航海罗盘是古代
汉族劳动人民的重要发明之一。世界上最早利用指南针进行海上导航的是11-12世纪之交的
北宋海船。
朱彧在1119年所撰之《萍洲可谈》首记此事。书中言及:"舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针"。朱之父
朱服在1101年至1103年任
广州市知州,朱彧所记为随父在广州时的见闻,故汉族劳动人民使用航海指南针的时间不会迟于1103年。不久在徐竞所撰之《
高丽图经》中明确记载了船队驶入大洋后使用指南针导向的情形:"是夜,洋中不可住,惟视星斗前进,若晦冥,则用指南针,以南北",这是世界航海史上使用
罗盘针的首次航行记录。
简介
航海罗盘指南针也叫罗盘针,是
中原地区古代发明的利用
磁石指
极性制成的指南仪器(
司南)。因此,介绍司南必须从磁石说起。
历史
早在
战国时
汉族劳动人民就了解并利用磁石的指极性制成最早的指南针--司南。战国时的《
韩非子》中提到用磁石制成的司南。司南就是指南的意思,
东汉思想家
王充在其所著《论衡》中也有关于司南的记载。司南由一把“勺子”和一个“
地盘”两部分组成。司南勺由整块磁石制成。它的磁
南极洲那一头琢成长柄,圆圆的底部是它的重心,琢得非常光滑。地盘是个铜质的方盘,中央有个光滑的圆槽,四周刻着格线和表示24个方位的文字。由于
司南的底部和地盘的圆槽都很光滑,司南放进了地盘就能灵活地转动,在它静止下来的时候,
磁石的指
极性使长柄总是指向南方。这种仪器就是指南针的前身,由于当初使用司南必须配上地盘,所以后来指南针也叫罗盘针。
在制作中,
永磁铁因打击受热容易失磁,磁性较弱,司南不能广泛流传。到
宋朝时,有人发现了人造磁铁。钢铁在磁石上磨过,就带有磁性,这种磁性比较稳固不容易丢失。后来在长期实践中出现了
指南鱼。
指南鱼
从指南鱼再加以改进,把带磁的
薄片改成带磁的钢针,就创造了比指南鱼更进一步的新的指南仪器。把一支缝纫用的小钢针,在天然磁石上磨过,使它带有磁性,人造磁体的指南针就这样产生了。
指南针发明后很快就应用于航海。世界上最早记载指南针应用于航海导航的文献是
北宋宣和年间(公元1119-1125年)朱所著《萍洲可谈》(成书略晚于《
梦溪笔谈》),朱之父朱服于1094-1102年任
广州市高级官员,他追随其父在广州住过很长时间。该书记录了他在广州时的见闻。当时的广州是我国和海外通商的大港口,有管理
海船的市舶司,有供海外商人居留的蕃坊,航海事业相当发达。《萍洲可谈》记载着广州蕃坊、市舶等许多情况,记载了
中原地区海船上航海很有经验的水手。他们善于辨别海上方向:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦则观指南针。”“识地理”,是表明当时舟师已能掌握在海上确定海船位置的方法。说明
汉族劳动人民在航海中已经知道使用指南针了。这是全世界航海史上使用指南针的最早记载,汉族劳动人民首创的这种仪器导航方法,是
航海技术的重大革新。指南针应用于航海并不排斥
天文航海,二者可配合使用,这更能促进航海天文知识的进步。
中国使用指南针导航不久,就被
阿拉伯帝国海船采取,并经
阿拉伯人把这一伟大发明传到
欧洲。恩格斯在《自然辩证法》中指出,"
磁针从阿拉伯人传至欧洲人手中在1180年左右"。1180年是我国
赵昚淳熙七年。中国人首先将指南针应用于航海比欧洲人至少早80年。
意义
北宋著名科学家
沈括(《
梦溪笔谈》著者),在制作和应用指南针的科学实践中发现了磁偏角的存在。他精辟地指出,这是因为地球上的
磁极不正好在南北两极的缘故。指南针及磁偏角理论在远洋航行中发挥了巨大的作用,使人们获得了全天候航行的能力,人类第一次得到了在茫茫大海中航行的自由。从此开辟了许多新的航线,缩短了航程,加速了
航运的发展,促进了各国人民之间的文化交流与贸易往来。指南针对航海事业的重要意义怎么说也不为过。
李约瑟说:“你们的祖先在航海方面远比我们的祖先来得先进。
中原地区远在
欧洲之前懂得用前后帆的系统御风而行,或许就是这个原因,在中国航海史上从未用过多桨
“克洛蒂尔达”号奴隶船。”
发展
航海罗盘到现代
陀螺航海罗盘,发展了整整几千年。大部分船只都是使用陀螺航海罗盘。现代陀螺
罗经由主罗经和附属仪器两部分组成。现代陀螺罗经向着尺寸小、重量轻、使用寿命长、维修方便、操作简便并能适用于大、中、小型船舶的趋势发展。它的灵敏部分一般都制成密封球形,并用特制的液体支承以提高其精确度和可靠性。无论其在恶劣环境条件下的可靠性,还是其精度程度,都远非当年的指南针所能比了。
