大约在3世纪前后，中国人发现了磁石能够吸铁的特性，同时还发现了磁石的指向性，并依此特性制造了“司南”。从“司南”到“指南针”的发展，唐宋时期繁荣的经济、文化、科技在其中起了重要的作用。指南针又称罗盘针或磁罗盘，主要由可转动的磁针和刻度盘构成。指南针的发明与风水术的发展息息相关。最迟在9世纪，指南针已应用于古代中国的陆上测量，还被阴阳家广泛用来看风水。

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图19.6 水罗盘

宋朝对于指南针的记载，首推北宋曾公亮《武经总要》和沈括的《梦溪笔谈》。此时指南针指的是水罗盘，在南宋时期出现旱罗盘。

指南针应用于航海，是宋朝科技发展的一大成就。大约在10世纪的北宋时期，中国人已将指南针用于海上导航。这对于海上交通的发展和中外经济文化交流，起到了极大的促进作用。1119年，宋朝朱彧在《萍洲可谈》中写到，当时，广州的一些海船出海，遇有阴雨，就用指南针指示方向。这是世界航海史上使用指南针最早的记载。1123年，宋朝徐兢从宁波乘海船出使朝鲜。他在《宣和奉使高丽图经》中记载，舟师在航行中，夜观星，昼观日；遇阴晦天，白天黑夜都看指南针。[37]

指南针的西传是随着中西海上交通的发展，经阿拉伯人之手进行的，再经由阿拉伯人传到欧洲。关于指南针西传的具体过程，迄今还未找到确切的文献记载。一般认为，大约于12世纪前后，阿拉伯人从海路最先学会中国指南针制作技术，而后再由他们传入欧洲，促进世界航海事业的发展和人类文化的进步。[38]

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图19.7 宋代客船（模型）

12世纪初，我国发明的指南针已在航海中得到广泛应用。我国宋朝航海业已相当发达，泉州、广州都是世界一等大商港，这些大商港的造船技术相当高。所造的海船，可载几百人甚至千人。中国船只不但船身大，结构坚，航速快，而且又有指南针指航，阿拉伯等商人都乐于乘坐中国船只。而且有很多阿拉伯人旅居在泉州、广州等地。宋朝与阿拉伯的海上贸易十分频繁，中国开往阿拉伯的大型船队有指南针导航，阿拉伯人是很容易从中国商船上学到指南针的用法的。

在这种情况下，就有两种可能性：第一种可能性，是阿拉伯人在印度临换大船，乘坐安全可靠的中国船只过程中，逐渐了解中国船的设备、性能及指南针在航海中应用情况，从而把指南针传播到阿拉伯去。第二种可能性，是居住在泉州、广州等地的阿拉伯人，把指南针带回到阿拉伯去。这样，我国指南针大约在13世纪初由海路传入阿拉伯，然后再由阿拉伯传入欧洲。[39]

据迄今掌握的材料，最早提到指南针的阿拉伯作者是穆罕默德·奥菲。他在1232年用波斯文写的《奇闻录》中指出，他乘船在海上旅行时，亲眼看到船长用一块凹形的鱼状铁片放在水盆中，此浮鱼头部便指向南方。阿拉伯航海用指南针基本上用的是水浮式磁针。[40]

从中国四大发明西传的历史历程来看，阿拉伯人学会造纸、印刷和火药技术都早于欧洲，指南针恐怕也不会例外。因为宋朝以指南针导航的大型帆船经常活动于波斯湾、红海和东北非附近海域的阿拉伯沿海口岸，中国货物通过阿拉伯人经地中海运往欧洲，因此阿拉伯人有引进指南针知识的优先条件。

历史表明，虽然古希腊、古罗马学者在公元前知道磁石吸铁的特性，但欧洲人却长期不知道磁石的指极性。欧洲最初的指南针是12世纪按中国的技术制造出来的。

约在1180年，指南针由阿拉伯传入欧洲。先是传入地中海，被意大利商船所采用，不久英、法水手也利用罗盘导航。1195年英国人亚历山大·内卡姆在《论物质的本性》一书中，在欧洲首次提到使用指南针的导航技术。他提到的航海指南针最初也是用在阴云密布的白天或黑暗的夜间，分辨航向，方法是使用磁化的铁针或钢针，穿进麦管，浮在水面，用来指明北方。这与中国传统的用水罗盘导航的方法基本相同。可见指南针最初传到欧洲时，其使用方法也源于中国。[41]12—13世纪的欧洲早期航海罗盘是中国早就用过的水罗盘，其制造方法与中国一样。

在13世纪前半叶之前，欧洲人还停留在对中国宋朝指南针的仿制阶段。此时的欧洲人无论是在理论还是在实践方面，都没有什么太大的建树，没有超过中国宋朝的罗盘应用水平。13世纪后半期，通过法国实验物理学家皮埃尔的研究，欧洲的指南针开始了本土化的过程。[42]到16世纪时，欧洲航海罗盘开始出现了一种旱罗盘，现在称为“万向支架”的常平架。它避免了水罗盘和其他旱罗盘的一些弱点，不论船体怎么摆动，它都能使指针始终保持水平状态，更适用于远洋航行。

