2007年是我國(guó)造船工業(yè)進(jìn)入世界前三強(qiáng)后持續(xù)興旺的一年,在中國(guó)造船業(yè)整體進(jìn)入世界造船大國(guó)的今天,造船、航海和海洋界學(xué)者也在進(jìn)行著深刻的思考:在船舶建造標(biāo)準(zhǔn)日益國(guó)際化的趨勢(shì)下,如何弘揚(yáng)我們中華造船的輝煌科技成就與悠久歷史文化?曾經(jīng)對(duì)世界舟船史進(jìn)程做出重大貢獻(xiàn)的中國(guó),如何傳承中華海洋文明?而這種弘揚(yáng)、傳承又對(duì)祖國(guó)的船舶工業(yè)和社會(huì)發(fā)展有什么現(xiàn)實(shí)意義? 為此,中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)科技咨詢(xún)工作委員會(huì)副主任、北京鄭和下西洋研究會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)鄭明,與多年跟蹤研究艦船技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)的船舶工程研究員、現(xiàn)任《艦船知識(shí)》雜志社副社長(zhǎng)田小川合作拋磚引玉推出此文,就中國(guó)在古代造船科技上的重大發(fā)明進(jìn)行了探討?! 幷?/p>
驕傲——“六大發(fā)明” 勾勒完整的系統(tǒng)工程概念
我國(guó)是世界上為數(shù)不多的擁有18000千米海岸線(xiàn)的海洋大國(guó)。僅從科技發(fā)展角度,源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的中華帆船與航海科技在世界上曾長(zhǎng)期處于領(lǐng)先地位。 就如同在其他領(lǐng)域中的發(fā)明創(chuàng)造一樣,在我們的中華帆船上,凝聚了中華民族古代先人的智慧。比如:船尾舵、長(zhǎng)櫓、水密隔壁、強(qiáng)力多層甲板、船樓、首尾高翹尖底圓舭線(xiàn)型、無(wú)牽索桅桿、平衡硬式縱帆、槳輪、木爪石碇、船用轆轱、絞棍、絞車(chē)、船用指南針、羅盤(pán)和船載火銃銅炮等等,都是當(dāng)時(shí)船舶建造和航海技術(shù)的重大發(fā)明創(chuàng)造;還有鐵釘連接、釘鋦加固、拚接榫構(gòu)、麻絮桐油蠣灰木念縫、船底涂漆、塢渠船臺(tái)修造船、模型放樣等造船工藝;更有縱向龍骨、大拉、浮翅板、梗水木、首尾通水艙、土石壓載等改善船舶結(jié)構(gòu)與性能的技術(shù)改革創(chuàng)新措施都是中華民族先輩們的貢獻(xiàn)。從中選擇幾項(xiàng)突出領(lǐng)先的科技發(fā)明是非常有條件、有資格的,而且還是實(shí)事求是、留有余地的。[NextPage] 盡管目前許多看法并沒(méi)有權(quán)威定論,但海內(nèi)外學(xué)者比較公認(rèn)中國(guó)有幾項(xiàng)發(fā)展確實(shí)領(lǐng)先,參見(jiàn)下表。
建議可把“壁、櫓、輪、舵、針、銃”作為“中國(guó)古代造船科技的六大發(fā)明”(六大發(fā)明在明代鄭和下西洋的寶船被集成采用,可參見(jiàn)陳列于中國(guó)國(guó)家博物館的大型船模)。而且,這六大發(fā)明涵蓋了舟船的船體結(jié)構(gòu)、推進(jìn)動(dòng)力、操縱系統(tǒng)、導(dǎo)航設(shè)備和艦載熱兵器,形成古代造船、航海、水戰(zhàn)體系中領(lǐng)先的關(guān)鍵技術(shù),說(shuō)明中華民族自古以來(lái)在舟船科技發(fā)展中就建立有完整的系統(tǒng)工程概念。[NextPage]
