罗盘：一项改变世界的发明

前 言

13 世纪下半叶是世界史的新起点。如果说 20 世纪是信息革命的时代，18 世纪是工业革命的开始，那么称 13 世纪末为商业革命的开始，可以说是恰如其分。

1280 年之后数十年间，国际贸易量出现剧增，使得威尼斯、西班牙和英国等海上强权繁荣发展。这一切都得归功于一项新发明——罗盘。罗盘是第一个让航行者不论在海上、陆地以及后来在空中，不分日夜时辰，不管外在环境为何，都能迅速无误地确定方位的仪器。这使得货物能够有效和可靠地跨海运输，并为海上探索打开了新世界。

因此，罗盘是自车轮以来最重要的技术发明。除了古代的天平之外，罗盘也是有史以来发明的第一个机械测量装置，同时也是第一个带有指针的仪器，使人能够直观地看到测量结果——在这里是指方向。

罗盘的重要性不言而喻。到今天，初具雏形的针式罗盘发明了 1000 多年之久，有罗经刻度盘（compass card）可以指示方向的罗盘也已出现 700 多年。现在每艘轮船还是都带着罗盘，作为电子仪器失灵时的备用品。

罗盘不仅是著名的技术和科技发明，它还成为诗歌偏爱的隐喻，长久以来也是用于探秘与占卜的一个工具。自人类文明诞生以来，人类就对磁性这一自然现象着迷不已。天然磁石为何能够影响远处的金属，令人不解，因此被视为具有神秘的力量和超自然的特质。在西方接触罗盘之前的几个世纪，中国的占卜者就已利用罗盘来勘定风水或提出预言。在欧洲，尤其是地中海盆地周围区域，懂得利用磁性设备的民族也都相当兴盛。

罗盘的起源被蒙上了一层神秘的面纱，或者说，罗盘的故事是一连串的谜团，至今还未获得圆满的解释。罗盘的发明故事跨越了人类文明的宽度。从地理上来看，这故事从中国到地中海、斯堪的纳维亚半岛、阿拉伯、非洲与新大陆，跨越了整个世界；作为一部历史，该故事涵盖了发生在古代、中世纪乃至延续至我们这个时代的事件。本书探讨的是编织成罗盘故事的一系列谜题——改变航海、商业和世界经济的发明神话。

罗盘之所以能够发挥作用，原因在于地球本身就是一块巨大的磁铁。磁铁是一种能够产生磁场的物体：这个磁场是围绕着磁铁的一个空间区域——其范围内存在着看不见的磁力线——在被称为磁铁南北两极的两点之间运行。每当电子运动时，如电流流动时，就会诱发磁场。天然磁铁如磁石等天然磁性物质，因为有电子在内部运动，因而产生磁力。磁场对于铁或类似的元素有吸引力，而且异性相吸、同性相斥。如果将磁铁置于磁场中，假设这块磁铁能自由运动，在把它固定下来后，将其南北极连成一线，这条线的方向会和所在位置的磁力线一致。

地球的地核是由铁质熔浆组成的，这些物质在地心深处进行圆球状旋转的运动。当这团液体在地壳下方旋转时，造成电荷运动产生电流，并形成磁场。这些电流使整个地球变成具有一个磁场和一个南北极的巨大磁铁。

磁针是一块悬浮在空中或水面的小磁铁，因此它可以自由旋转并确定自己的方向。这块磁铁对巨大的磁铁——地球——产生的磁场反应，并相应地调整自己的方向。地磁北极并不总是在我们所知道的北方方向；地磁南极也不总是在南方。地磁的两极常会在数十万年内保持不变，然后突然切换。在这样的转换中，地磁北极变成地磁南极，地磁南极变成了地磁北极。科学家通过研究与地球磁场对齐的元素的地质沉积物，并估计这些物质在原地凝固前自由移动和定向的时间，推断出这种神秘现象的存在。我们不知道是什么导致了地球极性的切换，也不知道下一次逆转可能发生在什么时候。但是，如果你在 30 万年前，在地球极性的最后一次转换之前航行，你的罗盘磁针指的将是南方而不是北方。

罗盘是一种可靠的仪器，但其性能也会受到某些因素的影响。地球的磁北极与地球的真正地理北极有一定的偏差。这种偏离的程度因时空不同而有差异。然而，航海家可以凭借科学图表的帮助，修正磁北极和地理北极的差异所带来的相对较小的误差，从而求得正确航向。磁性物质，甚至于船上的含铁金属物体，也可能导致这种偏差。这种偏差只要调整罗盘以适应其周围的环境来纠正即可，最常见的做法就是在罗盘两侧放置两颗大金属球。调整之后的罗盘，就成了航行中非常可靠的导航工具。

人类是如何发现悬浮于空中或水中的磁针，可以用来指示北方的？东、南、西、北的概念起源于哪里？航海家又是如何学会运用这种方向的？罗盘出现之前，他们是如何在海上航行的？本书企图揭示的正是这些谜题。

罗盘的故事是一个关于人类智慧的伟大故事。它是一个关于发明、创意、机会和资本的故事。这个故事讲述了一个文明如何做出一项重大的发明，而在世界另一端的文明如何将这项发明加以利用，进而促进贸易、创造财富。罗盘的故事是人类文明的故事，也是人类通过利用发明、把握机会、开发技术并充分利用其前景以求繁荣发展的故事。

【美】阿米尔·艾克塞尔（Amir D.Aczel）  著

国际著名数学家、科学史研究专家。出生于以色列海法．加州大学伯克利分校获得数学学士和物理学硕士，之后又在俄勒冈大学获得统计学博士学位。著有经典科普作品《费马大定理——解开一个古老数学问题的秘密》《几率1》《商用统计学》《上帝的方程式——爱因斯坦、相对论和膨胀的宇宙》等。

译者简介：

范昱峰

1940年出生于中国台湾，台大外文系毕业，任职教育界，现已退休，专事译作。译有《寻找地球刻度的人》《红色皇后：性与人性的演化》《生命的壮阔：古尔德论生物大历史》《生命的壮阔：从柏拉图到达尔文》等。

罗盘的故事是一个关于人类智慧的伟大故事。它是一个关于发明、创意、机会和资本的故事。这个故事讲述了一个文明如何做出重大的发明，而在世界另一端的文明如何将这项发明加以利用，进而促进贸易、创造财富。

本书探讨的是织成罗盘故事的连串谜题。地理上从中国到地中海、斯堪的纳维亚半岛、阿拉伯、非洲与新大陆，跨越了整个世界;历史则涵盖古代、中世纪，一路延续到今天。通过与罗盘相关的人（但丁、马可·波罗等）、物（磁龟、吊灯等）、城市（阿马尔菲、威尼斯等）、事件（发现新大陆）来探究这项重要航海工具的起源。

前 言 1

第一章 奥德赛 1

第二章 海空的蛛丝马迹 9

第三章 但  丁 27

第四章 伊特鲁里亚吊灯 35

第五章 阿马尔菲 49

第六章 弗拉维奥·格洛里亚的阴魂 59

第七章 铁鱼和磁龟 71

第八章 威尼斯 85

第九章 马可·波罗 99

第十章 绘制地中海海图 109

第十一章 航海革命 119

结 语 135