莫可原其理的指南磁石（圖）

發表：2009-12-17 19:21

我們現在來到「夢溪筆談」結尾附近的一門：雜誌門。在這一門裡，沈括大發興致，談到了許許多多北宋王朝的邊際、天地之邊緣的許多稀奇又有趣的事情來。一方面，因為沈括的足跡遍天下，他歷數家珍地談到了許多北宋地理極為偏遠的奇特之地，北從契丹、神秘的黑山，東至異境拖羅島、東南天下奇秀的雁蕩山、南到漳州、交趾、甚至遙遠模糊的珠輦國，西則遠涉黨項國、青堂羌、西羌等「蠻荒梟雄」之地。

另方面，沈括娓娓道來許多中下層社會的奇趣之事，雞鳴狗盜之徒的大千世界，像謀官的劇賊廖恩、貪心的煉丹徒、有知識的小僧醫、能練水丹的術士、知風知水的商人、操弄磁石的方家、人民愛戴的劇賊李順、辱罵敵人的娼姥、以及第一次被人說出來的鍾魁故事等等。

在這樣的一個天地裡，方術地理師們常操弄的磁石，還有他們的家藏絕學，過去就成了中國科學史中的一項奇譚。沈括所說的「方家磁石」，究竟是怎麼一回事呢？我們現在就先來看看本文（437條）：

方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。水浮多蕩搖。指爪及碗唇上皆可為之，運轉尤速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善。其法取新纊中獨繭縷，以芥子許蠟，綴於針腰，無風處懸之，則針常指南。其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。磁石之指南，猶柏之指西，莫可原其理。

首先，沈括指出了方家之法：以磁石磨針鋒，則能指南。但是，這裡沈括點出了一個問題：指南的針鋒常常略微偏東，並不都是指南方。我們知道，沈括這裡所模糊看到的現象，今天的物理學就會說是「磁偏角」的現象。但是北宋的沈括當然不知道磁性有這種「偏離」的「規律性」可言。所以，對沈括而言，他所銳利觀察到的這種「常微偏東」的現象，其實是很奇怪的。為什麼常常會「偏離」呢？是否是指南針的機械設定問題（導致了蕩搖、易墬、甚至是微偏東等小問題）？還是有其它的問題？

於是，沈括檢討了幾種方家通常「運針」的設計，並加以批評，最後，沈括提出了一種「縷懸」的方法，照著去作，沈括就滿意的說，「無風處懸之，則針常指南」。似乎──這也正是夢溪筆談的古代思考它幽遠模糊而有趣的地方──沈括就覺得如此可以「矯正」了「常微偏東」的怪現象了。

當然，從今天物理學的觀點來說，以這種「縷懸」法來自動「矯正」磁偏角是不可能的。但是精明的沈括為何似乎有點滿意呢？沈括是聰明絕頂的北宋士大夫，我們需要在當時沈括的社會與思想脈絡中，去解釋他的「滿意」的意義。這個疑問，也是給我們讀者的一個挑戰。

我現在從下面幾點來企圖解釋沈括當年的情境與思路。首先，沈括並沒有「發現」現代磁偏角這種「規律性」。他發現到的是一種「常常（但不是一直）偏東」的怪現象。我們今天沒有任何歷史數據可以知道，沈括當年是在哪些經緯度上發現這些怪現象的（所以，他的縷懸法之「滿意經驗」今天完全無法「重複」再作），他當然也不知道，其實磁的「偏角」與度量時的經緯度有很系統的關係。而以沈括足跡廣涉大江南北的資歷、「雜誌」門天地廣大的視野而言，沈括可能是在許多不同的經緯度上都曾零星（非系統性）看過磁針的怪現象：有時較指南，有時則偏離東較大，有時則很不穩等，這一切更增加了「偏離」的奇異性。

陰陽五行很難解釋它、沈括也不可能以曆法之「天地之數」來解釋磁石這種小東西、更不會大費周章地在不同經緯度上對這種「偏離」的怪現象作有系統的度量，也完全沒有現實的需要。難怪，他完全不用什麼規律性來解釋這支不穩定的針，而只偏向以「縷懸法」，企圖排除一些外在干擾的因素，而得到「比較常指南」的滿意結果。

然而，沈括的滿意畢竟是有限的。磁石仍然是怪異的，甚至他的「縷懸矯正法」也時而行不通？沈括又繼續提了一些其它的情況，像磁針有指南、也有指北的，他不知道這兩針其實是基於同一種原理，所以他說他家指南指北的都有！最後，他乾脆承認「磁石之指南，猶柏之指西，莫可原其理。」

雖然，沈括精細銳利的觀察，看到了指南磁針的怪現象，讓後來的英國李約瑟博士欣喜若狂，認為是中國人第一個發現了磁偏角，給了李約瑟寫中國科學文明史莫大的鼓舞。但是，沈括在這一條上的反省，其實並不脫離「怪異」現象的層次，也並沒有認識到「磁偏角」的規律性。沈括並沒有發現磁偏角。他所做的，只是發現了「怪異」、解釋困難、想個方法來「矯正」、但也許並不真正滿意、卻又無可如何，最後只好很誠實的說「莫可原其理」，並把「磁石」一條放入「雜誌」門──與「像數」門無關、只是個天地邊緣莫可明的怪異。

其實，誰最先發現「磁偏角」並不重要。我們讀夢溪筆談，真正有趣的是去看沈括，在發現了這種怪異現象後，他如何進一步去做、去思考、困難重重、最後丟到邊緣。這個過程本身，往往比「單純而天才」"Eureka！"地發現了磁偏角更有趣！

来源:歷史文化館

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