期待——拋磚引玉 以期推動(dòng)學(xué)術(shù)研究
通觀(guān)中國(guó)有關(guān)船史論著,提出以上所歸納的六項(xiàng)發(fā)明,當(dāng)然不能說(shuō)是絕對(duì)的合適、合理。對(duì)此,中外學(xué)者的觀(guān)點(diǎn)不盡相同,目前也沒(méi)有專(zhuān)著未正面系統(tǒng)地提出“造船科技發(fā)明”的概念。我們拋磚引玉地提出一個(gè)簡(jiǎn)練的概念,希望通過(guò)討論、甚至學(xué)術(shù)爭(zhēng)論引起廣大公眾、特別是青少年朋友的重視,以推動(dòng)學(xué)術(shù)研究,促進(jìn)歷史考證。 例如,對(duì)帆的發(fā)明究竟哪國(guó)貢獻(xiàn)最大的問(wèn)題便是各說(shuō)其詞,有人說(shuō)埃及可能最早,在公元之前3100年左右已發(fā)明風(fēng)帆,創(chuàng)建了單桅帆舶,但經(jīng)過(guò)考證古埃及的帆是“軟帆”。王冠倬先生認(rèn)為:我國(guó)最遲在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代(相當(dāng)于公元前8-3世紀(jì))已使用風(fēng)帆,因?yàn)橛谐鐾恋膫?cè)身人像鈕銅錞于及珠海的巖畫(huà)船圖為證,都是有桅有帆的??磥?lái)雖出現(xiàn)得晚,卻比起古埃及、腓尼基、羅馬、希臘等西方國(guó)家都沿用軟帆是迥然不同。 而中華帆最有特色的有三點(diǎn):一是硬帆,即帶多道竹木撐條的竹蓬或布帆,利于保持受風(fēng)面積,增加帆蓬強(qiáng)度,帆面有破損仍可使用;二是平衡帆,即帆蓬上的風(fēng)壓中心接近轉(zhuǎn)帆的支點(diǎn)——桅桿,使轉(zhuǎn)帆操作省力;三是縱帆,即帆蓬可以轉(zhuǎn)到接近船的首尾線(xiàn)(即縱向位置)以利于橫風(fēng)、偏逆風(fēng)下戧風(fēng)航行;四是張掛帆采用升降式,升帆較重費(fèi)力,但收帆時(shí)只要放松吊帆索,避免暴風(fēng)前水手爬高收帆的危險(xiǎn)。 那么硬式平衡縱帆是否列在我們的重大發(fā)明之中呢?還有美國(guó)科技史學(xué)家推崇的中華多重桅桿技術(shù)又是與西方桅椼結(jié)構(gòu)不同的,是否也可列入重大發(fā)明呢?諸如此類(lèi),當(dāng)前爭(zhēng)論較多,還需要通過(guò)嚴(yán)格的考證,逐步確定技術(shù)發(fā)明的國(guó)家與民族歸屬,但是深入研討之后,可進(jìn)一步認(rèn)知我們的祖先為世界船舶科技發(fā)展做出過(guò)哪些重大貢獻(xiàn),再來(lái)充實(shí)“中國(guó)舟船文化”內(nèi)涵。[NextPage]
遺憾——中華舟船文明 不該門(mén)庭冷清
有一些材料表明,不但“非專(zhuān)業(yè)”的人士不太了解我國(guó)的舟船文明,甚至造船、航運(yùn)的“業(yè)內(nèi)人士”也都不夠了解、也不注意宣傳祖國(guó)民族的造船歷史。我們見(jiàn)過(guò)一份業(yè)內(nèi)報(bào)紙,在報(bào)道中國(guó)“航海日”永久性標(biāo)志誕生的版面上,顯赫位置配發(fā)的竟是一幅西洋帆船的圖片。反映重大海事歷史體裁的藝術(shù)作品是少而又少,這是為什么呢? 在國(guó)外,大多數(shù)描述世界航海、造船歷史的出版物當(dāng)中,對(duì)中華傳統(tǒng)造船技術(shù)普遍是貶低忽視的態(tài)度。如日本翻譯美國(guó)出版的《16世紀(jì)的帆船》一書(shū)中,涵蓋了14~18世紀(jì)的海史、船史,卻未涉及15世紀(jì)明朝鄭和下西洋的壯舉。