中国古代科技“四大奇器” 其中三个只是传说？

司南神话的基础

随着前些时候围绕候风地动仪真假问题的争议，这个曾出现在中国中小学课本中的“中国古代科技成就”，基本上可以认定只是一个古代的传说。许多年轻人曾对这件器物的存在深信不疑，现在他们颇有上当受骗之感。

2010年底，我应邀评议一套新编的小学《科学》课本，发现另一件中国古代器物——司南——也出现在课本上：“在2000多年前，中国人就制作了司南。将一块天然磁石雕磨成匙状，让它在刻有方位的水平底盘面上自由地转动，结果磁石的匙柄总是指向南方。”当时我建议再版时将这上面引的这段话去掉，或者至少将司南的插图去掉，因为预感到司南将成为紧随地动仪后下一个进入公众视野的争议对象（学术界的争议此前就有）。没想到这种预感竟如此准确——这样的争议文章在2011年1月的《看历史》杂志上就出现了。

现代人制作的“司南”（资料图）

为什么司南会成为下一个进入公众视野的争议对象？这就是“城门失火，殃及池鱼”的道理。当地动仪神话垮掉之后，和它同类的司南神话就很难独善其身。更何况仅就古代文献依据而言，司南还不如地动仪可靠。

建构司南神话所依据的历史文献，最重要的是如下两条：

夫人臣之侵其主也，如地形焉，即渐以往，使人主失端，东西易面而不自知。故先王立司南以端朝夕。（《韩非子·有度》）

司南之杓，投之于地，其柢指南。（《论衡·是应篇》）

为了将司南——它被视为后世指南针的基础——的历史提前到汉代乃至先秦，从而确保中国“四大发明”的优先权，上面这两条史料是至关重要的。不幸的是，这两条史料都有严重问题。它们都可以（甚至应该）作别的解释。

《韩非子》中的那一条，明显是在讨论人主如何保持权柄不让臣下犯上，“端朝夕”是指严肃君臣之礼——早上人主召见臣下。故此处“司南”显然是指“规章”、“礼制”之类的抽象事物。

《论衡》中的那条，在宋代版本中“司南之杓”作“司南之酌”，而“酌”可以解释为“用”；更成问题的是“其柢指南”中的“柢”，意思是一段横木。于是这段话就可以释读为：“使用司南时，将它放在地上，那段横木指向南方。”这样的“司南”是什么？一眼就可以看出它是“指南车”，而不是能指南的磁石勺子。

究竟有没有人造出过一具真的司南？

那么这个多年来一直出现在中小学课本中的“天然磁石勺子”的司南图像，究竟从何而来的呢？它来自科技考古专家王振铎（1911—1992）的假想。

王振铎

王振铎从20世纪30年代开始，受中央研究院委托研制中国古代科技模型；50年代起曾任文化部文物局博物馆处处长、中国历史博物馆研究员等职。和一些古人一样，他是相信司南神话的。他从1945年即开始复制司南，依据的就是《论衡》中的那条记载——他用的是明版的文本“司南之杓”，所以他将司南假想为一个能指南的磁石勺子。在1947年发表的一篇论文中，王振铎报告说他用天然磁石制成了司南：“琢珑成司南后，置于地盘（仿自刻有方位的古代式盘）上投转之，……其杓指南。”

现代人制作的“指南车”（资料图）

我以前曾将指南车、候风地动仪、水运仪象台称为中国古代的“三大奇器”，如果加上司南，可称“四大奇器”。这四大奇器王振铎全都复制过。尽管究竟怎样才算“复制”其实是有疑问的，但王振铎当时的权威和名声已足以让许多人相信他论文中的报告。一个有力的例证，是中国在1953年发行邮票《伟大的祖国》（特7.4，全套4枚），其中第一枚即为司南，说明文字为：“司南·指南仪器·战国（公元前三世纪）”。发行邮票是“国家行为”，通常意味着得到了官方的高度认可。

现代人制作的“候风地动仪”（资料图）

发行邮票当然会对公众产生广泛影响，而在学术界，王振铎复制司南的报告也得到了相当广泛的认可。比如，在李约瑟原著、罗林改编的《中华科学文明史》中，就肯定了王振铎“用天然磁石做成的指南勺”，并说“他所用的磁石来自汉代人几乎肯定也能找到的地方”（上海人民出版社，2010，585页）。又如，在戴念祖等著的《中国物理学史》中，专为司南设立了一小节，结论是：“司南诞生于汉代，或更早的战国时期。自汉以降，司南屡被制造并被用作定向仪器。”（广西教育出版社，2006，204页）

现代人制作的“水运仪象台”（资料图）

但是，1952年，当时的中国科学院院长郭沫若为访问苏联准备礼物时，请中国科学院物理研究所制作一具司南，谁知用天然磁石制作的司南却无论如何无法指南。主要原因是，即使将磁石加工得极为光滑，并且将地盘的材质从木质换成青铜，天然磁石的磁力仍远不足以克服磁勺和地盘之间的摩擦力。最后只好用电磁线圈给磁勺充磁，它才能够指南。虽然这具司南还是被作为礼物送给了苏联，但战国或汉代当然不可能有充磁的电磁线圈，所以它已经不是真正的“复制”了。

当时王振铎正担任文物局博物馆处处长，人们很自然会想到，他1947年论文中报告的那具天然磁石制成的司南，究竟在哪里呢？杨东晓发表在《看历史》上的文章中说：“这把能指南的天然磁勺，除了在论文中出现过之外，却再也没有音讯。当《看历史》杂志记者向国家博物馆考古学家孙机求证时，孙机表示，国博的研究者们至今没有见过这把天然磁勺。”后来博物馆中的司南陈列品，则都是用充过磁的金属制成。

以中国古代发明为主题的邮票（资料图）

其实，对于王振铎复制成功天然磁石司南的疑问，即使在上述两种肯定司南复制的学术著作中，也不无蛛丝马迹。李约瑟说“指南勺不可能是用磁化了的铁制成的”；戴念祖则说“王振铎复制司南太考究，以致其复制品的剩余磁性极弱”。他们为何要这么说？这是委婉的暗示吗？

中国科学史上“四大奇器”之命运列表

对古代仪器真正意义上的复制，必须同时满足两个条件：

一、 复制品要达到古代文献中记载的功能，比如司南要能指南，候风地动仪要能反映地震，水运仪象台要能靠水力驱动并完成自动报时和天象演示。

二、 复制品不能使用古代记载中不存在的技术手段，比如用电磁线圈对磁勺充磁，或在水运仪象台内部安装电动机。

按照上述两个条件，司南违反了第二条，候风地动仪至少违反了第一条。前不久又有人高调宣布“复制”候风地动仪成功，但是此后地震频仍，2011年的日本地震达到9级，为何不见该地动仪成功反映的报告？至于水运仪象台，复制者众多，而且往往缩小了比例（历史文献记载中水运仪象台高约12米，王振铎复制品缩小为五分之一），但至今没有一座能够真正依靠水力运行，也至少违反了第一条。只有指南车，上述两个条件都能满足。

如将“四大奇器”合而观之，情况可归纳如下表：

故本文的结论是：“四大奇器”之中，目前只有指南车复制成功，可以相信古代确有其物。而司南、候风地动仪、水运仪象台三器，迄今为止只能认为是古代的传说——即使曾有过其物，其神奇功能也只是传说。

除非今后出土了司南实物，或真正复制成功，结论方有可能改变。

《中国古代技术文化》（中华书局2017年8月）

*本文节选自江晓原著《中国古代技术文化》一书，凤凰国学经授权发布，标题系编者所拟。