Tứ đại phát minh của Trung Quốc cổ đại: La bàn

Tác giả: Lữ Văn Thiên

[ChanhKien.org]

1. Đá nam châm và la bàn

Không thể xác minh được đá nam châm xuất hiện từ niên đại nào. Ghi chép sớm nhất về đá nam châm thời cổ đại có thể được tìm thấy trong sách Quản Tử – Địa số thiên. Khoảng 5000-2070 TCN, Hoàng đế hỏi Bá Cao: Ta muốn tập hợp thiên hạ thì có cách nào không? Bá Cao trả lời: Nếu trên núi có đá chu sa thì ở dưới có mỏ vàng, trên núi có đá nam châm thì ở dưới có đồng, trên núi có đá thạch anh thì ở dưới có chì, thiếc, đồng đỏ, trên núi có đất đỏ thì ở dưới có sắt, nhìn núi mà có thể thấy được mỏ khoáng. Nếu phát hiện trên núi có mỏ, Quốc vương cần phong toả nghiêm ngặt mà cúng tế.

Trước thời nhà Tần và nhà Hán, trong các sách cổ Trung Quốc không có chữ “磁” (từ), nam châm được viết là “慈石” (từ thạch). Tại sao lại như thế? Cao Dụ thời Đông Hán giải thích rằng: “Đá, là mẹ của sắt. Đá có từ tính thì sẽ hút được con của nó”. Hoá ra người Trung Quốc xưa đã so sánh việc đá nam châm hút sắt với từ mẫu yêu con, do đó người ta gọi nam châm là “từ thạch”.

La bàn là loại khí cụ dùng để định vị phương hướng sớm nhất, nó xuất hiện và được sử dụng từ thời Chiến quốc vào thế kỷ thứ 5 TCN. La bàn khi đó không chỉ được sử dụng như một công cụ đo lường mà nó còn được sử dụng để đưa ra mưu lược và quốc sách. Sách Quỷ Cốc Tử – Mưu Thiên thế kỷ thứ 4 TCN viết: Người nước Trịnh vào núi tìm ngọc, đi bằng xe có la bàn, vì vậy không bị nhầm đường. Con người khi đo lường phẩm chất, đo lường năng lực, đo lường tình cảm, thì việc này cũng giống như làm việc phải có la bàn vậy.

Trong cuốn Hàn Phi Tử – Hữu Độ Thiên vào thế kỷ thứ 3 TCN có ghi lại: Bề tôi làm hại vua, cũng giống như xác định địa hình khi đi đường, từ gần đến xa, địa hình thay đổi, dần dần làm cho vua mất phương hướng, đổi hướng từ Đông sang Tây mà không hay biết. Vì thế tiên vương đặt ra kim chỉ nam (tức quốc pháp) để biết sớm và chiều (hướng mặt trời mọc và lặn, tức biết đâu là chính đâu là tà). Nhờ vậy mà bậc minh chủ có thể khiến cho quần thần không dám đưa ra chủ ý vượt ra ngoài pháp luật, không dám mưu cầu lợi ích vượt quá quy định của pháp luật, nhất cử nhất động đều phải hợp pháp.

2. La bàn của nhà Hán tung hoành thời không

(Hình ảnh minh hoạ: La bàn hình chiếc thìa)

La bàn thời nhà Hán bao gồm một chiếc thìa nhỏ và một đĩa xoay tạo thành, chiếc thìa nhỏ được mài thành từ nam châm tự nhiên, đáy của chiếc thìa là một bề mặt hình bán cầu, khi tay cầm của thìa bị ngoại lực di chuyển thì thân chiếc thìa sẽ quay trên đĩa xoay với đáy thìa là tâm.

Đĩa xoay được làm bằng đồng, có hình tròn bên trong và hình vuông bên ngoài. Bát Quái, Thiên Can, Địa Chi và 28 chòm sao được bố trí theo thứ tự ở ngoại vi của vòng tròn trung tâm. Ngoại trừ các phần trùng hợp, tổng cộng có 24 hướng chỉ đường được đánh dấu. Thiên Can, Địa Chi tượng trưng cho thời gian, Bát Quái và 28 chòm sao tượng trưng cho vũ trụ và 28 nhóm tinh tượng đối lập nhau.

