中國林木船出現時間的探討

所有發明都是社會發展的必然產物。當生產工具與其相應的生產力還沒有發展到相當程度的時候,對自然界直觀的印象,只能啟發人類一些想往。就像千百年來不知有多少智者,在鳥類飛翔的啟示下,做過多少次試驗,但都于事無成。只有在內燃機出現以后,乘飛機翱翔才成為現實。從事物發展的規律來說,起決定作用的,是生產工具和其體現的生產力水平。據此說來,木板船不太可能產生在新石器時期,它應該是金屬工具出現以后的產物。一、木船結構和工藝的改變使用金屬工具是階級社會的標志。奴隸制國家在生產中已不靠石器,而是使用金屬工具。著名史學家范文瀾先生在其所著的《中國通史簡編》中,就推論過龍山文化(前2405～前2035)與夏朝奴隸制國家建立的內在聯系,并提出龍山文化必有青銅器的科學存疑,留待考古發掘驗證。解放后,我國考古界發掘了龍山文化遺址,發現青銅器和青銅工具在龍山文化中后期,確實經歷過一個夏王朝的歷史階段。第一任帝王大禹于公元前2083年立國,共傳十七世十九王,至公元前1612年被殷商所滅,歷時471年,是我國從“天下為公”的氏族社會,解體為“天下為家”的奴隸社會的始端。1980年,在河南偃師縣二里頭,發現一處夏代青銅器鑄造場遺址,發掘出銅鑿、銅錛;在濟南大辛莊、唐山大城山、洛陽東干溝等龍山文化遺址,分別出土了銅刀、銅鋸等木工工具,證明歷史文獻關于夏代鑄鼎鑄劍記載的真實性,突破了“夏無銅器”的舊說。其實在1956年,西安半坡出土的青銅片,測定為公元前4109年的遺物。1973年在臨潼姜寨出土的青銅管和銅片各一件,測定為公元前3997年的遺物。雖尚不能判定這些出土物是整器還是部件,但至少可以說明它已為金屬工具的產生準備了前提條件。生產工具是衡量一個時代生產力的尺度,所以當金屬木工工具先在夏王朝以前出現,鋸解木板已成為可能,使夏代造船有了新的建造手段,便從獨木舟跨躍到木板船的新紀元。過去談夏、商、周三代木板船船型時,多依據殷墟甲骨文上的幾個“舟”字(圖1）這是幾個象形文字,它是客觀實物特征的描繪。實物的出現一定早在文字之前,可以想像,木板船有很大可能產生于商代以前。它展示出當時木板船船體縱橫結構的均衡安排。“舟”字上的三四條橫線,可能是表示船上的三段加固船體橫向強度的橫梁。按造船工藝規范來說,船上的隔艙結構,是由橫梁再在兩舷內側各接上一根叫作“企橈”的方木,兩舷“企橈”下端再橫接在一根底梁兩端,上下左右共四根方木構成一個框架,隔艙板就緊固在這個框架上。這套組合構件,不僅有分隔艙室和加固船體橫向強度的作用,更重要的是,它能讓縱向船身板和船底板的接頭釘附在木框架兩側的“企橈”和船底的底梁上,用短板可釘接成長板,用短材料造出更長的舟船來。為后世建造千姿萬態的舟船,開拓了一條永無止境的通途。二、對中國民族性的討論關于中國木帆船的建造法式,已經出版有專著《中國古代水運與木帆船》,在這里僅談其中被傳播到國外的部分技術成就。這種傳播在初始時,只要對方感到某一技術成就對他有益,便可移植過去自用。總之,好而有用的事物總是受歡迎的。李約瑟博士在其所著《中國科學技術史》第四卷《船體形狀及其意義》中說到:中國沿海或江河帆船的橫斷面接近長方形。直到19世紀末期,歐洲人初次見到中國船體橫斷面的優越性,及水線平面最大寬度設在船身中部之后,使船舶滿載時的穩性極好,感到十分驚奇,便移植了這種船的型制(盡管在形式上沒有全盤照搬)。在開始建造鋼鐵船體時,便用了這種辦法。