中國指南針的發明史由三部曲組成，曲曲餘音繞梁。近年的考古發現，古代文獻的再探索和科技史研究，使我們加深了對這一偉大發明的認識，它在中國和世界文化史上的地位，比以往所公認的高得多。
什麼是司南？指南針的雛形稱為「司南」。《宋書·禮志》引《鬼谷子》說戰國時「鄭人取玉，必載司南，為其不惑也」。不惑，就是不迷失方向。司南是一種用天然磁石琢成的勺形指向器。《鬼谷子》中保存的此一傳說，通過鄭國取玉者攜帶「司南」之事，透露了磁石勺與玉工之間的關係：甚難加工的磁勺應是玉工高手的傑作。它還暗示：善於經商的鄭人在磁勺的傳布（或許還有發明）過程中，扮演了重要的角色。
東漢初期王充的《論衡》描述了這類磁勺的性能和用法。傳本《論衡·是應篇》說：「司南之勺，投之於地，其柢指南。」吾師王錦光和我的《〈論衡〉司南新考與復原方案》指出，上句中的「投之於地」系「投之於池」之誤，「池」指汞池。這段極重要的科技史料應解釋為：叫作司南的勺形磁性指向器，投入盛有適量水銀的容器中，它的勺柄必然自動指向南方。
在勺形磁性指向器問世之前，已有「司南」之謂。不過，它與磁性無涉，乃是直立於地面用來測日影的表杆。如《韓非子·有度篇》說：「故先王立司南，以端朝夕。」「端朝夕」即正東西，引申為確定東西南北方向。「立司南」來源於殷商甲骨文中的「立中」和戰國時的「立朝夕」，它們的意思都是立表以測影。當勺形磁性指向器被發明的時候，其狀取法北鬥，名稱沿用「司南」。今人不知其來龍去脈，往往將這兩種不同的司南混為一談。然而，對於司南古義的演變，這才拉開了序幕。
清《欽定書經圖說》夏至致日圖，描繪古人立表測影的情形在古代中國，司南古義不斷引申，涉及中華文化的許多領域。因此「司南」有幸與一系列古代科技發明結下了不解之緣。
唐以後改稱為指南除了上述的表示勺形磁性指向器之外，司南又是指南車、指南舟和報時刻漏的代稱。晉人葛洪所作的《西京雜記》中提到的「司南車」即半自動機械裝置指南車。《宋書·禮志》記載：「晉代又有指南舟。」南朝任昉的《任彥升集·奉和登景陽山》詩吟道：「奔鯨吐華浪，司南動輕枻。」詩中的司南即指皇家園池中的指南舟。可是，指南舟究竟怎樣導航？至今依然是一個謎。唐代大詩人杜甫的詠《雞》詩云：「氣交亭育際，巫峽漏司南。」杜詩中的司南實際上是報時刻漏的又一名稱。這句詩的意思是，夜半零時整，詩人恰聞司南的報時之聲。
中國古代科技術語被社會科學所吸收而歷久彌新者，司南、火候等都是著名的例子。眾所周知，「指南」有指導或準則之意，而「指南」來自「司南」，「指」、「司」兩字僅一音之轉。在漢至唐的文獻中，我們常可讀到諸如「事之司南」、「文之司南」以及「人之司南」等語詞。如《鬼谷子·謀篇》說：「夫度材、量能、揣情者，亦事之司南也。」梁劉勰的《文心雕龍·體性》說：「故宜摹體以定習，因性以練才，文之司南，用此道也。」唐代以後，「司南」一詞完全為「指南」所取代。南宋末年，文天祥活用磁石和磁針指向性的知識，道出了「臣心一片磁針石，不指南方不肯休」的愛國心聲，直用指南（司南）本義，立意卻不同凡響。
首揭磁偏角之秘的中國磁針發現磁石、磁針的吸鐵性較易，但發現指向性較難，而要發現磁偏角則更難。因為地球磁場的磁軸線與穿過地理南北極的地軸不一致，故磁子午線與地理子午線不盡相合，微有交角，這交角就是磁偏角。北宋科學家沈括（1032—1096）在其名著《夢溪筆談》中，將方家發明的用磁石磨鋼針的尖端，使之具有永久磁性的方法公之於世，標誌著原始指南針已到實用的新階段。磁針配合分度地盤指向的精度，與司南以及11世紀初的用薄鐵片做成的「指南魚」不可同日而語；故磁針羅盤的發明，很快導致了磁偏角的發現。
北宋慶曆元年（1041）司天監楊惟德在《塋原總錄》卷一中指出，定南北方向時，等到磁針的擺動停止時，在子午方向仔細校正，才能得到準確的南北方向。這項記載表明，磁針羅盤問世後，最先應用它的是堪輿家，最早發現磁偏角的也是堪輿家。《塋原總錄》不僅是年代明確可考的世界上關於磁偏角的首次記載，而且記載了當時當地磁偏角的大致數值。以前，人們一度將磁偏角的發現歸功於沈括，因為他在《夢溪筆談》中提到「方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也」。此條記載已比哥倫布（Christopher Columbus）在1492年橫渡大西洋時發現磁偏角要早四百餘年。自嚴敦傑先生在《中國史稿》第五冊「宋代科技史部分」引入《塋原總錄》的史料，才將這一世界紀錄又向前推進了約半個世紀。
