文|郭曄旻
與《韓非子》等書一樣,對《論衡》裡的這段話的解釋至今仍有不同意見,甚至對「柢(抵)」字是否為「杓」之誤,而應解釋為「使用」也有爭議。但比較主流的一種看法認為,「杓」就是勺子。「地」指託著勺子的地盤。而「柢」則指「勺柄」。以此推知,王充筆下的「司南」應當是做成勺子樣式,當它放置在堅硬光滑的「地盤」之上,其柄便會自動指向南方。
這會不會就是一種磁石勺呢?首先,迄今為止尚未在考古中發現古代磁石勺的實物。依照王國維在20世紀早期提出的「兩重證據法」,古文獻記載需與「地下之新材料」相互印證。因此考古證據的缺失不能不成為「司南是磁性器物」一說的重要遺憾。
不過,即便如此,依照《論衡》的說法,是否有可能在當代復原出「司南」呢?20世紀40年代,科技史專家王振鐸先生在研究了王充的記載後做到了這一點,而且是在非常簡陋的條件下完成的司南復原實驗。第一步,1945年10月,王振鐸在四川南溪李莊這個在八百分之一的軍用地圖上難以找到的小鎮,利用通電線圈將鎢鋼勺磁化後製成的人造磁鐵在地盤上完成了撥動實驗。其目的是考察磁勺在撥動後,其磁力是否能夠克服它底部與地盤的靜摩擦力,在其靜止時,其柄是否可以指南。第二步,1947年8月王振鐸又委託工匠用河北武安磁山的磁石製成勺狀磁體,個別勺體用銑床加工後進行了實驗,證明「其勺首指南,同前文所述借人工磁鐵傳磁所制司南表現之功用全合」。
最終完成的司南復原模型由一個「地盤」和一把「勺子」兩部分組成。內圓外方的地盤材質是青銅,其中心圓面磨得非常光滑,以保證勺體指示方向的準確性。中心圓外圍依次布列天幹、地支和四卦,標示二十四個方位。地盤中心的小勺是用整塊磁石磨成的,磁石的正極磨成司南的長柄,勺頭底部是半球面,非常光滑。使用時先將地盤放平,再把司南放在地盤中間,用手撥動勺柄,使它轉動,等到司南停下來,它會轉至與地磁場的南北極相一致的方向,勺柄所指方向就是南方。
其實,王振鐸早已坦率地承認,這只是一個模型,「未發現原物以前,姑以古勺之形體充之,以徵驗其究竟」。加上當時條件所限,他也沒有進行科學檢測:「惜無合宜之量磁儀器,用測其磁性。」然而,這個司南的復原方案很快就深入人心。王振鐸製作的模型不僅先後出現在教科書、辭典和郵票上,還在很長時間裡在中國歷史博物館(今國家博物館)作為「司南」的現代復原方案進行輔助性展示。
但爭議也隨之而起。最主要的疑問是,王振鐸的實物復原表明磁石勺製品具有指向性,可是在他之後,迄今無人能夠用天然磁石再度重複「司南」的試驗結果。甚至坊間還一度流傳著這樣的說法:1952年,郭沫若率中科院代表團訪問蘇聯科學院,希望帶一個司南復原品作為禮物。複製司南的任務下達到中國科學院物理研究所,由錢臨照(日後1987版《中國大百科全書·物理學卷》物理學史分支學科的主編)主辦。錢臨照找到最好的磁石,請來琉璃廠的玉工按王振鐸的方案雕琢。可磁勺做出後,就是不指南。代表團行期已近,只好用電磁鐵給這個「司南」人工充磁(也有說法是用磁化鎢鋼代替)。
當然,此事未見錢臨照本人記述,現有說法都是層層轉引,彼此也不一致,因此也未必靠譜。另外也有學者指出,唐代及以前正是地磁水平分量高峰期,當時的地表磁場強度約為今天的1.7至1.9倍。這一時期,用中等以上的磁石製備「司南」就會具有上好的可用性。據此看來,當代復原「司南」屢屢未果,與古今磁場變化也不無關係。
無論如何,即便《論衡》裡的那幾句話日後被考古發現證實為勺形「司南」,這種古代指南器還是有著顯而易見的缺點。首先,天然磁體並不易找到,而且在加工時容易因打擊、受熱而失磁。所以「司南」的磁性必定較弱,加上它放置在銅盤上,哪怕接觸處再光滑,轉動時也會產生摩擦阻力,這就大大影響了靈敏度,所指的方位準確度難以保證。而且,「司南」所用的磁石在盤心並無法固定在一個特定的位置,而是必須用手放在適當的部位,然後再撥動使其旋轉。因而它是手動裝置,不能自動指出方位,在顛簸的狀態下也就不能使用。所以還遠遠稱不上是一種理想的指向儀器。這可能是古時「司南」長期未得到廣泛應用的主要原因。
儘管如此,「司南」的出現還是奠定了後世中國人將指示方向稱為「指南」而非「指北」的基調。相比之下,雖然古代希臘、羅馬早就知道了磁石能夠吸鐵的特性,但西方在很長時間裡都搞不清楚磁石的指向性,自然更無法將其用於指向了。