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图4 《武经总要》中的“蒺藜火球”和“引火球”
到了南宋绍兴二年（1132年），陈规守德安（今湖北安陆）时使用了“长竹竿火枪”，这是一种手持式火焰喷射器 。到了1259年，宋军使用了可发弹丸的突火枪，这是一种管形射击火器，火药兼有燃烧和发射的功能 。13世纪末，元朝军队使用了金属管形火器——火铳 。现存最早有明确纪年的火铳是现藏内蒙古蒙元文化博物馆的元大德二年（1298年）铜碗口铳 。14世纪时，明朝军队还造出了铸铁火炮，比如山西博物院藏的明洪武十年（1377年）铸铁火炮 。
关于我国火药及火器技术的外传路线图，潘吉星先生绘有一图（图5，以备一览） 。


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图5 中国火药及火器技术外传示意图（潘吉星绘）
指南针
爱因斯坦在他晚年的一篇自述中谈到，当他4-5岁时，父亲给他一个罗盘，指南针准确的运行方式十分奇特，令他感到震惊 。这次经历给他的印象持久而深刻，一直到晚年还萦绕在他的脑际 。在“四大发明”中，指南针或许关注度最大，一方面是公众对这种奇妙事物的好奇心，一方面是学界在指南针研究方面还留有许多想象空间 。
好奇心加上想象力，便围绕指南针演绎出众多版本的坊间流言，其中最集中的关键词，应该是“司南” 。除了不谙事的孩童外，“司南”在中国的知名度非常高，一把磁石勺转动在光滑的标有方位的方形铜板（栻盘）上 。这一形象已经深入人心，电视上、报纸上、网络上、教科书上，频频出镜 。“司南”到底能不能指南？它到底靠谱不？
“司南”最早出现在战国末期《韩非子》中，有一句“先王立司南以端朝夕 。”意思很明确，国君是靠司南定方位的 。怎么定呢？东汉王充《论衡》有记载，“司南之杓，投之于地，其柢指南 。”这句话，学界可没少花气力，文字学、训诂学、版本学、模拟复原试验等等，近几年终于有了比较大的突破 。
中科院自然科学史研究所黄兴副研究员在国家博物馆王振铎先生的司南复原方案基础上，做了细致的实证研究，支持了王振铎的“磁石勺”复原方案，而且这种方案是以磁石为材料的各类指向器中最佳设计方案 。黄兴还指出，在秦汉时，司南甚至不用置于光滑的栻盘上，在平整光滑的普通地面便可有效指南 。这相当于修订、简化了王振铎的复原方案 。由此可认为，司南这事靠谱的可能性太大了（关键是磁石勺是不是就是司南，笔者持乐观态度） 。
在晚唐段成式（803年-863年）的《酉阳杂俎》中，明确记载了游行时携带的磁石、磁针，磁针使用采用的是水浮式 。到了宋初，有关指南针的文献史料不约而同地出现，重要的有：首先是王伋注《管氏地理指蒙》，注文一首诗中同时提到了磁针和磁偏角 。王伋是当时颇有名气的一名堪舆师，也即风水先生，作注的年代应是11世纪上半叶 。其次是天文学家、堪舆师杨惟德1041年完成的《茔原总录》，也记载了磁针和磁偏角 。最后是《武经总要》记载了人工磁化的“指南鱼” 。很快，另一种人工磁化技术出现在了沈括的《梦溪笔谈》中，“以磁石磨针锋”，并记载了四种磁针的安置方法，还提到了磁偏角 。
世界上有关指南针用于航海的最早记载，首现于北宋朱彧《萍州可谈》（1119年），“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针 。” 早期航海用的水罗盘，就是在瓷碗或瓷盘外周绘制一圈方位或套接一个带有方位的圆圈，这便是针碗 。以图6现藏旅顺博物馆的这件元代针碗为例，使用时，先在碗内注水，放入一根穿在浮漂上的磁针，然后将碗底“王”字中是竖线对准船身中心线，如船身转向，则磁针与竖线之间的夹角便会变化，根据刻度，便可指示方向 。

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