四、航海科技的进步（第2/4页）

东亚大陆的海岸线大致上是南北向的。而海中距大陆不远处，分布着南北走向的西太平洋岛弧：库页岛、千岛、日本列岛、琉球群岛、台湾及吕宋列岛。西太平洋岛弧与东亚大陆之间的几个西太平洋边缘海，如日本海、黄海、东海与南海从北向南排列，形成一条狭长海道。这一独特的地理条件使古代东亚地区的航海的天文导航相对较为容易。当中国海船启航时，无论是采用沿海航行法还是近海航行法，都是大体沿南北向航行。天文导航的主要依靠对象是北极星。晋代葛洪的《抱朴子·外篇》提到：“夫群逆乎云梦者，必须指南以知道，并乎沧海者，必仰辰极以得返。”就是说，在内陆湖泊中航行时，已经应用了指南针；而在沧海中航行时，如果不观测北极星是无法返回的。

当海船进入东南亚、印度洋后，地理条件发生了极大的变化，海岸线变得极为曲折：中南半岛与马来半岛间隔着暹罗湾，马来半岛与印度之间隔着盂加拉湾，印度与东非之间则是阿拉伯海。光靠北极星已经无法导航。从先秦时代起，东南亚—印度洋航海的传统方法是沿东南亚、南亚大陆的曲折海岸线而行。这种航行法虽然较安全，但绕道而行，航期很长。

航海技术的发展，使海船脱离陆地的能力越来越强。从事东南亚—印度洋航海的人们开始尝试穿越大洋的航行。在远离海岸的情况下，传统的陆标定位术已经不起作用，需要一种新的从已知船位推算未知船位的航迹推算术。天文导航术的历史就是朝满足这种需求的方向发展。晋代法显曾经陆路赴印度、斯里兰卡，然后取海路返回。他在自己的游记中写道：“大海弥漫无边，不知东西，唯望日月星宿而进。若阴雨时，为逐风去，亦无准。”这说明他所乘坐的海舶是从斯里兰卡直接向东航往苏门答腊。这就是说，在南朝时期，在印度洋上航行的海船已经脱离了主要依靠地文导航的初级阶段，船舶能够在远寓陆地的大洋中航行。在天气晴朗时，白天依日定向，夜晚则靠星辰指引。唯阴雨时节，只能随风而进。

据道藏中葛洪《太清金液神丹经》记载，中国海舶从日南等地出发沿海南行时，采用的是天文导航法，即逆北辰所指方向，朝箕星即二十八宿之箕宿而行，昼夜不息，十余日可到扶南。这些记载证明，中国航海家在当时已经掌握了西太平洋—印度洋的天文定位的技术，即已经脱离了单纯依靠沿海陆标导航的阶段，在必要时可根据某些星辰的出地高度与观测视角来确定海船在大洋中的位置。这是航海科学发展史上的一大突破。

唐代天文定位术的发展，集中体现在利用仰测两地北极星的高度差，来确定南北距离变化的大地测量术上。唐开元年间，著名天文学家僧一行（俗名张遂，673—727）曾率领南宫说等人，对唐朝的疆域进行了一次大规模的大地测量。一行创造了一种简便的仪器“复矩”，来测量北极星距离地平的高度，即所谓“以复矩斜视北极出地”。最后傅出的结论是，“大率三百五十一里八十步（相当于129.22公里），而极差一度”。（注：《新唐书·天文志》。）这与现代天文大地测量值111.2公里虽有一定距离，但已经具有航海的实用性。

1973年在福建泉州市后渚的宋代海船尾仓（第13仓），即舟师所居仓中，发现一把竹尺，残长20.7厘米，宽2.3厘米，尺内一半分五格，每格长2.6厘米。未分格的部分，可能是手持时用。这应当就是一把“量天尺”，即测量“星高”的尺。使用时伸臂竖握此尺，使其下端与水天线相切，以观测天体的视线与此尺相交的寸、分读数为测天之高度。这种尺使用捷便，如用以测量北极星，可依照测高读数，判别海船所在地理纬度。