Thiên Can gồm: Giáp Ất Bính Đinh Mậu Kỷ Canh Tân Nhâm Quý, Địa Chi gồm: Tý Sửu Dần Mão Thìn Tỵ Ngọ Mùi Thân Dậu Tuất Hợi. Khi chúng được kết hợp với nhau thì tạo thành các chiều thời không khác nhau. (Tức là Bát Quái gồm Càn, Khôn, Cấn, Chấn, Khảm, Li, Tốn, Đoài đại diện cho các hướng), còn 28 chòm sao là 28 nhóm bản đồ chiêm tinh đại diện cho bầu trời, (tên gọi là Giác, Cang, Đê, Phòng, Tâm, Vĩ, Cơ, Đẩu, Ngưu, Nữ, Hư, Nguy, Thất, Bích, Khuê, Lâu, Vị, Mão, Tất, Chủy, Sâm, Tỉnh, Quỷ, Liễu, Tinh, Trương, Dực, Chẩn). Cái muôi của la bàn được đặt xuống đất thì gốc của nó chỉ hướng Nam. Khi quan sát kỹ, chúng ta sẽ thấy rằng cái muôi của la bàn liên tục vận chuyển giữa các nhân tố thời không, nó sẽ qua lại như con thoi trong các thời không khác nhau, như thể vũ trụ mênh mông, sau khi dừng lại, tay cầm của cái muôi được định vị về phía Nam. Trong một khoảnh khắc, phương vị thời không thay đổi từ vô hình thành hữu hình, như thể thực sự có thể sờ được nó. Người xưa đứng trên cơ điểm của vũ trụ để nắm bắt mối liên hệ đối ứng giữa thân thể người với thời không, là phát hiện sớm nhất về sự tồn tại và định hướng của năng lượng từ tính, la bàn là một ứng dụng của trí tuệ này.

Thiên Can và Địa Chi được gọi chung là Can Chi. 10 Thiên Can phân thành: Giáp, Ất, Bính, Đinh, Mậu, Kỷ, Canh, Tân, Nhâm, Quý. 12 Địa Chi là: Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất, Hợi. Khi kết hợp với nhau tạo thành một vòng tuần hoàn 60 Can Chi, mở đầu bằng “Giáp Tý”. Trong lịch sử, Can Chi đã được sử dụng trong gần 3.000 năm để ghi năm. Thiên Can Địa Chi cũng được dùng để tính ngày. 12 Địa Chi tương ứng với 12 canh giờ, và 1 canh giờ tương đương với 2 giờ đồng hồ ngày nay. Vào thời Nam Tống, đồng hồ mặt trời theo đường xích đạo được sử dụng rộng rãi để xem giờ, sử dụng bóng của kim đồng hồ để xác định thời gian. Ngày Hạ chí ở Bắc Cực thì bóng ngắn, ngày 60 khắc, đêm 40 khắc. Ngày Đông Chí ở Nam Cực thì bóng dài, đêm 60 khắc, ngày 40 khắc. Dịch thông quái nghiệm viết: “Vào ngày Đông Chí, bóng mặt trời dài 1 trượng 3 thước. Vào ngày Hạ Chí, bóng mặt trời dài 1 thước 5 tấc. Gọi là đồng hồ lập bát thước”.

3. Những bí ẩn chưa có lời giải

Những hiểu biết của người cổ đại về sinh mệnh và quy luật tự nhiên còn ẩn chứa trong đó rất nhiều điều bí ẩn mà con người ngày nay chưa giải đáp được. Năm 132, Trương Hành phát minh ra máy đo địa chấn. Cho đến ngày nay thì người ta vẫn chưa thể lý giải được nguyên lý cơ học và nguyên lý cảm ứng chấn động của nó.

(Hình ảnh minh hoạ: Máy đo địa chấn của Trương Hành)

Sách Hậu Hán Thư – Trương Hành liệt truyện có ghi chép: Vào năm Dương Gia thứ nhất, Trương Hành đã tạo ra máy đo địa chấn. Nó được làm bằng đồng tinh luyện, có đường kính 8 thước, nắp nhô lên, hình dáng giống như một cái bình rượu, xung quanh được trang trí hình núi, rùa, chim, thú được viết theo thể triện văn. Ở giữa bình có một chiếc cột trụ, từ đó có tám thanh xà ngang toả ra xung quanh, có tác dụng làm đóng mở máy. Bên ngoài bình có tám con rồng, mỗi con trong miệng lại ngậm một quả cầu bằng đồng, ở dưới tương ứng có tám con cóc trong tư thế đang há miệng để hứng lấy quả cầu. Cơ chế vận hành linh hoạt của chiếc máy đều được giấu rất kín đáo tỉ mỉ trong bình. Nếu có địa chấn, thì cái bình sẽ rung, rồng máy sẽ nhả quả cầu ra, và con cóc sẽ hứng lấy quả cầu. Tiếng động được tạo ra khi quả cầu rơi vào miệng cóc bên dưới sẽ giúp người ta biết được có dấu hiệu của động đất. Mặc dù một con rồng chuyển động, nhưng bảy con rồng khác thì lại bất động, tìm theo hướng của nó sẽ biết được nơi có động đất. Kiểm nghiệm lại sự việc, thì chính xác như Thần. Theo sách cổ ghi lại, từng có lần một con rồng máy chuyển động mà mặt đất không chuyển động, các học giả ở kinh thành liền cho rằng cỗ máy không hiệu nghiệm. Vài ngày sau, dịch trạm về báo quả là có trận động đất xảy ra ở Lũng Tây, lúc này mọi người mới khâm phục sự kỳ diệu của cỗ máy. Từ đó về sau, nhà vua lệnh cho quan sử ghi chép lại hướng xảy ra động đất.

