《梦溪笔谈》中的炼钢和指南针

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来源：大纪元

天工开物插图。（公有领域）

编者的话：现在的人都认为现代科学很发达，是古人难以想像的。但从北宋沈括（1031年─1095年）所著《梦溪笔谈》中记载的宋朝，以前在天文学、数学、物理学、地理学、地质学、气象学、生物学、医药学、考古、语言、史学、文学、音乐、绘画以及财政、经济等等的发现和成就来看，事实并非如此。通过介绍《梦溪笔谈》，我们与读者分享中国古代科学的成就。

沈括。（公有领域）

关于灌钢的技术，南北朝南齐、梁时期的医学家兼炼丹家陶弘景（约452─536年）曾有过记述：“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者，生指生铁，鍒指熟铁，这就是灌钢。 ”（《图经衍义本草》）北齐的道士纂母怀文也是较早的灌钢的实践者之一。据说他“造宿铁刀，其法烧生铁精，以重柔铤，数宿则成钢”。（《北齐书》）

无款陶弘景像。（国立故宫博物院提供）

灌钢
南北朝发明的这一灌钢技术，在宋朝已成为主要的炼钢方法之一。这在《梦溪笔谈》中有详尽的描述，沈括将它比做洗面筋，非常具象。译成白话文如下：

现在世上的钢铁，是将熟铁条屈曲地盘绕着，把生铁块嵌在盘绕着的熟铁条之间，用泥把炉密封起来烧炼，待炼成后再加锻打，将它们锻炼在一起，称为“团钢”，也叫“灌钢”。这其实是假钢，靠的是生铁的硬度，再炼二三次，生铁就炼熟了，就成了软铁了。天下人没觉得这有什么不对，是因为不知道什么是真钢。

我曾到过磁州的锻坊，在那儿观察炼铁过程，才知道什么是真钢。铁中的钢，就像面中的筋，软面不断淘洗，面筋才显现出来。炼钢是一样的道理，用精铁，锻炼百多次，每锻炼一次后，称重都会轻一些，直到锻炼到重量不再减了，就是纯钢了，再怎么炼重量也不会减了。钢是铁中精纯的部分，颜色干净明朗，打磨光后，显青黑色，和一般的铁很不同。也有的铁炼光了也不见钢，这取决于铁的产地了。

天工开物。（公有领域）

指南针
指南针是中国古代四大发明（指南针、造纸法、印刷术和火药）之一。北宋沈括的《梦溪笔谈》中载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”这是关于利用天然磁体进行人工磁化以及地磁偏角的最早记载。

“磁偏角”是因为地球上的磁极和南极、北极稍微有一点偏差。指南针的N极和S极，沿磁子午线分别指向北磁极和南磁极，磁子午线和地理子午线是不一致的，它们之间存在着一个夹角，科学上叫作“磁偏角”。西方到公元1205年，法国人古约（Guyot de Provins）才记载了用同样方法制造指南针，公元1492年意大利人哥伦布（Christopher Columbus）才发现地磁偏角，比沈括晚了400多年。

在《梦溪笔谈》卷二十四中，沈括描述了指南针的4种使用方法：

（1） 水浮法：在盛水的碗里，把指南针放在水面上指示南北方向。

（2） 指甲旋定法：把磁针放在手指甲上轻轻转动来定向。

（3） 碗边旋定法：把磁针放在光滑的碗边轻轻旋转磁针来定向。

（4） 缕悬法：将单股蚕丝线用蜡粘在磁针的中部，悬挂于空中指南。这种悬挂式指南针，须在无风处使用。

根据试验比较，沈括认为这4种方法中，缕悬法最方便使用。因为指甲和碗边上很光滑，指南针容易滑落。而水浮法，受水波动影响，针不容易静止下来。

沈括在900年前提出的方法，有的至今仍在使用，如现代的磁变仪、磁力仪的基本结构原理，就是采用了沈括所说的缕悬法原理。而航海中使用的重要仪表罗盘，也大多是根据水浮磁针这一原理设计而成的。

公元1119年，北宋朱彧在《萍洲可谈》中第一次记载了指南针用于航海：

“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”中国是世界上最早应用指南针于航海的国家，有了指南针，才可能有郑和七下西洋的壮举。西方公元1190年英国人纳肯（Alexander Neckam）才有指南针用于航海的记载。如今，中国发明的指南针，已被广泛运用于航空、航海、采矿、探险各个领域。

在开封展示的勺碗形、用于汉朝（前202年─220年）风水堪舆的指南针模型。（公有领域）

——摘自正见网（《梦溪笔谈》：炼钢，《梦溪笔谈》：指南针）

责任编辑：李梅#