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中国“三大件”为世界造船作出的重要贡献

2021-02-22 09:47:00 来源: 海洋网 作者: 陆儒德
摘要:目前正在大连博物馆展出的“风好正扬帆――中国古代航海科技展”,带领参观者穿越时空隧道,看真实的航海科技迭代,听文物讲述中国古代航海的恢宏盛况,推动人们进一步关注海洋,增强海洋意识,努力建设海洋强国,都有着积极的意义。

  作者:中国海洋网特约顾问陆儒德

  目前正在大连博物馆展出的“风好正扬帆――中国古代航海科技展”,带领参观者穿越时空隧道,看真实的航海科技迭代,听文物讲述中国古代航海的恢宏盛况,推动人们进一步关注海洋,增强海洋意识,努力建设海洋强国,都有着积极的意义。

  中国是一个古航海国家,早在5000年前,沿海百越人驾驶竹筏,逐岛漂航,横渡太平洋,到达了美洲西海岸。在公元前3世纪到公元15世纪中叶,中国航海事业始终雄居世界前列,大航海的基础是中国先进的造船技术,被称为制造“三大件”的水密隔舱、风帆、船尾舵一直处于领先地位,为世界造船技术作出了重要贡献。

  水密隔舱:

  灵感来自竹简

  位列联合国非物质文化遗产名录的福船制造技艺即利用水密隔舱技术

  中国的“汉字”是世界上独特的象形文字,甲骨文传承着古代丰富的舟楫文化信息。殷商时期甲骨文的“舟”字形像一条小船,船型方头方尾,首尾略上翘,两边有出角,中间横向构件将船体分隔数舱,是十分成熟的木板船形象,显现当时的造船水平已经跨越独木舟阶段,进入了木板船时期。

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甲骨文舟字的演化

  据《宋书·武帝记》记载:卢循“有八槽舰九枚,起四层,高十二丈。”指东晋元兴二年(公元403年)起义军首领卢循率领的水军,已经使用一种将船体分隔成8个船舱的“八槽舰”,这是中国最早采用水密隔舱的记载,是造船史上的一个重要发现。

  “八槽舰”将船身分隔出多个独立舱室,既加强了船体的刚度和强度,又能够保证一旦破损不致海水漫延全船而沉没,提高了船舶的“抗沉性”,故称“水密隔舱”。

  美国科学史学者李约瑟认为:这种造船史上的“中国智慧”,是从观察竹竿的结构获得这个灵感,竹竿节的横膈膜把竹子分隔成好多节空竹筒。由于欧洲沒有竹子,因此欧洲人沒有这方面得到灵感。这个观点符合中国实情,我们祖先曾利用竹筒作为泅渡浮具,舟楫时代制造竹筏开启了古老的越洋航行,有着丰富的竹文化。

  1973年泉州湾后渚港发掘出土了世界上年代最早、形体最大的宋代木帆船,船体分隔有13个水密隔舱,证实了记载卢循制造“八槽船”的可靠性。

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宋代古沉船多达13个水密隔舱

  13世纪末意大利航海名著《马可·波罗游记》对中国船上的水密隔舱技术作了详细的描述,又通过郑和船队下西洋,将宝船上的水密隔舱结构传入海外各国,推进了各国船舶制造大型化发展。

  直到1795年,英国海军本瑟姆将军采用中国人水密隔舱技术,制造了6艘新型军舰,他在论文中说:他设计建造的军舰上“有增加强度的隔板,它们可以保护船只免得进水而沉没,正像现在中国人做的一样。”他的夫人的传记中也指出:“这不是本瑟姆将军的发明,这是今天的中国人,一如古代中国人所实行的。”

  中国发明的水密隔舱技术被世界各国普遍采用,比西方国家至少要早七八百年。2010年11月,中国发明的水密隔舱的福船制造技艺被列入联合国教科文组织非物质文化遗产名录,标志水密隔舱技术得到国际社会的认可,肯定了福船是我国古代航行于“海上丝绸之路”的最优秀的木质帆船。

  船尾舵:

  中国人一项高度智慧的发明

  《清明上河图》所绘的船舶,船尾显明绘有平衡舵,佐证至少在宋代中国船舶已经普遍采用垂直舵杆的平衡舵了

  “大海航行靠舵手”,舵手是用手操作传动设备来控制舵叶偏转,达到改变船行方向,舵是中国人民一项高度智慧的发明。

  我国是一个古航海国家,沿海古人善于划浆行舟,在实践中逐渐将船浆由船舷移到船尾中央,成为舵桨,亦称为橹,船员摇橹在水中左右摆动,获得前进动力和控制船行方向。

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莫高窟第323窟摇橹帆船图

  从莫高窟摇橹帆船图可见,古代舟船以风帆推进、船尾艄公摇橹来控制船行方向。近几年在长沙、广州和江陵出土的汉船模型都有一个共同点,船尾专设有专职桨手,负责操纵舟船航行。在长期实践中,为增强转向的灵敏度,增加了舵桨的面积,逐渐形成了短而宽的船尾舵。

  东汉许慎所著《说文解字》和刘熙所著《释名》等书籍中,对商代开始使用舵都有记载和解释,说明舵的应用已经相当普遍,舵是中华民族在造船技术上的又一个重要发明。

  1973年湖北西汉墓出土了一个木船模型,由整块原木雕刻而成,全长71厘米。木船模型前部有4个木俑各持1浆,划桨推进;尾部有一艄公,操浆控制方向。这是公元前1世纪中国就有舵桨的物证。