李約瑟博士對西方人輕視中國造船技術的態度持有異議,他引用高第(Cordier)的話說:“西方人把世界弄得十分狹窄,他們總是把他們所知道的一點關于人類發展遷徙的知識局限在以色列、希臘和羅馬地區。他們對那些在中國和印度洋上劈波斬浪或穿越中亞波斯灣廣闊地域的旅行家和探險家,則一概不予理睬。這些人看起來在寫世界史,但實際上寫的卻是他們那塊小天地,對于世界更大的一部分……卻一無所知。”既然一無所知,就應先將早出于西方的造船技術成就順時序敘述于后。(一)軸結構的技術成就1.內浮船體的克氏法內船的結構和歸位西方學者說,中國自古以來就沒有裝置船首柱、船尾柱和龍骨的船,由此斷定中國從來沒有過適于航海的尖底船,故而不是長于遠洋航行的國家。1979年,在上海浦東川沙縣北蔡鎮,出土了一條兩舷裝有舷側板的獨木舟,舟底由三段獨木連接而成,它的底部刳挖得甚淺,僅有10厘米深。由于原獨木舟要加大裝載量,便在兩舷和首尾部加立木板,然后釘牢、捻縫封合。隨著裝載增大,原獨木舟體沉于水線之下,本身艙體已無足輕重,便無須再費刳木成舟之工,于是轉化成船底龍骨。這次出土的復合結構船,是一個由獨木舟向尖底海船演變的典型實例,引生出唐宋定型的廣船、福船、浙船,船上甲板平整,船底尖削如刃,貴其可以破浪而行。平底江河船原出于木筏。《事物紀原》說得明白:“變乘桴(筏)以造舟楫,則是未有舟前,但乘桴以濟矣。”筏由木材結扎而成,沒有干舷,裝載過重后,筏身下沉,木材間隙漏水,浸損貨物,便在筏上鋪墊木板提高貨位,又在木筏四周加裝木板構成兩舷,封上首尾,捻縫堵漏,筏子終于演變成平底、方頭、方尾的江河船。明代宋應星在《天工開物》一書中,將我國歷代船舶的型制按“仿生造形”、“裝載容積”、“船體材質”進行分類,顯見我國造船工藝法式自成體系,獨具一格。若刪繁就簡、化博為約的話,從其航行水域不同來說,只有海船與江河船兩種;以型制來分,也只有平底和尖底兩類而已。2.重板三板三國及東晉時期,溫麻船屯(廠)所造的大型海船“溫麻五會”,是因五層船板而得名。1974年,福建泉州后渚出土的宋代海船,兩舷由三層板搭接釘合,船底用二層板釘合。至元二十八年(1291),馬可波羅奉元帝忽必烈令,在泉州造四桅海船13艘,護送闊闊真公主出嫁波斯。據其所記,船用好鐵釘結合,有二厚板疊加于上,總為三層板。并說,以后每年一修加板一層,一直加至六板為止,不復航行遠洋,僅供沿海航運之用,至其不堪再用時拆散報廢。3.水密艙壁的設置東晉盧循起義水軍占據廣州時(元興元年三月至義熙五年六月,402～409)創建的八槽戰艦,始裝置了“水密隔艙”。過去僅見于文獻記載,1974年泉州的“宋船”出土后,見其上有13個水密隔艙,八槽船創設的水密隔艙才得到證實。1979年在浙江寧波市東門口古碼頭遺址,又出土一艘宋代浙船,各艙均用油灰捻縫形成水密隔艙。艙壁板最低處都留有一個過水的小孔,俗稱“水眼”,平時用木塞將小孔堵上,即可保持艙室水密。同時在船底最低處設一小積水艙,任一艙漏水,必通過水眼流入積水艙,可以隨時發現哪一艙漏水,并及時予以排除。另外,在泉州出土的宋船上看到,它的水密艙壁是被底梁及兩舷肋骨和甲板下橫梁構成的框架牢牢圍著,船中部以前的艙壁裝在框架之前;中部以后的艙壁則裝在框架之后,使船舷與艙壁牢固結合、寸步不移,加強了船體橫向強度。現代鋼船水密艙壁周圍角鋼鉚焊的部位、功用,都與中國古船的建造工藝完全一致。到18世紀末期,水密隔艙才被歐洲造船界認可并移植過去,但對過水眼和小積水艙的設置,歐洲始終未曾采用。4.