2.指南浮针

天文导航术的关键在于观察日月和测定星高，其目的是确定船的纬度和方向。但天文导航受天气影响大，阴雨天无法观天，无从根据日月方向和星高来判明船所处位置，从而限制了其使用范围。指南针的使用使导航不再受制于气候，是世界航海史上一项重大的发明。

指南针最初是为确定朝向风水而发明，后用于水上航行。据前引晋代葛洪的《抱朴子·外篇》提到的“夫群逆乎云梦者，必须指南以知道”一语，可知至迟在公元4世纪以前，使用指南针来确定船舶在浩瀚水面上的位置的方法，已经为许多人所知。成书于1041年的相墓著作《茔原总录》书中提到，欲定东西南北，必须让磁针指丙午之间的方位，则午向为正南。这说明当时已经发现了磁偏角为南偏东7.5度。从发明磁针指南，到认识到磁针所指方向（即地磁极）与地球自转轴的北极之间方向并不完成吻合（即磁偏角的存在），需要相当长的历史岁月。

据成书于1088—1095年间的《梦溪笔谈》记载，安置指南针的方法有四种：

（1）把磁针横穿于灯芯草之上，浮置水面

（2）置磁针于指甲上

（3）置磁针于碗唇上

（4）以丝线系磁针腰部，使平悬于无风处。

1044年泉州曾公亮（999—1078）在其主编的《武经总要》中还记载了一种指南鱼，是用薄铁片剪成鱼形，将其磁化后成为指南鱼，浮置水面即可指示南北。南宋时陈元舰在《事林广记》卷10中又记载了另一种木刻指南鱼，其制法是以木刻成鱼形，中开一窍，置入磁石，浮置水中。

约11世纪下半叶，指南针作为航海的导航仪器已见于记载。北宋时朱璃《萍洲可谈》在谈及1098—1102年其父在广州所见航海活动时说，“舟师识地理”（即船老大辨识方向）时，夜以观星，昼以观日，阴晦天则观指南针。1124年，徐兢在《宜和奉使高丽图经》中也说，天气晴朗的夜间凭星斗航行，晦冥则全靠“指南浮针”。“指南浮针”这个术语说明当时采用的是《梦溪笔谈》中提到的水浮法。其装置法是在刻有24方向的木制罗经盘中凿一圆坑，中置水，将磁针横贯灯芯草后浮置水面，即成水罗盘，又称针盘。宋代海船中已经有专门舱房放置针盘，称为针房，由经验丰富的火长专职掌管。

指南针导航术在发明后不久便以极快的速度传播到海外，为外国航海家所知。在宋代这一先进技术已经传到欧洲。据李约瑟考证，欧洲最早有关指南针导航术的记载，是英国人亚历山大·尼科姆（Alexander Neckam，1157—1217），他在1190年已经提到航海罗盘。

阿拉伯人应用指南针早于欧洲人，但文字记录指南针却晚于欧洲人。欧洲人是通过大食人的中介学会指南针导航术的。在成书于1282年的《商人辨识珍宝手鉴》中，大食矿物学家贝拉克·卡巴札吉（Bailakai-Qabajaqi）说，他曾乘船从的里波里（位于今利比亚）到亚历山大城（位于今埃及尼罗河入海处）。在航行中，他看见船员们使用借助木片或苇箔托浮在水面上的磁针来辨别方向。这一记载表明，大食的航海指南针也采用水浮法，与中国的浮针肯定有渊源关系。上引《商人辨识珍宝手鉴》中还说，在印度洋中航行的船舶中，将以中空的磁铁制成的磁鱼浮置水中，其头尾分别表示南北方向。这种磁铁指南鱼与《武经总要》中提到的指南鱼应当也有渊源关系。