中国人从发现磁石指极性到以人造磁针做成罗盘，经历了1000多年的酝酿，中间经历以天然磁石制成勺状在铜盘上旋转的司南仪和铁针人工磁化放在水面上浮动等阶段，表明这种技术原创过程的艰辛。而欧洲从对磁石指极性一无所知到12世纪末短时间内掌握利用水罗盘进行海上导航，显然是接受外来的现成经验后制造出来的。这外来的经验只能来自中国或阿拉伯水手，后一种可能性更大。[43]

指南针西传的最直接影响是促进了世界航海业的发展和地区间的交流。阿拉伯人在历史上以航海著称。有了指南针后，他们可以改变传统的傍岸航行，取直径过印度洋至印度和远东，或南下到东非乃至马达加斯加岛，航行的范围更加广泛。欧洲人学会了指南针在航海上的沿用，为哥伦布发现美洲大陆和麦哲伦的环球航行创造了便利条件。

一些亚洲国家虽然有船队，但主要在周边海域活动，沿着早已熟悉的航道凭借天文导航技术就可以航行，因而使用指南针的时间较晚。以东亚的日本和朝鲜而言，中世纪时期这两个国主要在日本海、东海、黄海海域相互间或与中国之间进行海域往来。朝鲜半岛北部与中国陆上相连，陆路交通更为方便，朝鲜半岛又与日本只有海峡相隔，开船后很容易到达。唐及唐以前，虽然中、朝、日三国有频繁的海上往来，但主要靠天文导航手段。[44]

由于宋朝与辽、金战争不断，影响到了高丽与中国的朝贡贸易，加之日本藤原氏幕府的闭关锁国政策，导致中国的指南针和火药传入这两个近邻国家的时间大大落后于欧洲，这与造纸和印刷术的发展形成了鲜明的对比。由于这两个国家都是中国的近邻，海上交通虽然受到上述限制，但仍是不间断的，特别是中国商船运去的货物，其中包括各种书籍，仍受到欢迎，同时也向中国运去了当地的特产。但在15世纪以前这些交往中没见有中国指南针技术东传的迹象。

直到15世纪前后，罗盘才作为看风水的工具，在朝鲜广泛使用。而指南针传入日本，则是17世纪的事情了。[45]

早在1944年朝鲜半岛原乐浪遗址墓葬就出土了汉代占卜用的式盘，但这时出现的式盘与后来出现的指南针之间还存在较大的技术差距。在高丽后期（1240—1392），蒙古统治者在朝鲜半岛统治期间，火药技术已经传入，指南针有可能尾随其后，但《高丽史》（1454）中很少有相应记载。不过在朝鲜（1392—1910）初期，15世纪时中国式的堪舆罗盘已经成为朝鲜风水家的专用物，这种罗盘显然是从中国引进的。中国除水罗盘外，在宋朝还出现了旱罗盘，以枢轴将磁针支承在方位盘中间。这种旱罗盘在清初也传到了朝鲜。

日本江户时代（1603—1868）以前，有关磁学和指南针的知识已出现在一些从中国传入的科技、军事和本草医学的著作中，如《梦溪笔谈》、《武经总要》、《武备志》、《本草衍义》、《政和本草》、《本草纲目》等。这些著作传到日本后，成为日本学者了解磁学和指南针知识的重要来源。在江户时代之前的日本占书中很少有这方面的记载，因此可以推断出日本利用指南针的时间很晚。而在江户时代以后，荷兰商船航入日本，带去了欧洲旱罗盘技术，同时中国商船上用的指南针也引起日本人的注意。因而形成中国技术和欧洲技术同时在日本传播的局面，最后实现了东西方技术融合。江户时代的《大和本草》（1729）和《本草纲目六蒙》（1806）等本草学著作中的磁石、指南针知识引自中国本草学书中所载。但《吉密开宗》（1837）中的这类知识则来自荷兰文著作。寺岛良安的《和汉三才图会》（1713）虽按明朝人王沂的《三才图会》（1609）体例编成，但有关磁石方面的记载则源自中国和欧洲两方面的内容。[46]

日本掌握指南针制造技术以后，在江户时代既用于航海，也用于陆上定位测量。但前者似乎不及后者受到更大重视，因为这时很少有远洋航行活动。

指南针的传播使得远洋航行成为可能，其在西方国家得到重用，使东西方的发展逐渐拉开距离，东方落后于西方。

四大发明在世界范围内的传播，不仅促进各国经济的发展，而且传播了中国的文化。源远流长、博大精深的中华文明对各国文化都产生了重要影响，尤其是东亚国家，至今仍留有中华文化的印记。