上部鋼船頂列板寧波和泉州出土的宋代古船,都有斷面很大的龍骨,并在舷上部增設了大,相當于現代鋼船兩舷上加厚的頂列板。它距船體中剖面的中和軸較遠,能顯著的增大船舶剖面模數,從而提高了船體強度。這是自唐宋以來中國海船建造的傳統優點。5.龍骨對策1979年,在寧波出土古船的第七、八列舷殼板接縫處,有用參釘釘牢的,斷面為140×90毫米、長7.5米的半圓木材。它不是舷邊的護舷板,而是釘合在舭部(兩舷水線下部位)借船身航行中橫搖增加的阻尼力矩以防搖和減搖的設備,即現代鋼質海船上裝設的“舭龍骨”。舭龍骨結構簡單,不占用船舶艙位,且有顯著的減搖效果,在現代中外海船上被普遍采用。這是我國舟船考古界的第一次發現。經席龍飛教授按照現代造船規范進行測定,得其長、寬、面積與船舶體型之間的比例數值,與現代船舶這一相應比數基本一致。前蘇聯的C.H.勃拉瓦維辛斯基在其所著《船舶搖擺》一書中說:西方“開始使用舭龍骨是在19世紀的頭15年,即在帆船時代”。證明中國對舭龍骨的發明和應用,比國外早了約600多年。6.渠內修船,浮梁宋熙寧年間(1068～1077),皇家御苑金明池內的大龍舟年久破損,太監黃獻信奉命承修。他先在金明池邊按龍舟尺度鑿一渠,而后將池與渠間挖通,待渠水與池水持平后,引大龍舟入渠并架于木梁之上,然后堵塞入水口,再將渠水車干,大龍舟座于木梁上即行施工修理。竣工后,再如前法放水入渠,龍舟與池水浮平,重引入金明池。900多年前,我國首開渠內修船的辦法。金朝正隆年間(1156～1160),張中彥奉命造船,但“匠者不得其法”。施工前,“中彥手制小舟數寸許,不假膠漆而首尾自機鉤帶,謂之鼓子卯”,可以拆卸,教工匠學習分解,放大各部件尺寸,而后“浮梁巨艦畢工”,將船造成。同一時代的宋朝處州知州張觷,造船時采取先“造一小舟,量其尺寸,而十倍算之”的方法,建造所需大小船舶,與張中彥大同小異,首開船模放樣造船技術之先。7.木船的固結和裝復木帆船船體裝配的一般工序是:鋪底。鋪底是船體裝配的關鍵工序,先在墊墩橫梁上按需要的長度鋪設中心底或主龍骨,畫出中心線和橫骨架線,再順序向兩側鋪設、拼合,直到鋪完;裝腳梁、隔艙板、肋骨,大型木船還須裝好壓筋;裝兩舷舭板、身扳、大上舷板,有由下而上、由上而下和上下結合進行三種辦法;將舭板、身板、大的兩端按設計首尾底部縱剖線鋸裁成起翹曲線,并按首尾逐漸收攏的橫剖面用強制彎曲法做成內向彎曲形,然后裝前后擋浪板、封頭扳、封艄板。大型木船還須裝首尾壓筋;裝面梁艙口圍板、首尾甲扳、舷甲板、上滾頭等。大型木船須先裝立柱、托梁;安裝上層建筑、桅、舵等甲板上一切部件。整個船體裝配過程,包括板材拼合、搭接、刨平、上釘、掛鋦、捻縫等工藝。船殼水線以下的外表面,必須平順光潔,以利于減少航行阻力,并便于上油。中國的造船工藝,自古是先鋪設船底板,或船底主龍骨,而后裝腳梁、肋骨、隔艙板,再裝舭板和船身板。各主副大小部件相互提協又相互依靠,構成牢固整體。所以船大體堅,可耐風濤,揚帆致遠。西方與中國不同,先裝船殼列板,然后再嵌入肋骨。這種工藝一直使用到18世紀末期還未引進隔艙板以前,船體橫向強度薄弱,不耐風濤。8.輪槳關的優勢車船,最早為南齊祖沖之(429～500)的“千里船”。據《舊唐書·李皋傳》所載,唐宗室李皋(733～792)造一船,“挾二輪踏之,翔風鼓疾,若掛帆席”。前后兩船的具體型制雖然缺記,但可知是一種以輪推進的船。它的推進工具是將槳葉裝在輪子周邊的輪槳,將木槳間歇往復的事倍功半的運動,變為圓周連續旋轉運動,連續劃水推動車船進退。