大约在公元前1世纪,
中原地区的巫师用一个按
北斗七星的形状用
磁铁矿作成的勺子,放在一个光滑的铜天盘上指示
北极。到约公元1090年,中国的领航员,在阴天用漂在水上的指南针指示方向。
欧洲到11世纪才学会制造指南针。公元1190年,
意大利领航员已开始用一碗水漂起一颗铁针,用磁铁矿或
永磁铁使铁针磁化,根据铁针偏转的方向来检查他们对方向的估计是否正确。到约1250年,这种东西已发展成为航海罗盘。航海罗盘由一个装在玻璃盒子里的
刻度和安在支轴上的一颗处于平衡状态的针组成。它在白天指示水平方向,在夜晚被置于有灯光照明的
罗经柜内指南针是初级阶段的
磁罗盘,用于航海的指南针又称
罗盘。14世纪初,意大利人乔亚首先把用纸做成的方向
刻度盘和
磁针连接在一起传动。这是磁罗经发展过程中的一次飞跃。从此船舶变向就不必再用手转动罗盘了。16世纪意大利人卡尔登制成
平衡环,使磁罗经在船舶摇晃中也能保持水平。
陀螺罗经又称电罗经,是一种提供
真北基准的指向仪器。它是根据
法国学者
傅科1852年提出的利用陀螺仪作为指向仪器的原理而制造的。德国人安许茨于1908年,英国人布朗于1916年分别以他的姓氏全名的
罗经,布朗罗经又发展为阿马-布朗罗经。陀螺
罗盘有两个优点:既不因接近金属而偏转,又指向直北而非磁北。最优良的罗经是美国人斯派里1911年在“德拉威”号船上度验证明非常成协,很快就被
美国海军采用。
应用
航海罗盘作为一种指向仪器,在我国古代军事上,生产上,日常生活上,地形测量上,尤其在航海事业上,都起过重要的作用。
我国古代航海业相当发达。
秦汉,就已经同
朝鲜、
日本有了海上往来;到
隋唐五代十国,这种交往已经相当频繁。而且同
阿拉伯帝国各国之间的贸易关系也已经很密切。到了宋代,这种海上交通更得到进一步的发展。中国庞大的商船队经常往返于南太平洋和
印度洋的航线上。海上交通的迅速发展和扩大,是和航海罗盘在航海上的应用分不开的。在航海罗盘用于航海之前,海上航行只能依据
日月星辰来定位,一遇阴晦天气,就束手无策。
唐文宗开成三年(公元838年),日本和尚圆仁来
中原地区求法,后来写有《
入唐求法巡礼行记》一文,描述了在海上遇到阴雨天气的时候混乱而艰辛的情景:当时,
海船的航向无法辨认,大家七嘴八舌,有的说向北行,有的说向西北行,幸好碰到一个波绿海浅的地方,但是也不知道离陆地有多远,最后只好沉石停船等待天晴。
而在航海罗盘用于航海之后,不论天气阴晴,航向都可辨认。史籍中最早记载到航海罗盘用于航海的是在
北宋。
朱彧(yù)在他的《萍洲可谈》一书中评述了当时
广州市航海业兴旺的盛况,同时也记述了
中原地区海船在海上航行的情形,说道:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观航海罗盘。”这时海上航行还只是在
日月星辰见不到的日子里才用航海罗盘,这是由于人们对靠日月星辰来定位有一千多年的经验,而对航海罗盘的使用还不很熟练。随着航海罗盘在海上航行的不断应用,人们对它的依赖也与日俱增,并且有专人看管。
南宋吴自牧在他所写的《
梦粱录》中说道:“风雨冥晦时,惟凭针盘而行,乃火长掌之,毫厘不敢差误,盖一舟人命所系也。”由此也可以看出航海罗盘在航海中的地位和作用。到了元代,航海罗盘一跃而成海上指航的最重要仪器了,不论冥晦阴晴,都利用航海罗盘来指航。
而且这时海上航行还专门编制出罗盘针路,船行到什么地方,采用什么针位,一路航线都一一标识明白。元代的《海道经》和《大元海运记》里都有关于罗盘针路的记载。元代
周达观写的《
真腊风土记》里,除了描述海上见闻外,还写到
海船从
温州市开航,“行
丁未针”。这是由于南洋各国在中国南部,所以海船从温州出发要用南向偏西的丁未针位。明初
航海家郑和“七下西本洋”,扩大了
中原地区的对外贸易,促进了东西方的经济和文化交流,加强了中国的国际政治影响,增进了中国同世界各民族的友谊,作出了卓越的贡献。他这样大规模的远海航行之所以安全无虞,端赖航海罗盘的忠实指航。郑和的巨舰,从江苏刘家港出发到
苏门答腊岛北端,沿途航线都标有罗盘针路,在苏门答腊之后的航程中,又用罗盘针路和牵星术相辅而行。航海罗盘为郑和开辟中国到东非航线提供了可靠的保证。
就世界范围来说,航海罗盘在航海上的应用,导致了以后
克里斯托弗·哥伦布(约1451-1506)对美洲大陆的发现和麦哲仑(约1480-1521)的环球航行。这大大加速了世界经济发展的进程,为
资本主义的发展提供了必不可少的前提。