度是很重要的。

《水路簿》实物图

1974年3月，广东省博物馆工作人员来到西沙群岛进行文物调查。琼海县潭门公社草塘大队66岁的老渔民苏德柳，将他在十三岁时(1921年)抄写的一本《水路簿》献给国家。这是一本具有我国古代风格的航行指南。船舶只要按照《水路簿》里指出的航向和路程行驶，就能够安全准确地航行到西沙群岛。我国古代的《顺风相送》和《指南正法》，以及《东西洋考・舟师考》中的“西洋针路”、“东洋针路”、“内港水程”等，也都是这类指导航行的书籍。所不同的是指导范围比这本《水路簿》更加广泛、成书时间更早得多罢了。

这种凭磁罗经判定航向，配合计程来导航的方法叫做磁罗经导航，是一种最早的仪器导航。即使在现代航海中，各种助航仪器相当发达，天文导航也相当完善，但这种简单而又可靠的磁罗经导航仍然是船舶远离海岸时的基本导航方法。回顾数千年来我们祖先从发明创造指南针一直到应用于航海这段历史，就会深深感到自豪，这对于那些认为我国在历史上这也不行，那也不行的民族虚无主义者来说，是一个极好的教育。

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