提高了船體的機動靈活性能,這一優勢對于戰船來說尤為重要。到了南宋,車船得到空前發展。據《宋會要輯稿·食貨》所記:紹興二年(1132),鼎灃鎮撫程昌寓,率八車戰艦2艘,小型海鰍車船20艘,攻打洞庭湖楊幺起義水軍。程昌寓兵敗,大小車船及造船工匠被俘。楊幺大量仿造車輪艦數百艘,其中有24輪的“揚州載”、32輪的“大德山”等巨艦29艘,“船長36丈,寬4丈1尺,高2層、3層。上設拍竿,長10余丈”,為當時楊幺起義軍對抗官兵的水戰利器。后至19世紀鴉片戰期間(1839～1842),中國有大量踏車操作的明輪作戰帆船同英國軍艦作戰,而且證明頗有成效。歐洲車輪船的試驗,是于1543年在巴塞羅那進行的,因而不可能對8世紀中國的車船建造工藝產生什么影響。(二)該工藝在國防工業中的技術成就1.船采用木船張掛法(1)桅(圖3)又稱桅桿,古代也稱椳、檣,最早見記于東漢劉熙所著《釋名》一書。用順直圓杉木制成,桅木長度不夠時允許縱向搭接,再用鐵箍緊固。桅根部兩側順削成平面,靠貼桅夾插入桅艙的桅底座內。桅頂部開風門或裝帶環鐵箍,以系掛帆的滑車裝置。每艘船配備的桅數,根據船只大小、航區不同而有區別。當船的排水量較大時,須增加桅數,以獲載帆總面積,增加駛風推力。以一般5桅船為例,其設桅位置及其桅尺度如下:主桅設置在船長從后向前十分之六處的縱中線上,船體“四六分艙”即依此而定。主桅“之長少于舟之五分之一”(即0.8)。主桅略后傾,傾角在3°之內;頭桅設置在主桅之前,間距以掛帆駛風時與主桅互不干擾為度。頭桅長為主桅的0.6～0.8。頭桅前傾較大,傾角為10°～30°不等;尾桅設置在尾部縱中線上,尺度小于大桅;提頭桅是設置在頭桅前方舷側的輔桅,桅根插入舷邊固定構件內,掛帆航行時,配合頭帆受風;插艄桅是設置在尾桅后方舷側的輔桅。桅根插入舷邊固定構件內,掛帆配合尾帆受風。插艄桅與提頭桅必須分別設置在左右兩舷,以保持駛風時船體平衡,并利于舵效應的發揮。至少在3世紀,中國船就裝有多根桅桿。13世紀及以后來華的歐洲人,對中國航海帆船之大、桅桿之多印象極深。到15世紀,歐洲人才采用3桅的帆船。(2)帆(圖4、圖5)又稱篷,為木帆船張掛在桅上的駛風裝置。東漢劉熙所著《釋名》一書說:“隨風張幔曰帆,使疾泛泛然也。”古代的船帆多用蒲草、竹篾或盧頭木葉編制,現代用布帆。帆的形狀有長方形、扇形和上部扇形下部矩形三類,后者為多。帆的上、下邊分別稱頂邊與底邊;系帆腳索的一邊為后邊,另一邊為前邊。按帆在船上的位置分,有主帆、頭帆和尾帆;按裝置分,有帆竹的為硬帆,不裝帆竹者為軟帆;按掛帆后帆面與桅的相對位置分,有平衡帆、半平衡帆、不平衡帆和輔帆。帆尺度:即指帆的長度、寬度與面積。帆的長度受桅高的限制,帆底邊須在桅夾以上,以不妨礙視線為度,頂邊須低于桅頂吊帆滑車。頭帆、尾帆與主桅的長度比值,分別為0.7和0.5左右。帆的寬度,明代海船“篷寬等船身之闊”,現代木船主帆寬度大于船寬。不平衡式主帆寬度一般為船寬2～2.5倍,因在帆面長度受到限制的條件下,不得不擴大帆面積來彌補。頭帆、尾帆與主帆寬度的比值,分別為0.5和0.3左右。各帆總面積與滿載排水量保持一定比例關系,一般在3～4平方米/載重噸之間。頭帆、尾帆的面積與主帆面積的比值分別為0.3～0.4和0.1～0.2。平衡帆:升帆后,帆面縱中線在桅桿處,帆面兩邊處于基本對稱狀態。這種掛帆法,適用于某些河面狹窄、行船駛風不能打戧的航區。半平衡帆:升帆后,桅桿處于帆面前邊與縱中線之間,駛偏風時帆面大部分處于桅后,是我國木帆船較普遍采用的掛帆方法。