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括号内的个别字不同,是不同版本所致。“亡人”、“亡者”均指走失的人。家里出现此情,则在家中悬吊起磁石,以为亡者指出方向,平安回家。这或许是刘安门客中道术家的信念。这里关键是,只有自由悬吊的长条形磁石才具有方向性,并非人们通常想像的一块多棱多角的无规则形状的磁体。将长条形磁石外包裹衣服,再悬吊于空中,这是古代科学穿上巫术外衣的典型事例。汉以后,发展出大量的磁幻术(或磁游戏),其本质概莫如此。
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最为令人惊讶的是,刘安学派在历史上最早发现了造磁体的方法:“取鸡血、杂磨针铁杵,和磁石,(涂)棋头,置局上,即自相抵击也。”(《淮南万毕术》)。高诱注:“取鸡血与针磨,捣之以和磁石,用涂棋头,曝干之,置局上,即相拒不休也。”
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这两段引文中“杂磨针铁杵”或“针磨”,是指磨锉钢针时在钢锉下掉落的碎粉。俗语云,“只要人用心,铁杵磨成针”。“鸡血”是凝固剂,用它“和磁石”的“和”,读huò,与“和灰浆”、“和药”同意。总是坐在一个方向上磨锉针尖,其粉末在地磁场作用下天然具磁性。将这种粉末与鸡血和成磁石,涂在棋子两端,棋子就成磁体,置于棋局上则“自相抵击”。两棋相“抵”即彼此吸引,相“击”即彼此排斥。
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将磁石作成棋子,或人造磁性棋子,在汉代初期曾盛极一时。以这样的棋子摆局,就称之为“斗棋”。斗棋决定于棋子磁性的强弱。强者将对方棋子吸引过来或排斥在一边,于是为胜方。汉武帝曾多次召方士栾大进宫,为其表演斗棋术。淮南王刘安是汉高祖之孙,汉武帝之叔父。因其“辩博善为文辞”,武帝“甚尊重之”,“每宴见,谈说得失及方技赋颂,昏暮然后罢”(《汉书·淮南王传》)。他很有可能对汉武帝讲过人造磁性棋子及斗棋等事。从韩非子到刘安、王充,中国人制造了司南,且知晓长条磁铁的指极性。从而构建了整一个时代完整的磁学知识。此后,中国磁学的又一次大发展,尚待唐宋年间大批堪舆家问世。
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三、指南针
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将普通钢针磁化,是本草学家的贡献。进一步,将磁针作为方向指示器而称为指南针,是道家和堪舆家的共同杰作。堪舆家又进而改进、发展了方位盘,使罗盘复杂化。
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磁石作为安神醒脑的一味中药,其质地早为本草家所关注。鉴别其优劣的方法即是视其吸引钢针的多寡。萧梁朝陶弘景(456~536年)的《名医别录》曰:“好磁石能悬吸针,虚连三、四(针)为佳”。梁朝或隋初,道家苏元朗在《太清石壁记》中亦说:“磁石但取引针相连五、六者为良,连针唯多最好。”唐代苏恭《唐本草注》指出,“初破(磁石)好者能连十针”。
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以此鉴定磁石质地,也即发现了磁感应法令普通钢针磁化。继而发现磁针的指向性是科学史之必然。据今发现,记述指南针之较早者,为生活于晚唐的段成式(803~863年)。段曾官秘书省校书郎、太常少卿,于武宗会昌三年(843年),邀数位同僚并道者“昇上人”游长安诸寺。游至兴起,数人共作连句辞赋,其中昇上人有“勇带磁针石,危防丘井藤”句,段成式吟“有松堪系马,遇钵更投针”句(《酉阳杂俎》卷五《寺塔记》)。显然,他们出游时身带有磁石、磁针,并且在盛水僧钵中试放针体,察其指向。这也是水浮指南针的较早记载。
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在段成式之后的约200年,即1040年代,就像知识大爆炸一样,指南针,更确切说是罗盘,几乎同时被以下三种著作所记录:
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(1)王伋注《管氏地理指蒙》。该书为集唐宋间堪舆著作而成。注者王伋(约988~1058年)字肇卿(也作赵卿)。他在约1030~1040年间为之作注,书中留下其作《针法诗》一首:
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虚危之间针路明,南方张度上在乘。