而俄羅斯新近出版的《世界海軍史》當(dāng)中,也未涉及中國(guó),卻對(duì)日本在對(duì)馬海戰(zhàn)打敗俄軍的艦船不敢不提。 因此,面對(duì)歷史,我們既不應(yīng)夜郎自大,但更不能妄自菲薄。希望能夠以此文作為開(kāi)篇,爭(zhēng)取達(dá)到以下四個(gè)目的:正確認(rèn)知中國(guó)作為造船古國(guó)所曾擁有的領(lǐng)先造船科技創(chuàng)新成果;恰當(dāng)評(píng)價(jià)中國(guó)作為作為造船古國(guó)在世界造船科技?xì)v史上的地位與影響;科學(xué)理解中國(guó)邁向造船大國(guó)的歷史淵源和必然性;激勵(lì)當(dāng)代中國(guó)人民建設(shè)造船強(qiáng)國(guó)的創(chuàng)新意識(shí)和奮斗精神。更希望與船舶有關(guān)的同志們?cè)诠ぷ髦谢蚬ぷ髦?,投入一些時(shí)間和精力,開(kāi)展科學(xué)普及工作,弘揚(yáng)中華舟船悠久的歷史文化,傳承中華海洋文明,增強(qiáng)中華民族海洋意識(shí)。 現(xiàn)在,我國(guó)的造船行業(yè)已經(jīng)躋身于世界造船大國(guó)的行列,在新世紀(jì)高新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的時(shí)候,如何既不斷提高船舶的科技含量、提高工業(yè)化、信息化的程度,又能夠發(fā)揚(yáng)光大我們悠久、優(yōu)秀中華舟船文明,保護(hù)世界海洋文明的多樣性,這是一個(gè)大任務(wù)、大課題,還需要你、我、他,需要更多的人一起努力。[NextPage]
隋煬帝龍舟巡游想象圖。
宋船中的水密艙壁。[NextPage]
1955年廣州出土的東漢墓中陶制船模,是現(xiàn)存世界上最早的有舵船的模型。[NextPage]
壁——至今仍是船體結(jié)構(gòu)重要部分 壁,是用橫隔艙板將船艙分隔為互不相通的一個(gè)一個(gè)艙區(qū)。頓賀教授考證認(rèn)為晉代東南沿海義軍首先采用了有水密隔壁的八槽船。它有三大公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn):第一,密封作用。一兩個(gè)船艙破損進(jìn)水,水也不會(huì)流到其他船艙,增加了航行的安全性。第二,方便貨物分類(lèi)裝卸和管理。第三,隔艙板與船殼板緊密釘合,增加了船整體的橫向強(qiáng)度。 水密隔壁發(fā)明以后,不僅在中國(guó)傳播,也被來(lái)訪(fǎng)的許多外國(guó)人學(xué)習(xí)掌握。一般認(rèn)為18世紀(jì)傳入歐洲后得到更廣泛應(yīng)用,水密隔壁結(jié)構(gòu),至今仍是船體結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。
櫓——啟發(fā)了螺旋槳的發(fā)明 櫓則是一種推進(jìn)裝置,在漢代,櫓作為推進(jìn)技術(shù)已得到正式認(rèn)可。櫓安裝在船尾或船舷的櫓檐上,運(yùn)動(dòng)軌跡有點(diǎn)像魚(yú)兒擺尾,由于搖櫓的過(guò)程櫓葉改變攻角卻始終不出水面,可連續(xù)做功,而且櫓的支點(diǎn)位于櫓的近中點(diǎn)處,搖櫓時(shí)較省力,所以古人有“一櫓三槳”的說(shuō)法。 實(shí)際上櫓不僅可以提供船前進(jìn)的動(dòng)力,而且可以操縱船的方向。西方也有人認(rèn)為螺旋槳的發(fā)明,與受到中國(guó)人使用櫓的啟發(fā)有關(guān)。