由于帆重心處于桅后,轉腳操縱靈活,適宜駛風打戧。不平衡帆:桅處于帆面邊線上。這種帆是軟帆,多為平頂長方形,為某些內河、支河小船所用。輔帆:是航海木帆船駛風時加掛的三角軟帆。三個角都用繩分別牽到適宜位置,一般在5級以下風力時使用。按其張掛的位置不同,有以下6種不同名稱:掛在主帆或頭帆一側的稱“外挑”;掛在主帆底下的稱“坐裾”;掛在主桅和頭桅頂部之間的稱“天橋”;掛在頭桅上部與船頭伸桿之間的稱“前插花”;斜掛在主桅上部與船尾之間的稱“后插花”;斜掛在主桅上部與船首之間的稱“耳捂”。除“外挑”與“坐裾”用于駛順風外,其余都可在駛偏風時適當張掛。李約瑟博士在其所著《中國科學技術史》第四卷《在縱帆發展史上中國所占的地位》一節中,介紹了西方學人對中國能以桅桿為軸而轉動的半平衡帆的評語:夏士德和斯格特(Worcester&Sigaut)說:“遇到狂風時,只需觸動可升降的帆篷,就會利索地落入由兩根起吊索(帆框繩)構成的索穩(LazyLine)之中。此時以撐條隔開的最下幾節帆篷便折疊起來,繚繩自動放松,再揚帆也很容易,從不發生卡住帆篷的現象。”奧德馬德(Audmard)認為需要強調的一點,即這種結構“不需要使用登高縮帆。而在惡劣天氣時,這項作業總是十分危險”。史密斯(Smyth)寫到:“根據這種帆的一些駛風經驗,我們可以說,而且能夠說,一旦掌握了按照不同風向揚帆調篷的技巧,這種帆的靈巧程度可以說是舉世無雙的。”另一位專家費子智船長(Capt.Fitzgerald)稱中國船為“世界上最靈巧的船”。史密斯在其經常被引用的文字中補充道:“在狂濤巨浪的海上,以及在四通八達的內地水路上,作為運載人及其貨物的工具,如果說有哪一種船能(比中國帆船)更適用,那是難以置信的,中國帆的平坦和靈巧程度確實都是舉世無雙的。”錄者按:我國在三國時,已用四桅海船駛八面風航行遠洋了(圖6),見記于東吳萬震《南州異物志》。15世紀葡萄牙人卻驕傲地自稱是逆風駛帆的開拓者。(3)槳一種用人力劃水推進木帆船的工具。坐著劃水用的稱作短槳,立著劃水用的長槳稱作橈(圖7),其同音同意的異體字有“櫂”、“棹”,實為一物。橈由槳柄、槳葉兩部分搭接,再用兩道鐵箍緊固而成。橈柄為圓桿,頂端有手握的橈拐;橈葉剖面扁平而略呈圓背形,下部為入水部分。使用時,通過橈扣、橈樁、橈座吊置于船舷上方。見記于《吳越春秋》,可見它比櫓出世要早。短槳不用槳座,用兩手持槳劃水,多用在劃子或舢舨上。(4)櫓(圖8、圖9)一種用人力推進木帆船的工具,入水較深,比槳的推進效率高,最早見記于東漢劉熙所著《釋名》一書。櫓用木料制成,長度視船體大小而定,分櫓柄、櫓葉兩部分。櫓柄橫剖面為圓形,近頂端有凹槽或鐵環套、系櫓索;櫓葉又稱櫓身,橫剖面呈圓背形,入水部分漸寬而薄。櫓柄、櫓葉兩部分用鐵箍緊固搭接,下裝櫓墊。櫓墊:又稱櫓臍,為櫓柄、櫓葉結合處下面正當櫓的重心處,一個縱向鑿有兩三個球形膛的長方木塊。搖櫓時,按櫓葉入水深度需要,將相應的一個球形膛套在櫓支鈕上。櫓支鈕:又稱櫓頂,一種鐵制球釘構件,供搖櫓時將櫓墊球形腔套于其上作支點用。腰櫓(裝在主桅前方舷側)支鈕裝在伸出舷外的櫓擔(圖10)上。櫓支鈕作為櫓的支點,將搖櫓產生的推力,推動船體前進。櫓索:又稱櫓繃繩、櫓帶,為控制櫓柄的繩索,上端有套圈或鐵鉤,下端有鐵鉤。搖櫓時,上下兩端分別以套圈或鐵鉤與櫓柄和甲板上的鐵環相連,通過櫓索和櫓支鈕的控制,櫓葉以一定角度和深度伸入水中。