正文 第14章 中國古代科技史(13)(2 / 3)

永樂大鍾是明代人文景象的直接映射和重要索引,是14世紀中國科學技術登峰造極的經典之作,是580年前冶金、鑄造、力學、聲學等各項技術整體水平的真實物證。

造船航海考察

最早的船

中國幅員遼闊,江河交錯,海岸線漫長,自古以來,航海事業及造船工業就很發達,是造船最早、最好的國家之一。

中國木船,應用極早。《世本》說:古人“觀落葉因以為舟”,《淮南子》說:“見木浮而知為舟。”古書的記載說明,我們的祖先從落葉和樹幹能在水中漂浮的現象得到啟示,從而造出船。起初的造船方法是將圓木的一麵剖開,掏挖成凹形,如此便加強了在水中的穩定性,也增加了運載量。這就是我國最古老的船——獨木舟。《周易·係辭》裏所說的“伏羲氏刳木為舟,剡本為楫”,反映的就是上古時代人們製造獨木舟的情形。現在中國曆史博物館還陳列著一條長11米、口寬90厘米的古老獨木舟實物。

在距今約7000年前的浙江餘姚河姆渡遺址和距今約5000年前的杭州水田皈。錢山漾遺址中,都發現過木槳,其形狀與後世的木槳很相似。這是我國目前所發現的最早的船舶推進工具。

造船術的發明,擴大了人們漁撈活動的範圍,促進了水上的交通運輸,這是我們祖先征服水的一項偉大而智慧的創造。

船舵的發明

舵是控製行船方向的裝置,多設在船尾。我國古代在航行初期,一般是用篙和槳控製方向,以後航行範圍擴大到深水區域,篙用不上了。同時,隨著船體增大,槳的數量增多,這時的槳要負擔船舶動力和製導方向的雙重職能,不易操縱。於是,便把槳按職能分為兩種:一種專管劃行;一種負責控製方向,稱為舵槳,位置從船舷至船尾,成為尾舵,船尾舵便是由此演進而來的。

我國的船尾舵,發明時間最遲不晚於東漢。1955年,在廣州近郊的一座東漢墓中出土的陶船明器,船尾有舵,比近代的舵稍長些,呈不規則四方形,舵杆用十字結構固定,頂端有孔,是安裝舵把的。這是我國已知最早的船尾舵。

我國的船尾舵,通過航行實踐而不斷得到改進。早期的舵,伸出船尾,行成一個較長的凸出。為了彌補這一點,人們將舵改為垂直插入水中,稱為垂直舵。由於航道深淺不一,又改進為升降舵,船駛入淺灘或靠岸時,把舵吊起。宋代創製了平衡舵,即把一部分舵麵分布在舵柱的前方,這樣減少了轉舵力矩,操縱更為輕便。大約公元11~12世紀,我國勞動人民發明了開孔舵,舵上穿有許多孔,減少在水中的阻力,使轉舵更為省力。

公元10世紀左右,舵傳人阿拉伯地區。歐洲的舵,大概是在12世紀十字軍第二次遠征時才引進的。宋代的平衡舵,歐洲直到18世紀才開始使用,至於開孔舵,則到1901年才傳到西方。

櫓的發明

櫓的發明是中國對世界造船技術的重大貢獻之一,它最早出現的年代目前尚無考證,傳說魯班看見魚兒在水中揮尾前進,遂削木為櫓。櫓的外形有點像槳,但是比較大,一般支在船尾或船側的櫓簷上,入水一端的剖麵呈弓形,另一端則係在船上。用手搖動櫓簷繩,使伸入水中的櫓板左右擺動。櫓擺動時,船跟水接觸的前後部分會產生壓力差,形成推力,推動船隻前進,就像魚兒擺尾前進。古人有“一櫓三槳”的說法,認為櫓的效率可以達到槳的三倍,因為從櫓到槳的變化、事實上就是從間歇劃水變成連續劃水,提高了效率。

櫓不僅是一種連續性的推進工具,而且具有操縱船舶回轉的功能。麥格雷戈(J.McGregor,英國人)就認為螺旋槳的發明,與歐洲人看到中國人使用櫓後受到的啟發不無關係。事實上,現代廣為應用的螺旋槳推進器,其不間歇作旋轉運動的葉片,與在水中滑動的櫓板十分相似。

櫓的發明,充分顯示了中國勞動人民的聰明與智慧,西方人稱讚它是“中國發明中最科學的一個”。

水密隔艙的發明

水密隔艙是中國古代造船技術的一項重大發明。所謂水密隔艙就是用隔艙板將船艙分隔為互不相通的一個一個艙區。中國最遲在唐代就已經在船舶上設置水密隔艙,以後,水密隔艙在海船上得到了普遍的應用,甚至部分內陸船隻也采用水密隔艙。

水密隔艙的設置有很多優點:(1)由於艙與艙之間是嚴密分隔的,在航行中,特別是遠洋航行,即使有一兩個船艙破損進水,水也不會流到其他船艙,這樣船就不會沉沒,增加了航行的安全性。(2)船上分艙,可以方便裝卸和管理貨物。(3)由於隔艙板與船殼板緊密釘合,增加了船隻整體的橫向強度,取代了加設肋骨的工藝,具有加固船體的作用。

由於具有上述各項優點,水密隔艙問世之後大受歡迎,經久不衰,不但在中國曆代相傳,而且在近代還被各國所采用,至今仍是船舶中的重要設備。