4. Sự phát triển của la bàn

Theo ghi chép trong cuốn Mộng Khê Bút Đàm của Thẩm Quát, vào thời Bắc Tống có bốn loại thiết bị la bàn sử dụng các phương pháp đo khác nhau, gồm phương pháp nổi trên mặt nước, phương pháp treo sợi tơ, phương pháp chỉ móng tay và phương pháp xoay muôi. Phương pháp la bàn nổi trên mặt nước là xuyên một kim chỉ nam qua tâm sợi bấc đèn, rồi cho vào bát nước, dùng lực nổi của bấc đèn và lực trượt của nước để đưa kim chỉ nam chỉ về hướng Nam Bắc. Phương pháp treo sợi chỉ là buộc một đầu sợi chỉ vào giữa kim chỉ nam, đầu kia treo lên giá gỗ, đặt một đĩa tròn có ghi phương hướng ở dưới kim, khi đứng yên, kim sẽ chỉ hướng Nam Bắc. Phương pháp chỉ móng tay là đặt một cây kim chỉ nam lên móng tay cái, kim từ tính sẽ quay trên bề mặt nhẵn của móng tay để chỉ hướng Nam Bắc. Phương pháp xoay muôi là đặt kim chỉ nam hình cái muôi lên cạnh bát. Trong số bốn phương pháp, thì phương pháp treo sợi chỉ giúp kim chỉ nam chuyển động linh hoạt, độ chính xác tương đối cao trong việc định hướng, nhưng khi sử dụng không được có gió, các vật thể không được lung lay, nên có rất nhiều hạn chế. Còn phương pháp la bàn nổi trên mặt nước thì có thể duy trì một cách tương đối mức độ và sự ổn định của kim chỉ nam.

Khi Thẩm Quát thử nghiệm phương pháp la bàn treo, ông đã nhiều lần phát hiện ra rằng kim chỉ nam không chỉ hướng chính Nam và chính Bắc, mà hơi lệch về phía Tây Bắc và Đông Nam, do đó ông đã phát hiện ra độ nghiêng từ tính — góc nghiêng được tạo ra với đường nối hai cực Bắc Nam của địa cầu, đây là ghi chép sớm nhất trên thế giới về độ nghiêng từ tính của Trái đất.

Ngoài các loại la bàn trên, vào thời nhà Nguyên, người ta còn tạo ra các công cụ la bàn hình con rùa, con cá. Trong các loại la bàn này thì một cục nam châm sẽ được đặt vào bụng cá khắc gỗ hoặc rùa khắc gỗ, rồi đặt lên một cây kim thẳng đứng. Đến năm Gia Tĩnh triều Minh, lại xuất hiện la bàn khô. La bàn khô được đỡ bởi một chiếc đinh ở trung tâm của kim chỉ nam, làm cho lực ma sát của kim chỉ nam rất nhỏ, kim chỉ nam có thể quay tự do. Vì kim chỉ nam có điểm tựa cố định nên sẽ không lắc lư như khi ở trên mặt nước. Do đó la bàn khô thích hợp với hàng hải hơn so với la bàn nước.

5. Văn minh được truyền ra thế giới

Trịnh Hòa, một nhà hàng hải Trung Quốc vào thời nhà Minh đã từng bảy lần dẫn theo hạm đội lớn sang phương Tây. Trịnh Hòa dẫn đầu một hạm đội hơn 27.000 người trên hơn 60 con thuyền lớn có la bàn và bản đồ hàng hải, những con thuyền lớn này được gọi là “Bảo thuyền” (thuyền quý). “Bảo thuyền” lớn nhất dài 40 trượng và rộng 18 trượng, là con thuyền lớn nhất trên biển vào thời điểm đó. Đội thuyền đã đến nhiều nơi ở bán đảo Đông Dương, quần đảo Nam Dương, Ấn Độ, Ba Tư và Ả Rập, cho đến tận bờ biển phía Đông của châu Phi. Họ đã đi qua hơn 30 quốc gia.

Vào khoảng thế kỷ 12, la bàn đã đến Ả Rập thông qua hoạt động thương mại, và sau đó được truyền đến châu Âu.

Dịch từ: https://www.zhengjian.org/node/30557