天文航海技术主要是指在海上观测天体来决定船舶位置的各种方法。我国古代出航海上,很早就知道观看天体来辨明方向。判断航船所处方向的主要有三种方法:观斗辰、观太阳、利用指南针。
以北斗或北极星来导航的记载,自汉代以来屡见于史籍,大意是说舟行于大海之中四面都是水,找不到分辨方向的标志物时就不能分辨出东西方向,这时可以借助于北斗星或北极星来分辨方向。史书真实地反映了早在西汉以前,中国先民就已经开创了航海事业,并且懂得借助于北极星的导向,来纠正行船的方向。
东晋高僧法显曾远行到天竺(今印度)取经,从印度搭船回国后撰《佛国记》,书中记载“大海弥漫,无边无际,不知东西,只有观看太阳、月亮和星辰而进。”除掉夜观辰极以定向以外,白天还可用太阳来确定方向,但如果遇到阴雨天看不到太阳、星星和月亮时,只有等到天晴日出有星之时,才能分辨出方向,纠正船的正确方向继续航行。
观测太阳如何能知道方向呢?南宋吴自牧《梦梁录》中明确地指出舟师用观测太阳的出没方位来认定航向。任何一地的太阳出入方位,既与观测者所处的地理纬度有关,也与一年中不同的时节有关。但无论何地,其春秋分附近的太阳出入方位,几乎都位于正东西方向。
在指南针出现之前,灯塔基本上扮演着指南针的作用。沿岸航行者一路观察岸上的灯塔,就可以很容易的识别自己的所在位置和方向。一直到北宋以前,航海中还是“夜间看星星,白天看太阳”。宋元是中国古代科技史上的黄金时代,也是历史上“海上丝绸之路”的全盛时代。宋朝时指南针被称指南浮针或水罗盘,经阿拉伯人传入欧洲并改进为旱罗盘,其性能比水罗盘优越,使人们获得了全天候的航行能力。
小小的指南针完全改变了海洋图景,将人类带入一个航海时代,或者说海洋时代。在指南针出现之前,所谓的海洋时代其实只是海岸时代。
指南针使人类获得了自信,从而得到了海上自由,郑和下西洋无疑是指南针最成功的一次应用。