中國(guó)隋唐宋元時(shí)期造船技術(shù)

中國(guó)造船歷史非常悠久，早在上古時(shí)代就出現(xiàn)了筏和獨(dú)木舟。到了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，造船技術(shù)已有相當(dāng)規(guī)模，內(nèi)河航運(yùn)已然很發(fā)達(dá)，甚至能作近海航行。中國(guó)造船體系的形成大約是在秦漢時(shí)期。漢代生產(chǎn)樓船的技術(shù)很成熟，而且出現(xiàn)了船尾舵、高效率的推進(jìn)工具帆等，還能進(jìn)一步有效利用風(fēng)帆，作印度洋沿岸的遠(yuǎn)航。再經(jīng)過(guò)魏晉南北朝時(shí)期的發(fā)展，為隋唐宋元時(shí)期中國(guó)造船技術(shù)的高度發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

唐代是宋元時(shí)期造船技術(shù)高度發(fā)達(dá)的準(zhǔn)備階段。唐代李皋發(fā)明了車(chē)船。李皋車(chē)船的意義在于它把船舶推進(jìn)器的運(yùn)動(dòng)方式由平動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)，由斷續(xù)作用變?yōu)檫B續(xù)作用，為實(shí)現(xiàn)船舶機(jī)械化邁出了重要一步�？上В@樣重要的發(fā)明在唐朝一直銷(xiāo)聲匿跡，默默無(wú)聞，只是到了宋代才有了重要進(jìn)展。唐代出現(xiàn)的海鶻船的命運(yùn)也是如此，到宋代才大量制造各種新型海鶻船。

造船技術(shù)在宋元時(shí)期的發(fā)展和當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景是分不開(kāi)的。由于宋代在京城大量屯駐禁軍，物質(zhì)供應(yīng)，特別是糧食供應(yīng)成為當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)時(shí)交通運(yùn)輸主要依賴水運(yùn)，為此宋初建國(guó)即疏浚河道以通水運(yùn)。以后大約每年還海運(yùn)江淮米300多萬(wàn)石入京城，這極大地刺激了對(duì)船舶的需要。此外，宋元時(shí)期工商業(yè)很發(fā)達(dá)。原材料的周轉(zhuǎn)，商品的流通也需要依靠船舶水運(yùn)。當(dāng)時(shí)凡靠江河溪流能通航的州縣，往往工商業(yè)也因此繁榮昌盛。因此，宋元時(shí)期的水運(yùn)是國(guó)家的命脈。為此，宋代在全國(guó)各處修建官船場(chǎng)。江淮以南，廣東、福建等沿海地區(qū)甚至每州都有自己的官船場(chǎng)。官船場(chǎng)主要由監(jiān)官、正匠和兵級(jí)組成。監(jiān)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(shù)工人；兵級(jí)是由廂兵中調(diào)歸船場(chǎng)使用的雜力役。官船場(chǎng)規(guī)模往往很大，估計(jì)生產(chǎn)人員在400人左右。此外也有一些私船場(chǎng)也從事船舶制造。因此，宋代船舶數(shù)量眾多，名類(lèi)龐雜。

宋元時(shí)期造船技術(shù)的主要成就有三。首先在動(dòng)力機(jī)械方面，宋以前的造船技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)為船只形體的增大，當(dāng)時(shí)的樓船往往高十余丈，容千百人。不過(guò)由于受動(dòng)力機(jī)械的限制，無(wú)法撐駕，只能從上游順?biāo)畔�，�?jīng)常"制不由人"。而宋代工匠在動(dòng)力機(jī)械方面大顯身手。例如宋代發(fā)展了車(chē)船。車(chē)船的構(gòu)造船體與普通船相差無(wú)幾，只是不用漿楫而用車(chē)、輪。車(chē)裝在船上，輪列在兩房船側(cè)之外，輪周橫裝短木板，叫做楫。車(chē)和輪以軸相連，踏車(chē)夫用腳踏車(chē)，通過(guò)軸帶動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，輪周的楫就潑水使船行進(jìn)。同時(shí)，宋代車(chē)船往往車(chē)、槳并用，以車(chē)彌補(bǔ)槳船動(dòng)力不連續(xù)的的缺陷，以槳提高車(chē)船的機(jī)動(dòng)靈活性。因此，宋代車(chē)船動(dòng)力強(qiáng)勁、機(jī)動(dòng)靈活，在中國(guó)造船技術(shù)史上獨(dú)樹(shù)一幟。除車(chē)船外，宋代還改進(jìn)木槳船，制造了多槳船；合理利用風(fēng)作動(dòng)力制造帆船。這些都使得宋代船舶動(dòng)力大為改觀，為造船技術(shù)的發(fā)展打開(kāi)一個(gè)新領(lǐng)域。

其次，宋元時(shí)期的造船設(shè)備也有改進(jìn)。隋朝時(shí)，大船的制造還必須在水中進(jìn)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(shè)計(jì)修造龍舟的設(shè)施時(shí)發(fā)明了船塢。方法是先鑿一個(gè)可以容納龍舟的大澳，下面置柱，架大木梁。使用時(shí)先引水入澳，龍舟馳入，然后車(chē)出澳中的水，船體下落時(shí)就停在木梁上以供修復(fù)。修完后放水入澳，船身浮起。因?yàn)榘纳辖ù笪�，作為藏船之所，故稱船塢。金朝官員張中彥又發(fā)明了滑道，用大木修治成斜坡，乘凌晨霜滑時(shí)使人拽船入水。船塢和滑道的發(fā)明改善了船工的工作條件，對(duì)船舶制造業(yè)的興起大有裨益。

遠(yuǎn)洋巨型海船的制造是宋元時(shí)期的另一大成就。根據(jù)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(nèi)艙之間采用水密隔艙，嚴(yán)密分隔。即使有一部分漏水，也不會(huì)流入他艙，導(dǎo)致全船沉沒(méi)。遠(yuǎn)洋海船巨大堅(jiān)固和水密隔艙保證了航行安全，促進(jìn)了宋元海運(yùn)的發(fā)展。例如1281年鄭震率航海商船從泉州出發(fā)，經(jīng)印度洋航線花了3個(gè)月時(shí)間到達(dá)斯里蘭卡，為中國(guó)海運(yùn)贏得了聲譽(yù)。

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

用指南針導(dǎo)航，用船尾舵掌握航向和有效利用風(fēng)力被稱為遠(yuǎn)洋航行的"三大必要條件"。因此，歐洲借鑒了中國(guó)的造船技術(shù)，并使用了中國(guó)發(fā)明的羅盤(pán)和舵，才真正開(kāi)始了海上遠(yuǎn)航，并于15世紀(jì)開(kāi)辟了航海的新時(shí)代。貝爾納為此高度評(píng)價(jià)中國(guó)的發(fā)明："用了這兩種發(fā)明物，在廣闊海洋上航行就成為可以實(shí)現(xiàn)的，而這類(lèi)航行就大部分代替了早先迂回的沿岸往來(lái)。它仍破天荒第一次開(kāi)放了大洋，供人探險(xiǎn)、戰(zhàn)爭(zhēng)和貿(mào)易，引起了巨大而迅速的經(jīng)濟(jì)和政治的效果"。