司南用磁石做不出來,只是個傳說?別急,或許這才是謠言

說起司南,幾乎無人不知無人不曉。眾所周知,我國古代的“四大發明”中有一個是指南針,而在過去,司南一直被認為是指南針的雛形。

司南長什麼樣子呢?相信很多人腦海中都會浮現出下面的這張圖,即方形銅盤上放著一個磁勺,不少歷史教科書中都有它的形象,甚至還上了1953年發行的一套系列郵票《偉大的祖國》。

司南用磁石做不出來,只是個傳說?別急,或許這才是謠言

長期以來,人們很少去思考司南的真實性,只是在學術界存在一些討論,近年來關於司南的話題又重新成為一個熱點,有學者指出,我們所看到的司南,其實只是模型,但是並不具備指南的功能。想要讓這個勺子真的達到指南的效果,用天然磁石是不行的,必須要用電磁鐵。這個說法很快被人們採信,甚至有人覺得,司南和地動儀一樣,應該考慮從歷史課本中請下來了。

不過,真相就是這樣了嗎?司南真的只是一個無法成真的謠言?

文獻中的“司南”之爭論

我們今天作為指南針雛形的“司南”這個詞,來自於歷史文獻,即東漢時期的《論衡》,裡面有一句,為“司南之杓,投之於地,其柢指南”,杓即勺,音亦為sháo,柢在這裡應當讀為chí,意思是柄部。這句話的意思就很清楚了:把司南勺放在地上,勺柄會指向南方

如果我們相信這個記載的真實性,那麼東漢時就應當存在司南了。但是,《論衡》的不同文本則讓這個問題變得複雜。我們知道,古書在流傳過程中,是會存在不同渠道進而生成不同版本的,由於傳抄、刻板等過程都是人工操作,也比較容易出現一些“魚魯亥豕”之誤。國家博物館的孫機先生髮現,在其他一些版本的《論衡》中,這個杓,是寫作“酌”的。

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日本宮內廳書陵部藏宋本《論衡》

這樣一來,意思就不同了。孫機先生進一步將酌解釋為“行”,將司南解釋為古代的司南車。《論衡》的那句就應該理解為:指南車在地上行進時,木人的胳膊指向南方

在網絡上搜索,會發現很多人把孫機先生的這個觀點奉為圭臬,覺得我們過去對司南的理解,是從根上就出了問題,東漢壓根就沒有這個東西,只有指南車。

然而,究竟是杓是酌?目前仍存在討論空間,並不足以做出定論。畢竟,我們現在能看到的最早的《論衡》版本已是宋本,距離東漢遠矣。此外,在宋代類書《太平御覽》中引用《論衡》時,仍然是寫為杓的,所以也有學者認為,杓才是對的。

電磁鐵司南

那麼,被傳得沸沸揚揚的電磁鐵司南又是怎麼回事兒呢?其實早在20世紀初,國內外學者就討論過中國古代磁性指向工具的真實性,也是在這一時期,《論衡》中的“司南之杓”被認為是可以指向的磁勺。

到了20世紀40年代,著名科技史專家王振鐸先生復原出了可以指向的司南勺,他採用的基本方案是玻璃平板+磁勺。這裡的磁勺,他所用的是通過電磁方法磁化的鎢鋼勺。做好以後,磁勺的指向性良好。這也是今天很多人詬病此方案的重要原因——古人上哪兒找磁性更強的電磁鐵去?

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王振鐸的復原方案

建國後,王振鐸先生的復原模型進入到課本、博物館,影響非常廣泛,甚至有人誤以為這是出土文物。


天然磁石可為司南乎?

我們把文獻爭論暫時放在一邊,圍繞著司南真偽爭論的核心就在於,究竟能否以天然磁石做出司南?抑或只能用人工電磁鐵才行?

其實,據王振鐸先生自己說,後來他還委託工人以天然磁石製作磁勺,效果也不錯,原物尚存。

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天然磁石勺

即便如此,仍然有人不相信,理由是天然磁石在加工的過程中容易消磁,即便做成了,由於其磁矩小,也無法克服勺子和底盤之間的摩擦力。

面對這個爭論,中國科學院自然科學史研究所的黃興先生,首先對王振鐸先生當年委託工人所製作的天然磁勺進行重新測試,發現3枚天然磁勺中,2枚具有較好的指向性,1枚磁性不強。

後來黃興又前往河北武安磁山以及張家口市龍煙鐵礦採集了天然磁石,對照文獻記載,確定這些磁石與古人所見磁石磁力相近,而後將其加工成勺形,也就是下圖所示的。

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這樣的天然磁勺,指向性如何呢?通過實驗,黃興發現,如果採用光滑的青銅底盤,磁石可以達到自動指南的效果;若採用木底盤,則需要輕觸勺柄,也可以達到指南效果。

司南用磁石做不出來,只是個傳說?別急,或許這才是謠言

實驗表明,以天然磁石,是完全可以做出具有良好指向性的勺形工具的。


這個實驗是不是就一定支持司南存在呢?也未必。一則如前文所說,文獻記載存在爭議,二則迄今確實也還沒發現漢代或者更早的司南勺遺物。說到這裡,其實想表達的最核心的觀點就是,漢代是否存在司南,仍然是一個可討論的學術問題。但是,既然有了成功的實驗,那麼流傳已久、影響廣泛的“天然磁石做不出司南”的說法,可以休矣。至少以後在討論司南的問題時,不應該再以此為理由來否定。

參考文獻:

孫機:《再論“司南》,《中國國家博物館館刊》,2018,07

黃興:《天然磁石勺“司南”實證研究》,《自然科學史研究》 第 36 卷 第 3 期

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