明宋應星《天工開物》抽線琢針圖，由此圖可見製作鋼針的程序早期的一種指向器———指南魚，今人王振鐸依文獻摹繪，取自李約瑟《中國之科學與文明》方家發明的羅盤是磁針與分度相配合的新一代的指南針，使用方便、讀數容易，先後用於堪輿和航海。
中國的磁針和羅盤先後經由陸水兩路西傳，曾給人類文明的進程帶來重大的影響。但在羅盤的發明權上，長期存在一種錯誤的觀點———中西應當分享羅盤的發明優先權。即：磁針浮在水中的水羅盤與指南浮針一脈相承，是中國的發明，但是磁針用支軸支承的旱羅盤是歐洲所發明，後者經由日本船傳入中國，中國開始有旱羅盤已是16世紀的事了。根據考古發掘資料，參照歷史文獻記載，筆者發現，我國不僅是水羅盤的發源地，而且早在12世紀就率先發明了旱羅盤。
明朝航海用的青銅製水羅盤，中有水室可盛水浮針，圓周內層刻八卦，外圍則為二十四方位。取自李約瑟《中國之科學與文明》1985年5月，江西省臨川縣溫泉鄉莫源李村農民在窯背山發現一座古墓。該墓出土文物豐富，除金質飾件、水晶佩掛、文房用具、陶瓷、銅器等之外，還出了七十餘件各式瓷俑。其中有座底墨書「張仙人」的張仙人俑一式兩件，瓷土作胎，胎土細勻，素燒，火候偏低，系侍立狀圓雕，由模印貼塑而成，高22.2釐米。風水先生「張仙人」俑，「眼觀前方，炯炯有神，束髮綰髻，身穿右袵長衫，左手抱一羅盤」。從該墓伴出的墓碑和紀年地券可知，墓主為南宋邵武知軍朱濟南（1140—1197），葬於慶元四年（1198）九月二十五日。考慮到12世紀末是羅盤發明史上極為關鍵的時期，一見到這一考古資料，立刻引起了我的注意。
江西省臨川縣宋墓出土張仙人俑世界上關於羅盤的首次記載，見於南宋筆記小說《因話錄》（書中稱為「地螺」），曾一再為史界所稱引，但其作者卻誤為曾三異，成書年代也不確。筆者根據幾種地方志的記載，考證出真正的作者應是曾三異之兄曾三聘，《因話錄》寫成於公元1200年前後。曾三聘是江西臨江府峽江（今江西清江）人，峽江離臨川不遠，《因話錄》與朱濟南墓年代相近，《因話錄》「地螺」不正可與臨川羅盤相互印證嗎？
世界最古老的堪輿旱羅盤尤其值得注意的是，臨川羅盤不但是現已發現的世界上最古的羅盤的模型，而且，它的磁針與水羅盤的磁針根本不同，其中部增大呈菱形，菱形中央有一明顯的圓孔，明確、形象地表達出用軸支承之意，無疑是一種堪輿用的旱羅盤。清代乾隆年間堪輿家範宜賓的《羅經精一解·針說》曾說「指南旱針（即旱羅盤），造自聖王」，「創自江西，盛於前明」。他認為旱羅盤系中國古制，創自江西，確有見地，或許當時有所根據，可惜不能起古人於地下而問之。但有了臨川羅盤，加上《因話錄》「地螺」，說江西是羅盤的故鄉該有八九分的把握了。
然而，假如對臨川羅盤的認識到旱針為止，那就既對不起羅盤的發明者，也辜負了張仙人俑作者的一片匠心。
羅盤十六分度制源於中國羅盤的分度主要有二十四（或四十八）向和十六（或三十二）向兩大體系。學術界曾認為前者系中國所固有，後者則純屬歐式。查西方羅盤採用三十二分度的最早記載，見於英國詩人喬叟（Geoffrey Chaucer）1391年所作的《論星盤》（Treatise on the Astrolabe）。關於西方羅盤（三百六十分度）的最早記載，僅可上溯到1269年法國軍事工程師皮裡格裡努斯（Petrus Peregrinus de Maricourt）的《論磁書簡》（Epistola de Magnete）。反觀12世紀的臨川羅盤的分度，第二和第四象限各有四條刻度，根據上下左右對稱的原則，校正第一象限，補足第四象限，可以確定整個羅盤採用十六分度。由此可知，十六分度制亦產生於我國。
中國十六分度制來源於堪輿家視為羅經之本的八卦。八卦圖像，有先天和後天之分。前者以乾坤為南北，後者以離坎為南北。宋代堪輿家王伋《針法詩》說：「坎離正位人難識，差卻毫釐斷不靈。」表明他的堪輿羅盤用的正是後天八卦。用後天八卦命名的八方定位，加上兩位之間的縫針，恰成十六向，再等分就得三十二向。另一方面，從八卦出發，一卦管三山，則得二十四向，加其縫針，共四十八向。
現在還不能確定中西十六及三十二分度之間在歷史上是否有過交流。唯知荷蘭18世紀有一種十六分度的旱羅盤，根據王大海《海島逸志》的描述，恰似臨川羅盤的翻版，這或許是我們進一步探索的一條重要線索。
張仙人俑手持的臨川羅盤，現存江西省臨川縣文物陳列室，吸引著愈來愈多的觀眾和研究者。更為古老的中國羅盤，或許正躺在地下，等待著炎黃子孫去發現和研究。
《考工司南———中國古代科技名物論集》，聞人軍著，上海古籍出版社2017年3月。
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