  1955年,广州东汉墓中出土的陶质船模,首有碇,尾有舵。这个舵是舵浆向竖直舵杆进化的过渡产品,但它已经是真正意义上的舵。其出现时间约在公元2世纪,而在1117年前西方尚未出现舵,这个形象模型佐证中国最早创造了舵。

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东汉出土的陶质船模装有尾舵

  1972年,广西壮族自治区西林县出土的西汉前期铜鼓,在鼓体上绘有航行祭祀活动,船上共有9人,其中“招头”在船首了望,“梢公”在船尾掌舵,中部4名桨手桨,另有2名武士和1名坐在台上的指挥者。

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广西铜鼓船纹

  中国不仅发明了船尾舵,而且在实践中不断改进,到唐、宋时代的船尾舵日臻完善、十分成熟。

  首先,发展成为垂直舵。从唐开元年间所画的山水画中出现了具有垂直轴系的舵,而且有的船加设了悬舵索和绞舵装置,改装成为适应水深变化的“升降舵”。

  第二,发明平衡舵。随着船舶吨位增大,舵叶相应扩大,转向十分费力。通过实践摸索,将舵的部分舵叶面积移到舵杆之前,这种能使转动比较省力的舵称为“平衡舵”。

  第三,在舵叶上开了一些菱形小孔,可以减小水阻力而不影响舵的效能,这种舵叫“开孔舵”。

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改进的开孔舵

  1978年6月,在天津市静海县发现的一只排水量约38吨、装有完整平衡舵的宋船,提拱了世界上最古老的宋船平衡舵的实物。北宋名画《清明上河图》所绘的船舶,船尾显明绘有平衡舵,从艺术形象上佐证了至少在宋代时期中国船舶已经普遍采用垂直舵杆的平衡舵了。

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清明上河图的船上绘有平衡舵

  

  风帆:

  同西方软帆截然不同

  中国式硬帆,只需用绳索将帆拉开至需要的高度,由艄公根据风向操纵即可,而且可以”张幔扬帆,迎百面缝风”

  “舟楫时代”是人类走进海洋的初始阶段,尚处于依赖自然条件下的漂航状态,行为被动,规模有限,属于原始航海时期。木板船的出现,人类摆脱了对原木整材的依赖,开始建造适航性更好的航船。而帆的发明标志人类开始利用自然风力推进,“风正一帆悬”,进入了“帆船时代”,人类撑起了大航海的征帆,得以跨海越洋去探寻那亘古未见的彼岸。

  在英国不列颠图书馆收藏着一个5千年前的古埃及陶罐,上面描绘有一艘桅杆上挂着一张四方帆的小船,便被认为这是世界上最古老的原始风帆。其实,中国的帆船史同样悠久,而且,走着一条同西方截然不同的发展道路。

  公元前一千多年的商代,发掘出在可辨识的1000个甲骨文字中,就有30多个与舟船有关,而且有了“凡(帆)”、“般”等文字,记载着“戊戌卜,方其凡”。东汉的《释名·释船》解释:“帆,泛也。随凤张帆曰帆,使舟疾泛泛然也”。由此推论,我国最早的帆出现于夏商时期,到东汉时期基本形成了安全、有效的中国帆,宋元海船一般都有庞大的主帆,同时还加挂小帆。

  中国创造的特立独行的中国式硬帆,只需用绳索将帆拉升至需要的高度,由艄公根据风向操纵即可,而且可以“张幔扬帆,迎百面缝风”。西方的软帆船需要较多水手爬上桅杆进行危险而复杂的风帆船艺作业。

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不同风格的中西帆船

  中国古代帆船在国际上享有盛名,著名意大利旅行家马可·波罗在游记中特别称赞中国帆船体形巨大、结构坚固,抗御风和波涛的能力强,安全可靠。科学史作家李约瑟认为:“在人类利用风力来推进船舶的各项首要成就中,中国的平衡式梯形斜帆确是名列前茅的。”

  中国帆包括长方形、梯形、矩形、扇形等多种样式,制造了不同类型的福船、广船、沙船和鸟船,统称为中国古代“四大名船”,其中福船被列为世界文化遗产,驰名中外。

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中国典型帆船-福船

  15世纪的海洋尚是一片充满奥秘和凶险的汪洋,郑和率领世界上最大的帆船舰队驰骋大洋,将世界航海登上了顶峰,创造了世界航海史上的奇迹。郑和宝船装有9桅12帆,长度约百米,吨位数千吨,“体势巍然,巨无与敌,蓬帆锚舵,非二三百人莫能举动。”将世界造船水平提高到了“盖古所未有”的先进水平,将帆船航海发展到了极致。梁启超十分感慨:“叹我大国民之气魄,询非他族所能几也。”

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雄伟壮观的世界最大郑和宝船

(作者简介:陆儒德,中国海洋网特约顾问,海军大连舰艇学院原航海系主任、教授,国内知名海洋学者和军事评论员。)


  (本文仅代表作者个人观点。其原创性以及文中表达的观点和判断不代表中国海洋网。本网站对文中内容的真实性和完整性不作任何保证或承诺,仅供读者参考交流。)

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