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4．吹起了科技革命的号角和推动工业革命的进行
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在自然科学领域内，哥白尼的地球围绕太阳转的日心说吹起了科学革命的号角，使自然科学从神学的束缚中解放出来，给上帝创造世界的陈腐说教以致命的打击。哥伦布和麦哲伦的地理大发现无可辩驳地证明了地圆说的正确。伽利略的天文学和物理学的成就，使人类对宇宙有了新的认识。1687年，牛顿的《自然科学的数学原理》，为工业革命铸就了钥匙。18世纪60年代，资本主义最发达的英国开了工业革命的先河，由于80年代蒸汽机的发明和采用而使各工业部门得到进一步的发展，至19世纪30年代末，英国的工业革命基本完成。19世纪末，美、法、德、日等国也相继完成工业革命。
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由中国传来的四大发明，在欧洲得到了及时的推广和利用，文艺复兴带来的思想大解放，科学技术的革命，机器工业的迅猛发展，使欧洲的军事技术得到旷古空前的提升。黑色火药发展至无烟火药。在火绳枪炮、燧发枪炮、击发枪炮、后装线膛击针枪炮、连发枪、机枪、成层炮、装箍炮、各型特种枪炮的创制过程中，相应地又在精确的弹道理论指导下，创造了枪炮铸造和使用的许多科学方法。风帆舰船被大吨位和高速航行的蒸汽舰船所取代。近代要塞的普遍建筑使古代城堡仅成为人们旅游参观的历史古迹。这一切都表明欧美近代的军事技术在学习从中国传来的火药与火器的制造与使用技术后，在16至19世纪中叶已经走在世界的前列。
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这一切正如培根所说，中国的三项（实为四项）发明，已改变了全世界的面貌和世间一切事物的状态，人世间没有比这些发明带来的影响大。
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主讲者简介
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戴念祖
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福建长汀人，1964年厦门大学物理系毕业。此后一直在中国科学院自然科学史研究所从事科学史研究，是中国物理学史学科创建者之一。1978年被评为中国科学院先进工作者，1990年为研究员，1992年享受政府特殊津贴，1996年被授予有突出贡献的中青年专家称号。现任首都师范大学物理系讲座教授。有物理学史论文百余篇。主要著作有《中国力学史》、《中国声学史》、《中国光学史》、《中国电和磁的历史》、《中国物理学史》、《朱载堉——明代的科学和艺术巨星》、《天潢真人朱载堉》、《文物与物理》、《物理学与机械志》等；主编《20世纪上半叶中国物理学论文集粹》，编写《物理学基础教程》（与台湾大学林清凉教授合作），论文集《细推物理》（由王士平、李艳平等编辑）等。
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走进殿堂的中国古代科技史（中） [:1701100360]
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第四讲 指南针与罗盘
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指南针和造纸、印刷术、火药统称为中国古代的四大发明。它们曾受到弗兰西斯·培根（Francis Bacon, 1561～1626年）和卡尔·马克思（Karl Marx, 1818～1883年）的高度称赞。马克思将这些技术发明看作是“资产阶级发展的必要前提”〔60〕，四大发明被公认为古代中国人的创造。纵使目前国际学术界有些异议，但尚无确凿证据与史实表明其他民族或地区有更早的发明或发现。
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谈到指南针，必涉及古代人所掌握的静电和静磁知识。限于篇幅，我们只能提及与罗盘的相关部分。古代中国人的许多相关知识可参阅拙作《中国物理学史》或《电和磁的历史》。
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作为技术发明的指南针与磁学知识对应阶段大致如下：
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一、司南
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“司南”是一种磁性指向器，是以天然磁铁（Fe3O4）琢磨而成。历史上“指南车”是一种机械指向器，它创始于三国马钧（生卒不明）。在历史文献、特别是魏晋以降的典籍中，“司南”与“指南”的混用，造成今日学术界相关科学知识与技术工艺的一些异议与疑惑。半个世纪前，文博学家王振铎（1913～1992年）对司南与罗盘的全面研究奠定了今日认知司南为磁性指向器的基础（如图4.1所示）。
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关于司南的最早文字记述见之于战国末期《韩非子·有度》：
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夫人臣之侵其主也，如地形焉，即渐以往。使人主失端，东西易面，而不自知。故先王立司南以端朝夕。
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“端”有二意：一为物之“起始”、“头前”之意，暗含方向。引文中前一个“端”字作如是解；一为“正”，为动词。后一“端”字作如是解。“朝夕”二字在此借用为“东西”方向。“端朝夕”即“正东西”方向。引文大意是说：君主属下之奸臣欲害其主，改变君主之治国理念或方向，总是一步一步、一点一滴而逐渐进行的。这样，就能使君主失去方向，变换路线而不自知。故此，先王创制“司南”以便正东西方向。
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“司南”是政治原则还是器物？直到东汉王充（27～约97年）才对它的形制、物理特性作出记述。他在《论衡·是应篇》中写道：
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屈轶之草，或时无有而空言生，或时实有而虚言能指。假令能指，或时草性见人而动。古者质朴，见草之动，则言能指，能指则言指佞人。 司南之杓，投之以地，其柢（dǐ）指南。鱼肉之虫，集地北行，夫虫之性使然。今草能指，亦天性也。
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整段文字，叙述了三种“物”：屈轶之草，司南之杓，鱼肉之虫。前者植物，后者小动物，居间者为普通物体。它们的本性相同，都能指示方向。据王振铎考证：“地”即汉代占卜用工具“式盘”之下半部，称为“地盘”；“柢”原指树根，此借为杓柄。司南类似日用器物“杓”，将它置于占卜用的“地盘”上，其柄（柢）指向南方。他据《韩非子》和《论衡》记载，断此能指示方向的器物必为天然磁石所制成的杓柄式指向器，并将其复原如图4.1所示。它的创制时间当在战国末期。
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图4.1中曲线型杓式司南所具有的内在美，曾为学术界所接受和赞赏，也成为今天媒体上中国科技事物的标志。
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