《人类科学技术史-183》中国隋唐宋元时期造船技术

中国隋唐宋元时期造船技术

中国造船历史非常悠久，早在上古时代就出现了筏和独木舟。到了春秋战国时期，造船技术已有相当规模，内河航运已然很发达，甚至能作近海航行。中国造船体系的形成大约是在秦汉时期。汉代生产楼船的技术很成熟，而且出现了船尾舵、高效率的推进工具帆等，还能进一步有效利用风帆，作印度洋沿岸的远航。再经过魏晋南北朝时期的发展，为隋唐宋元时期中国造船技术的高度发展奠定了物质基础。

唐代是宋元时期造船技术高度发达的准备阶段。唐代李皋发明了车船。李皋车船的意义在于它把船舶推进器的运动方式由平动变为转动，由断续作用变为连续作用，为实现船舶机械化迈出了重要一步。可惜，这样重要的发明在唐朝一直销声匿迹，默默无闻，只是到了宋代才有了重要进展。唐代出现的海鹘船的命运也是如此，到宋代才大量制造各种新型海鹘船。

造船技术在宋元时期的发展和当时的社会背景是分不开的。由于宋代在京城大量屯驻禁军，物质供应，特别是粮食供应成为当务之急。当时交通运输主要依赖水运，为此宋初建国即疏浚河道以通水运。以后大约每年还海运江淮米300多万石入京城，这极大地刺激了对船舶的需要。此外，宋元时期工商业很发达。原材料的周转，商品的流通也需要依靠船舶水运。当时凡靠江河溪流能通航的州县，往往工商业也因此繁荣昌盛。因此，宋元时期的水运是国家的命脉。为此，宋代在全国各处修建官船场。江淮以南，广东、福建等沿海地区甚至每州都有自己的官船场。官船场主要由监官、正匠和兵级组成。监官由政府派充，是管理人员；正匠是政府以招募的名义拘收的技术工人；兵级是由厢兵中调归船场使用的杂力役。官船场规模往往很大，估计生产人员在400人左右。此外也有一些私船场也从事船舶制造。因此，宋代船舶数量众多，名类庞杂。

宋元时期造船技术的主要成就有三。首先在动力机械方面，宋以前的造船技术的发展主要表现为船只形体的增大，当时的楼船往往高十余丈，容千百人。不过由于受动力机械的限制，无法撑驾，只能从上游顺水放下，经常"制不由人"。而宋代工匠在动力机械方面大显身手。例如宋代发展了车船。车船的构造船体与普通船相差无几，只是不用浆楫而用车、轮。车装在船上，轮列在两房船侧之外，轮周横装短木板，叫做楫。车和轮以轴相连，踏车夫用脚踏车，通过轴带动轮一起转动，轮周的楫就泼水使船行进。同时，宋代车船往往车、桨并用，以车弥补桨船动力不连续的的缺陷，以桨提高车船的机动灵活性。因此，宋代车船动力强劲、机动灵活，在中国造船技术史上独树一帜。除车船外，宋代还改进木桨船，制造了多桨船；合理利用风作动力制造帆船。这些都使得宋代船舶动力大为改观，为造船技术的发展打开一个新领域。

其次，宋元时期的造船设备也有改进。隋朝时，大船的制造还必须在水中进行。船工立于水中，以至腰以下为海水浸泡，腐烂生蛆，极为悲惨。宋熙宁中(公元1068～1077年），宦官黄怀信设计修造龙舟的设施时发明了船坞。方法是先凿一个可以容纳龙舟的大澳，下面置柱，架大木梁。使用时先引水入澳，龙舟驰入，然后车出澳中的水，船体下落时就停在木梁上以供修复。修完后放水入澳，船身浮起。因为澳上建大屋，作为藏船之所，故称船坞。金朝官员张中彦又发明了滑道，用大木修治成斜坡，乘凌晨霜滑时使人拽船入水。船坞和滑道的发明改善了船工的工作条件，对船舶制造业的兴起大有裨益。

远洋巨型海船的制造是宋元时期的另一大成就。根据马可.波罗的记载，海船船身用枞木或松木制造，有1层甲板；船底和两舷用2到3层木板，有4层舱室，共有房间50-100间左右；一般4-6桅，每船8-10橹，每橹4人。大船甲板下的内舱之间采用水密隔舱，严密分隔。即使有一部分漏水，也不会流入他舱，导致全船沉没。远洋海船巨大坚固和水密隔舱保证了航行安全，促进了宋元海运的发展。例如1281年郑震率航海商船从泉州出发，经印度洋航线花了3个月时间到达斯里兰卡，为中国海运赢得了声誉。

中国造船技术独辟蹊径，自成体系。西方的木帆船是从刳木而成的独木舟发展起来的，因此其纵向主要构件是龙骨，横向主要构件是一条一条的肋骨。而有人说："中国船则从竹筏演变而成，把前后两端翅起来作为船头船尾"。因此中国木帆船主要依靠大的夹持，横向强度靠短间距的横舱壁，在受力较大的地方则设面梁。所以中国木帆船船尾中央比较适于装轴舵。

用指南针导航，用船尾舵掌握航向和有效利用风力被称为远洋航行的"三大必要条件"。因此，欧洲借鉴了中国的造船技术，并使用了中国发明的罗盘和舵，才真正开始了海上远航，并于15世纪开辟了航海的新时代。贝尔纳为此高度评价中国的发明："用了这两种发明物，在广阔海洋上航行就成为可以实现的，而这类航行就大部分代替了早先迂回的沿岸往来。它仍破天荒第一次开放了大洋，供人探险、战争和贸易，引起了巨大而迅速的经济和政治的效果"。