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坎离正位人不识,差却毫厘断不灵。
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“虚、危”、“坎、离”、“张”是罗盘上方位。它们分别指正北、北偏西、正北、正南、南偏东(如图4.10所示)。诗中还有一个方位“南”。该诗分明指出指南针的两端,一在“虚危”之间,即北偏西;一在“南方张度”,即南偏东。磁针方向与地理正南北方向之间夹角,今日称为磁偏角。磁偏角的大小随地理位置和具体年代而变化。由图4.9可知,《针法诗》所描述的这个偏角约为7.5度(北宋国都汴京所在地)。罗盘与磁偏角同在一诗中表达出来了。
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王伋是当时闻名闽赣的堪舆师。其父王熙元(961~1081年)、祖父王处讷(915~982年)在《宋史》中均有传,且通晓“星历、占候之学”。王伋的堪舆术本是家传。
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(2)北宋杨维德的相墓书《茔原总录》。书成于仁宗庆历元年(1041年)。该书卷一“主山论”写道:
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客主取的,宜匡四正以无差,当取丙午针,于其正处,中而格之,取方直之正也。……取丙午、壬子之间是天地中,得南北之正也。丙午约而取于大概。若究详密,宜曲表垂绳……
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引文中第一句“的”字,指目标;“四正”即东西南北四个方向。“当取丙午针”,即罗盘上磁针指向(如图4.11所示)。杨维德知道,磁针所指南北(磁南北极)与地理南北不全吻合,只是“约而大概”。若要取得地理“南北之正”,则需以圭、臬等仪具在太阳下取影测知。整段文字表明,杨维德熟知罗盘与磁偏角。所谓“丙午”或“丙午、壬子之间”,也表示当时北宋京都磁偏角约为7.5度。
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杨维德其人是宋代重要天文学家,年轻时曾是韩显符(940~1013年)造铜浑天仪的助手,官“保章正”;后官“司天春官正”,于景祐元年(1034年)编制星表而闻名,并与天文机械制造师燕肃(961~1040年)一同奉诏检测莲花漏;他还是今日闻名天下的1054超新星的发现者和忠实观察记录者之一。他又是一位阴阳家,著有“遁甲符应”类著作。似是晚年,又发阴阳于风水地理,写成《茔原总录》一书。“茔”即坟地。
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(3)北宋兵家曾公亮(999~1078年)著《武经总要》(1040~1044年成书)。前述道家、堪舆家以磁感应方法制造指南针,而曾公亮发现了另一种造法。这种方法以现代科学语言可以表述为:利用钢铁从炽热
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到淬火冷却过程中磁畴(magnetic domain)从无序(magnetic disorder)到有序(magnetic order)的转变。他写道:
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造指南鱼法:用薄铁叶剪裁长二寸、阔二分、首尾锐如鱼形。置炭火中烧之。候通赤,以铁钳钳鱼首出火,以尾正对子位(北),蘸水盆中,没尾数分则止。以密器收之。用时,置水碗于无风处,平放鱼在水面令浮,其首常南向午也。(《武经总要前集》卷十五。)
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对这种造法要作一点近代磁学知识的解释:将钢铁片剪成鱼形,即常见的二头尖的长条形铁片。将其置于约700摄氏度高温(此温度称为磁体的磁畴达到混乱状态的居里点),其磁畴排列完全被打乱。此后又将其顺地磁场方向(“尾正对子位”,即南北方向)淬火、冷却,此钢片磁畴便又按地磁方向重新排列为磁有序状态,从而产生磁性。鱼尾对北,则成为南极;鱼头朝南,则成为北极。因此,这种鱼形指南针“首常南向午”。“南向午”,非正午(南),又一次讲出磁偏角的存在。
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