领先全世界的中国古代航海技术、造船术

领先全世界的中国古代航海技术、造船术我国幅员辽阔，海岸线很长，不只是一个大陆国家，而且也是一个海洋国家，自古以来航海事业就很发达。

天文航海技术天文航海技术主要是指在海上观测天体来决定船舶位置的各种方法。

我国古代出航海上，很早就知道观看天体来辨明方向。

西汉时代《淮南子》就说过，如在大海中乘船而不知东方或西方，那观看北极星便明白了。

（《齐俗训》：“夫乘舟而惑者，不知东西，见斗极则悟矣。

”）晋代葛洪的《抱朴子外篇·嘉遯》上也说，如在云梦（古地名）中迷失了方向，必须靠指南车来引路；在大海中迷失了方向，必须观看北极星来辨明航向。

（“夫群迷乎云梦者，必须指南以知道；并乎沧海者，必仰辰极以得反。

”）东晋法显从印度搭船回国的时候说，当时在海上见“大海弥漫，无边无际，不知东西，只有观看太阳、月亮和星辰而进。

”一直到北宋以前，航海中还是“夜间看星星，白天看太阳”。

只是到北宋才加了一条“在阴天看指南针”。

大约到了元明时期，我国天文航海技术有了很大的发展，已能观测星的高度来定地理纬度。

这是我国古代航海天文学的先驱。

这种方法当时叫“牵星术”。

牵星术的工具叫牵星板。

牵星板用优质的乌木制成。

一共十二块正方形木板，最大的一块每边长约二十四厘米，以下每块递减二厘米，最小的一块每边长约二厘米。

另有用象牙制成一小方块，四角缺刻，缺刻四边的长度分别是上面所举最小一块边长的四分之一、二分之一、四分之三和八分之一。

比如用牵星板观测北极星，左手拿木板一端的中心，手臂伸直，眼看天空，木板的上边缘是北极星，下边缘是水平线，这样就可以测出所在地的北极星距水平的高度。

高度高低不同可以用十二块木板和象牙块四缺刻替换调整使用。

求得北极星高度后，就可以计算出所在地的地理纬度。

元代意大利的马可波罗由陆路来我国，在我国耽了二十多年后由海路回去。

海路航线是经我国南海进入印度洋折而往西。

马可波罗当时是搭乘我国航海家驾驶的我国船舶回去的。

在马可波罗游记中记载了当时我国海船和航海的情况。

据游记记载，海船由马六甲海峡进入印度洋后，便有北极星高度的记录，可见那时我国航海家已经掌握了牵星术。

明代郑和七次下“西洋”，“往返牵星为记”。

可知当时航行在印度洋中的我国航海家已经十分熟悉牵星术了。

明代牵星，一般都是牵北极星，但在低纬度（北纬六度）下北极星看不见时，改牵华盖星（北极星是小熊座a星，华盖星是小熊座β、γ双星）。

明代在航海中还定出了方位星进行观测，以方位星的方位角和地平高度来决定船舶夜间航行的位置。

当时叫观星法，观星法也属牵星术范围之内。

明代牵星术的航海记录，例如从古里（今印度西海岸的科泽科德）到祖法儿（今阿拉伯半岛东海岸阿曼的佐法尔）航路，在古里开船，看北极星的高度是六度二十四分（折合今度，下同）。

