现代的物质生活和文化生活都离不开电，尤其是国防技术和通信技术完全建立在电磁学的理论基础之上。因此，学习、了解电磁史．也是对人类文明进程的认识的一个重要方面。本书将从科学文化的角度来展现古代电和磁的历史。涉及在中国古代人们对电和磁的知识的积累过程，以及伴随这个过程所引起和发生的种种有趣的文化现象。

前 言

第一章 历史的概述

第二章 史

第三章 磁石及其特性

第四章 司南与指南针

第五章 堪舆与罗盘的起源

第六章 航海与罗盘的发展

第七章 太阳黑子和北极光的观察记录

第八章 气和场的观念，磁力说

第九章 明清时期电磁学东渐进程

附录

后记

3．磁偏角

必须具有磁偏角的知识，指南针的应用才算得上是科学。从这个意义上说，司南的创制与测向，是一种无意识的行为，因为此时人们还不知道地理极与地磁极的差别，甚至还没有地理极和地磁极的概念。磁偏角的发现，表明人们已认识到地磁的南北指向与地理南北向不真正完全一致，这才使指南针有了真正的指向意义。

在沈括的《梦溪笔谈》记述磁偏角知识之前，实际上堪舆家已经热烈地讨论甚或争论磁偏角的问题。11世纪初，堪舆家王伋以诗歌的形式描写它。1041年，堪舆与天文家杨维德在《茔原总录》中记述了它。1l世纪中期，载于《管氏地理指蒙·释中》的文字，表明堪舆家在争论或讨论磁针指向为何与地理真南北向不一致的问题。有此背景，就可以想到，唐晚期堪舆师杨筠松为何要在罗盘上设“缝针”。缝针、中针的出现，即使非杨筠松等人所为，也必定是堪舆家讨论磁偏角的结果之一。堪舆家以阴阳、五行、元气、天星等等试图解释磁偏角，他们在自己学派内的纷争，致使沈括在《梦溪笔谈》中记下了“方家”有关磁及磁偏角的经验知识。沈括之后不足10年，罗盘就被用于航海。如果我们还忽略或无视沈括之前堪舆家对磁针与罗盘所做出的贡献，那我们也就难于理解沈括之后有关知识为何突飞猛进地发展。

值得注意的是，王伋《针法诗》描写磁偏角之时，距其前段成式记录“磁针石”近2个世纪之久。如果唐晚期杨筠松设缝针确有其人其事，也与段成式的磁针记述相距半个世纪。磁针一旦被用做方向仪，它与日影所定的真南北向之差就不难被发现。沈括《梦溪笔谈》是一部划时代著作，其后，磁偏角屡被记载于历代典籍就不足为奇了。从杨筠松缝针到沈括、甚而明代中期，磁偏角的记载都是以罗盘24向表示的。这期间，几个朝代的国都屡有变迁，而磁偏角几乎都在南偏东7度-10度之间。朱载堉(1536—1611)于1567—1581年问测得洛阳磁偏角为4度48，并由推理得出磁偏角随地理位置而变化。明末迄清代，在来华教士的影响下，磁偏角的测定点和测定值逐渐多起来。

关于磁倾角，中国人早在宋代初期在制造指南针的过程中朦胧地有所察觉。曾公亮在《武经总要》中提及，地磁场磁化淬火时的钢片，要斜对子午向。这是不自觉地利用了磁倾角，以增大钢片的磁感应强度。

元代汪大渊《岛夷志略》中述及当时航海中“针迷舵失”的地点，这可能是当时航海家经过0度磁偏线时磁针的正负偏角值发生变化的一种描写。P17-18

现代的物质生活和文化生活都离不开电，尤其是国防技术和通信技术完全建立在电磁学的理论基础之上。因此，学习、了解电磁史．也是对人类文明进程的认识的一个重要方面。本书仅涉及在中国古代人们对电和磁的知识的积累过程，以及伴随这个过程所引起和发生的种种有趣的文化现象。

从近代的科学意义上讲，电学和磁学比起力学和光学来要年轻得多。1600年英国吉尔伯特(w．Gilbert，1540—1603)的《论磁》问世，17和18世纪可以说还是电和磁的史前时期。直到1785年，库仑(c．A．decoulornb，1736—1806)发明扭秤，并以此测量了两个带电球体之间的作用力，获得了库仑定理，从此电学才走进了科学的行列。亦因此，古代中国人的电和磁的知识在科学史上还占有一席重要之地。