搖櫓時,櫓柄只能在一定的弧段上來回運動,連帶水下櫓葉只能沿相應的弧段作相反方向的往復運動,推動船身前進。船家有搖櫓、劃槳之說。槳葉入水劃動一次,馬上離出水面,為第二次作功做準備,因此是間歇推船前進;櫓葉入水后一直連續搖動作功,比劃槳的功效高。櫓是中國對世界造船技術的一大貢獻,被世界各國學者稱譽“是中國發明中最科學的”一個成就。1742年,英國海軍曾進行過將櫓裝在單桅雙帆船上的試驗,未獲成功。1800年,愛德華·肖特(EdwardShorter)發明了一種雙葉螺旋槳,模擬搖櫓的角度,裝在一個轉軸尾端,并有一個萬向結頭與甲板上的水平軸相連,將其裝在一艘海軍運輸船上,由8個人轉動一個轉盤帶動這種雙葉螺旋槳,使船速達到15節。十分可能,櫓對誘發早期螺旋槳的發明起過一定作用。2.木船的轉奏裝置(1)舵《釋名》稱“柂”,《玉篇》稱“柁”,為設在船尾正中穩定和改變船舶航向的裝置。主要由三部分構成:舵柱,又稱舵桿,為連接舵柄和舵葉的桿件。用圓柱形直順硬雜木制成,尺度視船體大小而異。上部開有插舵柄的方孔,下部與舵葉連成一體。舵柱通過舵面梁縱中線處,裝置在上下舵盤上。半平衡舵舵柱為垂直式,不平衡舵舵柱為后傾式。不平衡舵順船尾擋浪板斜插下去貼近船尾,從而使水壓力中心前移,力矩減小,操舵容易。海船的舵柱后傾角達45°;舵柄,又稱牙棒,舵的操縱桿,硬雜木圓棒制成。后端削成方形,插入舵柱上端舵柄孔內固牢。舵柄與舵柱的夾角,垂直式舵柱為90°～120°,后傾式舵柱小于90°。這種橫式舵柄愈長,操舵時越省力;舵葉,又稱舵扇、舵板,舵的入水部分。用厚杉木板拼成,并在板的兩側夾兩道加強橫木,舵葉四周用木條鑲邊。舵葉類型復雜,幾乎各種船型都有它獨特形狀的舵葉。按舵葉與舵柱的配置形式,可歸納為不平衡式和半平衡式兩類:不平衡舵(圖11):俗稱將軍舵。舵葉全部在舵柱后方,呈方形或長方形。底邊一般為直線,寬度為船寬的1/2～2/3左右。航海木帆船的舵葉較窄,約為船寬的1/3。這種舵的舵柱多裝置成后傾式,使水壓力前移,縮短與舵柱的距離,操舵比較省力。不平衡舵通常為可升降的懸式舵。半平衡舵(圖12):舵葉有一小部分在舵柱前方。舵柱下部多選用天然叉形木材,與舵葉拼接后強度更佳。葉面有魚尾式、山峰式或前三角后方形式。舵葉底邊一般為直線,兩端若帶圓弧,底邊寬度相當或大于船寬。舵葉高度以下抵船底水平線,上邊稍超出滿載吃水線為準。由于舵柱前有一部分舵葉,對水壓力能起一定的平衡作用,使轉舵比較省力。開孔舵(圖13):珠江流域和廣東、廣西沿海木帆船舵葉上,開有數列菱形小孔的舵(包括不平衡舵和半平衡舵)。開孔舵的特點是,舵葉兩側的水是相通的,可以使轉舵力矩有所減小,并且不影響舵效。1901年,帕森斯(Parsons)公司建造的第一艘燒煤汽輪機魚雷驅逐艦試航時,在30節航速扳滿舵,由于舵扳不回來,于是船就高速迂回繞圈子,結果采用了開孔舵才使問題得以解決。(2)磁羅經指南針作為定向工具用在遠洋海船上的時間,約在北宋元符至祟寧年間(1098～1102)。當時人徐兢在《宣和奉使高麗圖經》上說:“惟視星斗前邁,若晦冥則用指南浮針以揆南北。”文中提到的“指南浮針”,又稱水浮針。《夢溪筆談》中說:“方家以磁石磨針鋒,則能指南。”借人工傳磁法作出了磁針,再根據磁針之長短,橫穿幾根燈芯草,放浮在水碗中,便成為水浮指南針。最初用在海船上的指南針就是這種形式。中國海船使用水浮指南針導航不久,便被阿拉伯人采用,并把這一偉大發明傳播到西方。