船向西北，船行九百公里到莽角奴儿（今印度西海岸的门格洛尔），看北极星的高度是八度。

后船向西北偏西，航行一千五百公里，在大海中，看北极星的高度是十度。

又船向正西稍偏北，航行二千一百公里，到祖法儿，看北极星的高度是十二度四十八分。

把北极星高度用当时的算法拆算地理纬度，和现在各地的地理纬度基本相合。

又从航路来看，航向和航程也和现在的肮路大致相同。

由此可见，明代天文航海技术已经相当先进。

关于求天象出没时间，明代航海家也有些规定。

流传下来的明末抄本航路专书中有太阳月亮的出没时间表，还有“定太阳出没歌”和“定太阴出役歌”。

“定太阳出没歌”文是：“正九出乙没庚方；二八出兔没鸡场；三七出甲从辛没；四六生寅没犬藏；五月出艮归乾上；仲冬出巽没坤方；惟有十月十二月，出辰入申仔细详。

”这是把十二个月的太阳出没时辰用一首歌诀来概括。

正月、九月太阳出在乙时没在庚时，乙时在卯时和辰时之间，庚时在申时和西时之间。

又兔指卯时，鸡指酉时。

甲时在寅时和卯时之间，辛时在酉时和戌时之间。

犬指戌时。

艮时在丑时和寅时之间，乾时在戌时和亥时之间。

巽时在辰时和已时之间，坤时在未时和申时之间。

五月是夏至所在的月份，所以太阳出的时间要早，没的时间要晚。

仲冬是十一月，是冬至所在的月份，所以太阳出的时间要晚，没的财间要早。

这样计时和天象实际相比是有些误差的，但大致还适用。

据明代一些航海书籍记载，远洋海船上各色人员俱备，其中阴阳官、阴阳生专管观测天象。

明末流传的小说《三宝太监西洋记通俗演义》中记载，“观星斗阴阳宫十员”。

又说：”每一号船上面有三层天盘，每一层天盘里面摆着二十四名官军，日上看风看云，夜来观星观斗。

”虽然这是一部小说，但多少也反映了明代航海中一些实际情况。

地文航海技术我国古代地文航海技术的成就，包括航行仪器如航海罗盘、计程仪、测深仪的发明和创造，以及针路和海图的运用等。

航海罗盘是我国发明的。

我国发明指南针后，很快使用到航海上。

北宋时的指南浮针，也就是后来的水罗盘。

宋代朱或叙述宋哲宗元符二年到徽宗崇宁元年（公元1099年到1102年）间的海船上已经使用指南针。

宣和五年（公元1123年）徐兢到朝鲜去回国后所著《宣和奉使高丽图经》中描写这次航海过程说：晚上在海洋中不可停留，注意看星斗而前进，如果天黑可用指南浮针，来决定南北方向。

这是目前世界上用指南针航海的两条最早记录，比公元1180年英国的奈开姆记载要早七八十年。

航海罗盘上定二十四向，二十四向我国汉代早有记载。

北宋沈括的地理图上也用到这二十四向。

把罗盘三百六十度分做二十四等分，相隔十五度为一向，也叫正针。

但在使用时还有缝针，缝针是两正针夹缝间的一向，因此航海罗盘就有四十八向。

大约南宋时已有这四十八向的发明了。

四十八向每向间隔是七度三十分，这要比西方的三十二向罗盘在定向时精确得多。

所以三十二向的罗盘知识在明末虽从西方传进来，但是我国航海家一直用我国固有的航海罗盘。

古时船上放罗盘的场所叫针房，针房一般人员不能随便进去。

掌管罗盘的人叫火长。

明代《西洋番国志》中说：要选取驾驶人员中有下海经验的人做火长，用作船师，方可把针经图式叫他掌握管理。

“事大责重，岂容怠忽。

”可见航海罗盘是海船上的一个重要设备。

计程仪又叫测程仪。

三国时期吴国海船航行到南海一带去，有人写过《南州异物志》一书，书中有这样的记载：在船头上把一木片投入海中，然后从船首向船尾快跑，看木片是否同时到达，来测算航速航程。

这是计程仪的雏型。

一直到明代还是用这个方法，不过规定更具体些，就是以一天一夜分为十更，用点燃香的枝数来计算时间，把木片投入海中，人从船首到船尾，如果人和木片同时到，计算的更数才标准，如人先到叫不上更，木片先到叫过更。

