△“慈”石与指南针 

传说四千多年前,黄帝联合炎帝战蚩尤时,由于发生了大雾,炎、黄一方的士兵认不清方向,因而吃了败仗。后来,黄帝造出了一种指南车,能在雾中认清方向,终于打败了蚩尤领导的九黎族。此后,炎黄二族才能在中部地区过上安稳日子,繁衍不息。这就是我们自称“炎黄子孙”的由来。

这个传说不见得可靠。但是反映了我们的祖先很早就希望能够准确地辨别方向。指南针的发明是从人们对磁现象的认识开始的,我国古代对磁现象的研究,早于世界其他国家。秦始皇统一中国后,为自己在京城咸阳建造了一座“五步一楼,十步一阁”,富丽堂煌的宫殿——阿房宫。相传为了防备刺客进入皇宫,特意叫人用磁石做成宫门,叫做“慈石门”。一旦有刺客身怀利刃企图进宫行刺,立刻就会被吸向大门,然后束手就擒。“慈石”是古代人们对磁石的称呼。因为磁石能牢牢地吸住铁器,就象慈爱的母亲深情地吸引着自己的孩子那样。但慈石毕竟是没有感情的石头,所以后来人们就把“慈”字底下的“心”字去掉,换上个“石”字旁,这样,慈石就写做磁石了。

秦始皇用磁石来防刺客,可在他之前几百年的战国时,已有人发现磁石能辨别方向。在战国时代的《韩非子》这本书里,就记载了人们利用磁石的这种特性,制成了最早的指南针——司南。司南,就是指示南方的意思。它的样子很象我们现在用的汤勺,有一个长长的把柄,底部溜圆,易于转动。它是用磁石琢磨成的。使用的时候,把它放在一个分成24个方向的光滑铜盘上。用手轻轻一拨,等到它的转动停下来时,长柄指着的方向就是南方。司南发明后,并没有得到广泛的应用,因为它还是比较笨重,不便携带,使用时还必须有平滑的铜盘,加之司南的磁性比较弱,在和铜盘的接触中摩擦较大,所以指向效果并不十分理想。自从司南发明以后,它很快就在航海中被试用了。但应用受到限制,因为运用司南时一定要把铜盘放平,这在船身颠簸的海洋上是难以应用的。

据史书记载,东汉时杰出的科学家张衡发明过指南车,可是他的制造方法不久就失传了。到了三国的时候,又重新造出了指南车,不过造法还是没有流传下来。直到北宋中期,一个叫燕肃的人造了一辆指南车献给皇帝,并特地写了一篇说明,详细介绍了指南车的形状和内部结构,我们才知道了指南车的造法。不过,这种指南车比较笨重,携带和使用多有不便,而且制造方法复杂,因而实用价值不高。

大约在11世纪的宋朝时,指南针有了重大改进。人们发现钢铁在磁石上磨擦以后也会产生磁性,于是就有了人造磁铁,指南的仪器又前迈进了一大步。当时的人们把有磁性的薄钢片做成鱼的形状,鱼肚子是空的,能轻巧地浮在水面上。这条小铁鱼放在盛水的碗里可以自由转动,当它停下来的时候,鱼头会灵敏地指向南方,所以人们称之为指南鱼。它比司南轻便、灵敏、准确多了。人们后来又进一步改进了指南鱼的形状,做成了细针状,这就是指南针了。这根细针怎么用法才好呢?宋朝沈括写的《梦溪笔谈》里谈到了好几种固定指南针的方法,这已经是比较次要的问题了。大约到11世纪时,指南针已经应用在航海上了。我国明代著名的航海家郑和,曾七下西洋(即今天的南洋)。他率领庞大的船队航行于无垠的大海中,水天一色,长时间看不到陆地,怎样才能确定自己的方位,辨别正确的方向呢?郑和的船队掌握了当时世界上最先进的航海技术,其中就包括航海罗盘。罗盘是由指南针和一个刻有方向的盘组成,用以确定航向,它可以指引着船队沿着正确的方向前进而不致于迷失方向。没有指南针的发明,郑和的船队不可能顺利地到达目的地,更不可能在历史上首次开辟出横渡印度洋的航线。郑和谱写了世界航海史上辉煌的一页,指南针在其中扮演了关键性的角色。

也是由于指南针的帮助,12世纪时,我国和阿拉伯之间的海上交通频繁起来,指南针就是那时传到阿拉伯的。远距离的航运极大地促进了世界经济文化的交流。

对磁现象的认识、对电现象的认识和对电磁关系的认识,直接产生了现在这个依赖于电和电磁波的世界,是现代文明最辉煌灿烂的篇章。