恩格斯在《自然辯證法》一書中說,磁針從阿拉伯人傳到歐洲人手中,約在1180年左右(南宋淳熙七年)。英國人亞力山大·內卡姆在其1195年所著的《論物質本性》一書中說:“航海者就使鐵針或鋼針磁化,再把它穿在麥桿上,浮在水面。我們用這個方法,就可以知哪邊是北方。”以上事例說明,最先進入歐洲的中國指南針,也是以磁石傳磁的水浮針,只是因地制宜地把燈芯草換成麥桿。由于航海事業的發展,單針指向已不能適應。據《諸蕃志》和《夢梁錄》記載,在公元1200年前后,中國開始用以天干8個字、地支12個字,加上八卦乾、坤、巽、艮4字,共24個向位的羅盤(圖14),每個字相當于15°。后來又在兩個字之間增加一個夾縫向位,共48向位,每向位精確到7.5°。各國引用了中國水浮單針后,在實際航行中也在不停地改進、創新,互相交流、補充,磁羅經裝置逐漸分成水浮針羅經和干針羅經兩大類。干針羅經不借助水的浮力,將原磁針改為狹長菱形鐵片,用一個支軸(軸針)的尖端頂支在鐵片的中凹部,即可在上面平衡旋轉指向。《海島逸志摘略》記載:“和(荷)蘭行船不用針,以鐵一片,而頭尖而中闊,形如梭,當心一小凹,下立一銳以承之。或如雨傘而旋轉,面書和蘭字,用十六方向。”實際上,文中所說“形如梭”的鐵片就是指針,“面書和蘭字”的是羅盤面,從過去針盤分置改為針盤合一,航向度數一目了然。18世紀鋼制蒸氣機民船、軍艦出現后,船機震動與艦身對磁場的干擾,使磁針誤差過大,經過不斷改進,創造了液體羅經。特制的密封羅經體內注滿液體(水和酒精的混合劑或石油防凍液),在羅經底部還設有調節液體膨脹的裝置,盤下支軸上裝有浮體。這種設計,是在盤針同轉的干羅經基礎上,又反回來與中國的水浮針羅經相結合后的再創造。3.結構組成、錨類型船在停泊時用以固定船位的工屬具。在鐵錨還沒有出現以前,早期泊船是用繩網裝上石塊或石球,或將方石打孔,穿上系繩,投下水底,借碇石自重拖住船身。這種靠泊工具叫做碇。此后有用堅硬木材做的木椗,頂端裝兩個木爪,投入水底,一個木爪抓入泥中,船便被拉住。木椗已有錨的形狀,后與碇結合,兩者特點便集于一體,出現了有爪和重量的矴(圖15)。1955年,于廣州東郊漢墓中出土的陶船模,船首有一木石結合的矴,由四部分組成:中間一根石矴桿,桿端固定著石塊,石塊兩旁各裝一支木爪,在石塊以上的矴桿上,與矴爪指向成直角交叉橫穿著一根木棒。當矴拋入水底,兩爪都平臥水底未抓入泥內的時候,只有矴端和木棒一端兩點斜撐在水底。船身被浪推動,牽動矴繩拉動斜立矴體時,橫棒即傾倒平臥水底,與其指向成直角交叉的一個矴爪便抓入泥中。此后繼續演進,矴端只留下兩只木爪,矴桿上的橫穿棒改為石棒。當今加橫桿的鋼制海軍錨(圖16)的結構原理和作用,與東漢的石矴完全相同。(2)錨(圖17)鐵錨有四爪,始記于宋代周密所著的《癸辛雜識》,名之為“貓”。元末明初成書的《海道經》上記道:“急猝暴風,急搶上風多拋鐵貓,牢系繩纜。”清同治年間(1862～1874)成書的《江蘇海運全案》中記載:“檣之前有盤牙焉,所以以起貓也。”這是由于四爪錨初面世時,形態比矴新異而作用相同,猶如貓爪,而名之為貓。四爪鐵錨問世后,便被國外采用。傳到西方后,西方人把四爪錨與anchor(錨)分開,以其四爪入水底必有兩爪抓地的優點,英國將其稱作cat(貓)、吊錨桿叫catdavit、起錨滑車叫catblock,德國稱作katzenker(貓),法國稱作chatte(貓),俄國稱作кошка(貓)。清代出版的《康熙字典》始用會意、形聲之法,為四爪鐵貓造了一“錨”字以正其名。