一更是三十公里航程。

这样便可算出航速和航程。

我国古代这种计程的方法，和近代航海中扇形计程仪构造很相近似。

扇形计程仪也是用一块木板（扇形），不过用和全船等长的游线系住投入海中，然后用沙时计计算时间。

沙时计一倒转是十四秒。

在游线上有记号，从游线长度算出航速和航程。

我国古代用香枝（也叫香漏），西方近代用沙时计（也叫沙漏），两者实在是异曲同工。

我国至迟在唐代末年已有测深的设备。

一种是“下钩”测深，一种是“以绳结铁”测深。

深度达到六十多尺，这还是浅水测深。

再稍晚一些，有记载说用纲下水测深，“纲长五十余丈，才及水底。

”纲是大绳，五十多丈，在已是深水测深了。

南宋末年吴自牧的《梦粱录》上说：如果航海到外国做买卖，从泉州便可出洋。

经过七洲洋，“船上测水深约有七十余丈”。

当时测水这样深，可见我国宋代已经有比较熟练的深水测深技术了。

宋代已经有针路的设计。

航海中主要是用指南针引路，所以叫做“针路”。

记载铁路有专书，这是航海中月积月累而成。

这些专书后来有叫“针经”，有叫“针谱”，也有叫“针策”的。

凡是针路一般都必写明：某地开船，航向，航程，船到某地。

航向的名称有下列各种：单向的，叫单针（也有叫丹针的），或叫正针。

双向的，以相邻两向并称，就是上文提到的缝针。

两个航向合称时，有四种情况：第一，先单向后双向；第二，先双向后单向；第三，两个都是单向；第四，两个都是双向。

还有超过两个航向合称的。

航程都用更计算。

船到某地，就用四种不同称号：第一，平，并靠的意思；第二，取，经过的意思；第三，见，望见的意思；第四，收，到达的意思。

船舶在晚间航行时，要把牵星记录写入针路里。

又在航行过程中还要不断测量水深，也要写入针路。

现在把明代《筹海图编》记载由太仓到日本的针路举例摘录如下：“太仓港口开船，用单乙针，一更，船平吴淞江。

用单乙针及乙卯针，一更，平宝山，到南汇嘴。

用乙辰针出港口，打水①六七丈，沙泥地是正路，三更，见茶山。

自此用坤申及丁未针，行三更，船直至大小七山，滩山在东北边。

滩山下水深七八托②，用单丁针及丁午针，三更，船至霍山。

……”这段文字不算难懂。

现在已经发现好几种针路抄本，包括东洋和西洋的，我们要进一步研究。

十六世纪初葡萄牙人航行于东南亚时，袭用了我国航海家所用的针路。

至于海图，北宋徐兢《宣和奉使高丽图经》上己有海道图，这是我国航海海图最早的记载，可惜原图已失传。

我国现存最早的海道图是明初《海道经》里附刻的“海道指南图”。

明茅元仪辑《武备志》二百四十卷，卷末附有“自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图”，这就是著名的“郑和航海图”。

图上的航程地理，和明代祝允明（1460—1526）《前闻记》所记宣德五年《公元1430年）郑和末一次下“西洋”相合，推测这图大概是十五世纪中叶的作品。

“郑和航海图”已蜚声中外，研究十五世纪中外交通史和航海技术史，都把这幅海图作为重要的依据。

明末有些古籍记有“各处州府山形水势深浅泥沙礁石之图”，“灵山往爪哇山形水势法图”，“新村爪哇至瞒刺加山形水势之图”，“彭坑山形水势之图”等，这些图都只保留了文字记载，原图都失传了。

从这些海图的文字说明看，当时海图上都注明海上危险物（比如“有草屿”、“有芦荻”等），浅滩（比如“湾内浅可防”、“有泥浅”等），暗礁（比如“有沉礁在港口不可近”、“有沉礁打浪”等），沙州（比如“有沙礁”）以及岩石（比如“有老古石”、“有古老石岸”等）。

这些和近代海图上的要求大致符合。

清代前期保存下来的海图，有西南洋各番针路方向图一幅，彩绘纸本，时代大约在康熙五十年到五十四年（公元1711年到1715年）间，有东洋南洋海道图一幅，也是彩绘纸本，时代大约在康熙五十一年到六十一年（公元1712年到1722年）间。

这两幅海图现在都保存在北京故宫。

船型中国是世界上造船历史最悠久的国家之一。

在历史上，中国木船船型十分丰富多彩。

到本世纪五十年代估计有千种左右，仅海洋渔船，船型就有二三百种之多。

我国古代航海木帆船中的沙船、鸟船、福船、广船，是最有名的船舶类型，尤以沙船和福船驰名于中外。

沙船在唐代出现于江苏崇明。

它的前身，可以上溯到春秋时期。

沙船在宋代称“防沙平底船”，在元代称“平底船”，明代才通称“沙船”。

沙船载重量，一般记载说是四千石到六千石（约合五百吨到八百吨），一说是二千石到三千石（约合二百五十吨到四百吨），元代海运大船八九千石（一千二百吨以上）。