古人远行用“指南针”“水罗盘”导航

□邱俊霖

传说，黄帝依靠导航工具“指南车”打败了蚩尤。这虽只是传说，但人们发明和使用指南车的确是一件极为久远的事。与指南针不同，指南车并没有使用磁极，而是采用齿轮原理制作，属于一种纯粹的机械设备。简言之，指南车运用大小齿轮构成的差动装置进行指向，差动装置连接着车身上的木人，启动前先设置好木人的指向，然后以马匹拉动车身。当指南车进行转弯时，一侧车轮行驶的距离会比另一侧短，受到的阻力也更大，于是差动装置便会带动木人转向：当指南车向左转弯时，木人便向右转，反之则向左转。于是，无论指南车如何转向，木人所指的都是同一方向，人们便能够据此来辨别东西南北。

由于指南车制作难度大，而且体积大，难以携带，在历史的长河中逐渐失传。

更加便捷的“司南”出现以后，显然更受人们欢迎。最早的司南大致出现在战国时期，由于战事频繁，导航技术也随之迅速发展。据近代考古学家猜测，司南是用天然磁铁矿石凿成一个勺形的东西，放在一个光滑的盘上，盘上刻着方位，利用磁铁指南的作用来辨别方向。

到了宋朝，人们发明了人工磁化的方法，制成可以指示南北的工具。沈括在《梦溪笔谈》中介绍了一种磁化方式：以磁石磨针锋，使之磁化成磁针，可以指南，但常微偏东。这算是早期的指南针。

若在水上航行，导航就更为重要了。在海运发达的宋代，指南针被聪明的古人搬到了海上，作为人们熟悉的“水罗盘”使用，即把磁针放在一个中间盛水、边上标有方向的盘子里。“水罗盘”的磁针浮在水上可以自由旋转，静止时两端分别指向南北，为船员们指明方向。

然而，如果人们需要跨洋远航，茫茫大海上既看不到岸上的目标，又没有参照物，即使能分清方向，若无法精确定位，也很容易迷失。于是，人们学会通过水平线测量星体高度来判断船舶在海上所处的位置，这就是“过洋牵星术”。这种技术用到的工具叫“牵星板”，由十二块从小到大的方形木板和一条贯穿木板中心的长绳构成。利用“牵星板”可以测量出星辰的高度指数，从而测定船只的具体航向。明代航海家郑和率领着船队下西洋时，便使用了“牵星板”，确保了船队能够乘风破浪、行稳致远。（《羊城晚报》）