可知此前,四爪鐵錨已被國外采用了,仍稱其為“貓”。三、海洋系統與規模的概念(一)寶船模型的準備和完成1983年,中國航海學會理事長彭德清先生,為向國內宣傳海洋意識,以啟國人對祖國海疆無知之蒙,邀請泉州海外交通史博物館、中國海外交通史研究會和有關大專院校、科研院所的教授、研究員,籌備于1985年在南京召開一次紀念鄭和首航西洋580周年大會。在分配具體任務時,由大連海運學院、武漢水運工程學院和廈門集美航海學院三校,承擔研制鄭和寶船復原模型的任務。在開會前夕,寶船模型與其他各組的任務俱已完成,并于1985年在南京召開的“紀念鄭和下西洋580年周年大會”上展出。當時學者云集,紀念活動與學術研討會并行,為宣揚中華海洋文化,開闊國人放眼世界海洋的新視野,起到了積極作用。(二)木船模型是船模、型船模的一種觀點這里所說的思辯,是對研制第一個寶船模型的思路,作一次力所能及的剖析。在南京大會以后,海交史研究會與海交館沒有停止過船模研制,設置了中國古船模型研制中心,并在國外進行過多次中國江海船模展覽。經過幾年研制實踐,逐漸以復原的不同依據,形成了三種類型的船模:實船原型船模。即對現有實船進行測繪,按比例縮制;推理性船模。像有詳細文字記述的宋代“客舟”,張擇端所繪的界方畫(即如現代在方格紙上按比例的描圖)《清明上河圖》上的船,或是出土古船殘體,都可按其船體主尺度(圖18)、桅尺度、帆尺度制作復原模型;概念性船模。寶船模型即是此類。其依據只有主尺度的長四十四丈四尺,寬十八丈兩項,沒有船深和滿載吃水線數值,沒有主尺度與其他尺度的比值。既無實船可仿制,也無條件可推理,只憑相當然拼出一個寶船來,故稱之為概念性船模。我們不懷疑長、寬尺度有誤,并且是用建造現代鋼質船的理論知識,來指導我們的恢復木船原型的工作;現代造船可以承襲明代的中國木帆船營造法式,卻無回天之手把現代規范塞入明代木帆船建造法式中,這是前段時間產生失誤的根源。表示船體外形大小和水下深度的主要量度。包括長度、寬度、深度和吃水。(三)寶船、寶船價值寶船長四十四丈四尺、寬十八丈的尺度,既見于正史,也見于不少古籍,但是否有過如此巨型的木帆船,成了國內外長期議論的課題。歸綜起來有五種意見:寶船的已知這部分尺度是可信的。從中國造船發展史和明代的造船能力及史料的可靠性來說,都能成立;懷疑寶船的寬度有誤,認為應是六丈才合情理;認為四十四丈四尺是船體水線長與船寬度的乘積,十八丈是船深與船面寬的乘積;認為長和寬都有誤,應是長十八丈,寬四丈四尺;認為寶船應是2000料和1500料的海船并八櫓船。看來第一次研制寶船模型,一石激起千層浪,寶船復原研究形成百花齊放、百家爭鳴的大好局面。若得群策群力共襄此舉,將一個概念性的寶船推進到推理性寶船,應是指日可待的。最后提供幾條參考資料,代為本文結束語:唐代造船法式規定:“造舟艦,大者長百尺其廣半之。”長寬比為2。宋代朱彧《萍洲可談》記海船“形如方解”,長寬比略近于2;1974年福建泉州后渚出土的宋代海船,長寬比為2.32;特別值得注意的是,1973～1977年在浙江余姚河姆渡新石器時期遺址采集到一只陶質獨木舟模型,碳14測定為公元前4887±96年的遺物,其長寬比為2.75。據上,使人不能不想到,中國造船工藝自有自己的始原與傳統體系。專業學者與學者關于中國船舶建造技術的研究許路我與楊熹先生的交往始于2004年。那段時間對福建沿海造船地田野調查的龐雜材料正無從整理,偶然得知楊熹先生就住在海大校內,于是欣然前去求教。