《人類科學技術史-183》中國隋唐宋元時期造船技術

中國隋唐宋元時期造船技術

中國造船歷史非常悠久，早在上古時代就出現了筏和獨木舟。到了春秋戰國時期，造船技術已有相當規模，內河航運已然很發達，甚至能作近海航行。中國造船體系的形成大約是在秦漢時期。漢代生產樓船的技術很成熟，而且出現了船尾舵、高效率的推進工具帆等，還能進一步有效利用風帆，作印度洋沿岸的遠航。再經過魏晉南北朝時期的發展，為隋唐宋元時期中國造船技術的高度發展奠定了物質基礎。

唐代是宋元時期造船技術高度發達的準備階段。唐代李皋發明了車船。李皋車船的意義在于它把船舶推進器的運動方式由平動變為轉動，由斷續作用變為連續作用，為實現船舶機械化邁出了重要一步。可惜，這樣重要的發明在唐朝一直銷聲匿跡，默默無聞，只是到了宋代才有了重要進展。唐代出現的海鶻船的命運也是如此，到宋代才大量制造各種新型海鶻船。

造船技術在宋元時期的發展和當時的社會背景是分不開的。由于宋代在京城大量屯駐禁軍，物質供應，特別是糧食供應成為當務之急。當時交通運輸主要依賴水運，為此宋初建國即疏浚河道以通水運。以后大約每年還海運江淮米300多萬石入京城，這極大地刺激了對船舶的需要。此外，宋元時期工商業很發達。原材料的周轉，商品的流通也需要依靠船舶水運。當時凡靠江河溪流能通航的州縣，往往工商業也因此繁榮昌盛。因此，宋元時期的水運是國家的命脈。為此，宋代在全國各處修建官船場。江淮以南，廣東、福建等沿海地區甚至每州都有自己的官船場。官船場主要由監官、正匠和兵級組成。監官由政府派充，是管理人員；正匠是政府以招募的名義拘收的技術工人；兵級是由廂兵中調歸船場使用的雜力役。官船場規模往往很大，估計生產人員在400人左右。此外也有一些私船場也從事船舶制造。因此，宋代船舶數量眾多，名類龐雜。

宋元時期造船技術的主要成就有三。首先在動力機械方面，宋以前的造船技術的發展主要表現為船只形體的增大，當時的樓船往往高十余丈，容千百人。不過由于受動力機械的限制，無法撐駕，只能從上游順水放下，經常"制不由人"。而宋代工匠在動力機械方面大顯身手。例如宋代發展了車船。車船的構造船體與普通船相差無幾，只是不用漿楫而用車、輪。車裝在船上，輪列在兩房船側之外，輪周橫裝短木板，叫做楫。車和輪以軸相連，踏車夫用腳踏車，通過軸帶動輪一起轉動，輪周的楫就潑水使船行進。同時，宋代車船往往車、槳并用，以車彌補槳船動力不連續的的缺陷，以槳提高車船的機動靈活性。因此，宋代車船動力強勁、機動靈活，在中國造船技術史上獨樹一幟。除車船外，宋代還改進木槳船，制造了多槳船；合理利用風作動力制造帆船。這些都使得宋代船舶動力大為改觀，為造船技術的發展打開一個新領域。

其次，宋元時期的造船設備也有改進。隋朝時，大船的制造還必須在水中進行。船工立于水中，以至腰以下為海水浸泡，腐爛生蛆，極為悲慘。宋熙寧中(公元1068～1077年），宦官黃懷信設計修造龍舟的設施時發明了船塢。方法是先鑿一個可以容納龍舟的大澳，下面置柱，架大木梁。使用時先引水入澳，龍舟馳入，然后車出澳中的水，船體下落時就停在木梁上以供修復。修完后放水入澳，船身浮起。因為澳上建大屋，作為藏船之所，故稱船塢。金朝官員張中彥又發明了滑道，用大木修治成斜坡，乘凌晨霜滑時使人拽船入水。船塢和滑道的發明改善了船工的工作條件，對船舶制造業的興起大有裨益。

遠洋巨型海船的制造是宋元時期的另一大成就。根據馬可.波羅的記載，海船船身用樅木或松木制造，有1層甲板；船底和兩舷用2到3層木板，有4層艙室，共有房間50-100間左右；一般4-6桅，每船8-10櫓，每櫓4人。大船甲板下的內艙之間采用水密隔艙，嚴密分隔。即使有一部分漏水，也不會流入他艙，導致全船沉沒。遠洋海船巨大堅固和水密隔艙保證了航行安全，促進了宋元海運的發展。例如1281年鄭震率航海商船從泉州出發，經印度洋航線花了3個月時間到達斯里蘭卡，為中國海運贏得了聲譽。

中國造船技術獨辟蹊徑，自成體系。西方的木帆船是從刳木而成的獨木舟發展起來的，因此其縱向主要構件是龍骨，橫向主要構件是一條一條的肋骨。而有人說："中國船則從竹筏演變而成，把前后兩端翅起來作為船頭船尾"。因此中國木帆船主要依靠大的夾持，橫向強度靠短間距的橫艙壁，在受力較大的地方則設面梁。所以中國木帆船船尾中央比較適于裝軸舵。

用指南針導航，用船尾舵掌握航向和有效利用風力被稱為遠洋航行的"三大必要條件"。因此，歐洲借鑒了中國的造船技術，并使用了中國發明的羅盤和舵，才真正開始了海上遠航，并于15世紀開辟了航海的新時代。貝爾納為此高度評價中國的發明："用了這兩種發明物，在廣闊海洋上航行就成為可以實現的，而這類航行就大部分代替了早先迂回的沿岸往來。它仍破天荒第一次開放了大洋，供人探險、戰爭和貿易，引起了巨大而迅速的經濟和政治的效果"。