輪——現(xiàn)代輪船的始祖 輪,就是以輪代替槳,利用人力腳踏轉(zhuǎn)動(dòng)輪子,推動(dòng)船的前進(jìn),這種船叫做“車(chē)船”。頓賀教授認(rèn)為車(chē)輪舟最早出現(xiàn)在公元417年的晉代,一般認(rèn)為槳輪發(fā)明并實(shí)用于唐代,因?yàn)樘撇芡趵罡薅嗆?chē)輪軻圖正式流傳至今。隨后,南宋時(shí)大量應(yīng)用于水戰(zhàn)。車(chē)船由槳楫的間歇推進(jìn)方式,跨進(jìn)到槳輪運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)推進(jìn)方式,由僅用臂力到兼用腿力,是中國(guó)在世界造船史上的又一大貢獻(xiàn),領(lǐng)先西方約有千年左右,現(xiàn)在已是人們公認(rèn)的現(xiàn)代輪船的始祖。
舵——使水手能輕松控制航向 ?。保梗担的陱V州出土的東漢墓中陶制船模已有尾舵,證明中國(guó)至少在漢代(公元1-2世紀(jì))已發(fā)明船尾舵。舵的原理是通過(guò)舵面與舵柄的杠桿關(guān)系、舵面與船的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的杠桿關(guān)系,十分輕易地使龐大的船體轉(zhuǎn)向自如。楊槱院士認(rèn)為中國(guó)帆船的方艉出艄結(jié)構(gòu)給尾舵的設(shè)置帶來(lái)方便,說(shuō)明古代船總體設(shè)計(jì)也是講究的。而且中國(guó)帆船普遍應(yīng)用升降舵既適應(yīng)航區(qū)水深提高舵效,防止擱淺,又有深插入水下的縱向木板可減少船舶橫漂和搖擺是重要特色。 船尾舵的出現(xiàn),在船舶發(fā)展史上是一件重大意義的事,這項(xiàng)技術(shù)大約在公元10世紀(jì)傳入阿拉伯地區(qū),12世紀(jì)傳入歐洲。
針——讓地理大發(fā)現(xiàn)成為可能 “針”是船用司南,或稱(chēng)船用羅經(jīng)。一般認(rèn)為船用指南針最早用于晉代,廣泛應(yīng)用于宋代。后來(lái),人們又將不同航行地點(diǎn)之間的指南針針位連成線(xiàn)圖,稱(chēng)之為“針路”,作為航行的依據(jù)。 大約在公元13世紀(jì)初,阿拉伯人使用了中國(guó)的羅盤(pán),然后再傳到歐洲。美國(guó)科技史學(xué)家羅伯特·K·G·坦普爾在1986年曾出版《中國(guó):發(fā)明和發(fā)現(xiàn)》一書(shū),序言中寫(xiě)道:“如果沒(méi)有從中國(guó)引進(jìn)船艉舵、指南針、多重桅桿等改進(jìn)航海和導(dǎo)航的技術(shù),歐洲絕不會(huì)有導(dǎo)致地理大發(fā)現(xiàn)的航行,哥倫布也不可能遠(yuǎn)航到美洲,歐洲人也就不可能建立那些殖民帝國(guó)?!边@個(gè)論斷是比較客觀(guān)求實(shí)的。
銃——彰顯船舶科技綜合性、系統(tǒng)性 銃是火銃銅炮,此處特指最早的艦載火炮?;疸|是中國(guó)元朝前期發(fā)明的,明朝大量使用的重要火器,屬于重型熱兵器。早在1372年(洪武五年),朱元璋的起義軍部隊(duì)就建造了名為“碗口銃”的火炮來(lái)裝備他的水軍戰(zhàn)船。文獻(xiàn)記載和出土實(shí)物都證實(shí),中國(guó)軍隊(duì)是世界上最早裝備和使用火銃的軍隊(duì),比西方至少領(lǐng)先百余年。對(duì)于船舶這個(gè)綜合系統(tǒng)工程來(lái)說(shuō),火銃在船上使用,銃的座架要適合發(fā)揚(yáng)火力,又不影響木船結(jié)構(gòu),都是顯示科技進(jìn)步的關(guān)鍵。因此,把銃列為六大造船科技發(fā)明更突顯船舶科技本身的綜合性與系統(tǒng)性。
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