在古代中国，有许多电和磁方面的经验发现。它们是可以和欧洲17、18世纪的某些电磁经验知识相并列的。然而，如若从文化角度来了解中国古代人的电磁经验及其知识的取得，中国的电和磁的历史就是科学史中最为丰富多彩的篇章。静电的发现与人们的穿着打扮和爱美观念紧紧相连，对大气放电和雷电的观察认识是与战争、寺庙塔刹等建筑联系在一起的，而同时，对静电知识的了解又深化了人们的哲理观念。磁铁及其性质是在两条完全不同的路径上为人们所熟知的，一条是由占卜家、堪舆家所作出的，一条是由矿工、军事家和航海家所作出的，同时，它还与人们的文化娱乐(如下棋)相关。占卜与堪舆在磁知识的起源与经验的积累上有不可磨灭的贡献。

本书将从科学文化的角度来展现古代电和磁的历史。在十四五世纪之前，中国科学的先进性有其深厚的文化背景，文化的多样性与各民族之间的彼此交流为古代科学的繁荣奠定了基础。电和磁的历史也不例外。

前辈学者关于电和磁的研究为本书的写作提供了方便。在此要特别指出的是，王振铎的大作《司南指南针与罗经盘——中国古代有关静磁学知识之发现及发明》在《中国考古学报》(第3册，1948年；第4册，1949年；第5册，1951年)连续刊载以来，已成为中国古代电和磁的历史专论和标杆之作。其中，有关司南形制的考订迄今仍是科学史的经典。再者，英国李约瑟(Joseph Needham)博4-的巨著《中国科学技术史》(Science andCivilisation in China)第4卷第1分册有关电和磁的论述也异彩纷呈，其中关于中西比较研究颇富启发性。无疑，本书的一些进展或结论是受到这些巨著的启迪。笔者谨以此书对我一向崇敬的王振铎先生和李约瑟博士表示深深的怀念。不当之处，亦祈识者不吝赐教。

历时一年余，中国电和磁的历史终于完成初稿。这样，连同前所完成的力学史、声学史、光学史，古代人所具有的物理学知识的四大领域都对读者有了一个初步交待。至少，从史料整理与发掘角度为今后研究提供了一些参考意见。笔者因此感到欣慰。因为，毕竟在我年轻时治中国物理学史该如何入手尚不得门径。

一生从事冷僻的中国物理学史研究，时或有人问之：搞科学史有什么用?昔日问者，吾乃感激其同情怜悯之心；今El问者，实为以权势压人者也。在他看来，科学史、尤为q-国科学史研究，对国民经济毫无用处。因此．，若不改弦更张，就不给经费。颇有相声“关公战秦琼”中施者之态。呜呼奈何!

中国古代科学史研究，确与国民经济之兴旺发达鲜有直接关联。然而，科学的历史实乃人类历史之精华，一个民族的科学史亦是该民族的文化之花，犹如居室中一束鲜艳的玫瑰。在“一穷二白”之日，家里无钱买花摆设，一张床板、一个锅台，“无产者”的日子也过得“舒心”；稍有积余之日，便想到装修家居．不时地更换古典花瓶中的花朵。于是，环境、气氛、情绪、格调都起了变化。客人入室，不无赞美主人的高雅与气质，也体察到主人家的温馨与愉悦，祥和安定之情油然而生。一个民族的科学史正是这样的一束玫瑰。它展现的是这个民族的久远与智慧，谦虚与不屈；给予人的是奋发与激励、精神与情操；在他人看来，是这个民族的希望与前途、光明与至美。这就是科学史的功能!虽然它与金钱增值无涉，却亦并非与国民经济毫不相干。鉴于此，笔者和同行们一生乐此不疲。

罢笔之前，写下这样一段话，只希望会有更多人了解“科学研究”的概念，而后继者能从容不迫地研究自己喜好的课题。

中国电和磁的历史之作还只是初步尝试。笔者曾想其中定有许多问题未涉，或涉而不彻，或涉而未决，甚而误涉者也。抛砖引玉，寄冀望于后来者。

笔者常有此等经历：先是怀着创作冲动与兴奋日以继夜地写下陋作；随着日益完稿、甚而交稿之后，却又日益怀揣矛盾与忐忑不安，惟恐自己的文字误导他人与后继者。因此，当陋作问世后，尚能得到读者指点，心中自我感觉便踏实了许多。一生治中国物理学史，一生在这种心境中“煎熬”：兴奋与内疚交替地冲刷着自己的灵魂。

作为这套丛书主编，内心深深感激湖南教育出版社有睿智与气度出版中国物理学史大系，感激该社理科编辑室主任谭清莲女士以深远的目光抉择并推举此选题。因为，急功近利者可以获得暂时的富有，而以匮乏的囊物换取尚在远方的智慧杠杆，乃非一般圣贤所能为矣。

戴念祖

2001年盛夏于北京