[1] [英]培根：《新工具》，许宝骙译，北京：商务印书馆，1984年版，第103页。

[2] 马克思：《机器、自然力和科学的应用》，北京：人民出版社，1978年版，第67页。

[3] 潘吉星：《中国造纸史话》，北京：商务印书馆，1998年版，第7～8页。

[4] 以潘吉星为代表的学者认为“西汉就有纸，蔡伦不是造纸术的发明者，而是技术革新家”，其观点主要反映在《中国造纸史》一书中。以王菊华、李玉华为代表的学者否认西汉有纸说，肯定蔡伦作为造纸术发明家的称号，其观点主要反映在《中国古代造纸技术工程史》一书中。笔者根据通行的中小学课本，取潘说。

[5] （南朝宋）范晔：《后汉书》卷78《蔡伦传》。

[6] 王珊：《中国古代造纸术在“东亚文化圈”的传播与发展》，《华东纸业》2009年第6期，第19～23页。

[7] 潘吉星：《中国造纸史话》，第123页。

[8] 潘吉星：《中国造纸史话》，第125页。

[9] （南宋）罗濬：《宝庆四明志》卷6《郡志·市舶》。

[10] 潘吉星：《中国造纸史话》，第130页。

[11] （隋）费长房：《历代三宝纪》卷12《众经法式十卷》。

[12] 潘吉星：《中国古代四大发明：源流、外传及世界影响》，合肥：中国科学技术大学出版社，2002年版，第129页。

[13] 沈立新：《绵延千载的中外文化交流》，北京：中国青年出版社，1999年版，第62页。

[14] 潘吉星：《中国古代四大发明：源流、外传及世界影响》，第126页。

[15] [朝]郑麟趾：《高丽史》（第三册）卷93《韩彦恭传》，平壤：朝鲜科学院出版社，1958年版，第71～72页。

[16] 潘吉星：《中国古代四大发明：源流、外传及世界影响》，第403页。

[17] 王介南：《中外文化交流史》，太原：山西人民出版社，2004年版，第216页。

[18] 李万健：《中国古代印刷术》，郑州：大象出版社，2009年版，第128～129页。

[19] 肖红英：《印刷术的发明：源流·外传·影响》，贵阳：贵州科技出版社，2008年版，第156页。

[20] 肖红英：《印刷术的发明：源流·外传·影响》，第158页。

[21] 沈立新：《绵延千载的中外文化交流》，第67页。

[22] 葛红：《中国四大发明的西传及其影响》，载《历史教学问题》1994年第5期，第58～61页。

[23] 沈立新：《绵延千载的中外文化交流》，第68～69页。

[24] 郑延惠：《传播文明的使者》，石家庄：河北少年儿童出版社，1994年版，扉页。

[25] 鲁迅：《电的利弊》，见《鲁迅著作初版精选集 伪自由书》，北京：中央编译出版社，2012年版，第11页。

[26] 又名“三品颐神保命神丹方”，可见于《道藏》卷5《丹经内伏硫磺法》。

[27] 冯家昇：《火药的发明和西传》，上海：华东人民出版社，1954年版，第9页。

[28] （西晋）陈寿：《三国志》卷3《明帝纪》。

[29] （北宋）路振：《九国志》卷2《郑璠传》。

[30] （元）脱脱：《宋史》卷197《兵志十一》。

[31] （元）脱脱：《宋史》卷451《马塈传》。

[32] 冯家昇：《火药的发明、发展及西传》，载《化学通报》1954年第11期，第542页。

[33] 朱晶：《古朝鲜引入与改进火药和火器的历史研究》，载《东疆学刊》2008年第1期，第41页。

[34] 冯家昇：《火药的发明、发展及西传》，载《化学通报》1954年第11期，第544页。

[35] 冯家昇：《火药的发明、发展及西传》，载《化学通报》1954年第11期，第543页。

[36] 恩格斯：《反杜林论》，北京：人民出版社，1970年版，第164～165页。

[37] 王介南：《中外文化交流史》，第224页。

[38] 沈立新：《绵延千载的中外文化交流》，第78页。

[39] 李晋江：《指南针、印刷术从海路向外西传初探》，载《福建论坛》（人文社会科学版）1992年第6期，第64页。

[40] 潘吉星：《中国古代四大发明：源流、外传及世界影响》，第490页。

[41] 葛红：《中国四大发明的西传及其影响》，载《历史教学问题》1994年第5期，第60页。

[42] 张伟：《四大发明外传之谜》，载《国学》2010年第7期，第37页。

[43] 潘吉星：《中国古代四大发明：源流、外传及世界影响》，第496页。

[44] 潘吉星：《中国古代四大发明：源流、外传及世界影响》，第499页。

[45] 张伟：《四大发明外传之谜》，载《国学》2010年第7期，第37页。

[46] 潘吉星：《中国古代四大发明：源流、外传及世界影响》，第502页。