登陆注册
3373300000002

第2章 发明简史(1)

轮船简史

生活在河边或海边的人们,乘船从事生产劳动,实在是很普通的事情,丝毫也不会产生这样的问题:船这种看似平常的水上交通工具是怎样产生,又是怎样演变过来的?

船这东西的确是很神奇的。古人的许多诗里把船作为抒发豪情或描绘祖国美丽的山水风光的工具,有不少诗词成为千古绝唱。你也可能看过一部电影,叫《泰坦尼克号》。这只被命名为“永不沉没”的巨轮在北大西洋海底沉睡了七十多年,直到近些年才被打捞上来。你也可能对南极考察很感兴趣,但如果没有现代化的破冰巨轮,我们也就不会有在南极长城站升起五星红旗的自豪。

当我们乘着船游览山水时,或许不应忘记船在这几千年里的艰辛历程。

船的故乡

中国的古书里记载了很多关于船的事情。船起源于古人从落叶和树干在水中漂浮的现象中得到的启示。如《世本》中就写着:“观落叶因以为舟。”意思是古人看到树叶落到水面上并且漂游的情景,就造出了船。《淮南子》里有更细致的说法,说古人见窥空木浮而知道造舟。因此,中国人最早发明的船是独木船,制造的方法大致是:剖开圆木的一面,并掏挖成凹形,这样既减轻了圆木的重量,使船能在水中更稳定地运行,也增加了船运输货物的数量。我国最古老的文化经典《易》中谈到,在黄帝和尧舜时代,人们就“刳(剖)木为舟”,描述的就是这种造船的方法。

与此同时,中国人还发明了桨。黄帝尧舜时代,不仅“刳木为舟”,而且“剡木为楫”。《拾遗记》更是把造桨的功劳直接归于黄帝:“轩辕变乘桴以造舟楫。”距今约7000年前,在浙江余姚河姆渡地区,古人就制造了木桨,桨柄和桨叶用同一块木料。现在发掘出来的木桨,还有63厘米长,12.2厘米宽,2.1厘米厚,从表面上还能看出当时那种精细的加工,桨柄上的阴刻弦纹和斜线纹仍清晰可见,这恐怕已经不是最原始的木桨了。考古学家们还在吴兴钱三漾和杭州水田畈两个古文化遗址出土了木桨,离现在约有4700年左右。

在商朝的甲骨文里,记载着古人的一些水上活动,对桨也略有记述,西周以后有越来越多的记载,西汉时期的扬雄、东汉时的许慎分别在他们写的《方言》和《说文解字》的书里都有过简单的介绍。东汉刘熙在《释名》中说:在船的旁边拨水的叫“擢”,“擢”即“濯”,把桨放到水中往后拨水,使船更快地向前运动。“擢”又叫“札”、“楫”,“楫”就是“捷”,是迅速、快捷的意思,也就是说它能使船更快地运动。桨也叫“桡”,它们的大小不一样。西汉刘安在《淮南子》里记载,桡长七尺,相当于现在的1.94米。长桡、短桡用处不同,《吴时外国传》说:“立则用长桡,坐则用短桡。”而且他们还使用桧、檀、桂、木兰、沙棠等不同的木材造桨,细致坚实,十分耐用,这是古人长期使用和优选的结果。

舵也是船上的重要“零件”,它曾被称为舵桨,是专门用来控制船的运行方向的,大约出现在三千多年前的商朝,那时的甲骨文里就有记载。1974年,考古学家在湖北西汉墓里出土的木船模型上就发现有五把长桨,其中有一把放在靠船尾的舷边,应该就是舵桨。而真正的、使用起来较有力的舵大致出现在东汉。1955年,在广州近郊的一个东汉墓中,出土了一只陶制船模型,船尾有一只舵,这只舵和桨显示出了很大的区别。舵面呈不规则的四方形,面积较大,舵杆顶端有一个洞孔,可安装舵把。根据杠杆原理,只要转动舵把,就能使舵面偏转,从而控制航行方向和路线。这在当时已是相当先进的了。随后的发展中,先后出现了垂直舵、悬吊舵(郑和下西洋的宝船上就用这种舵)、平衡舵(宋代)、窗孔舵(开孔舵)等。如果船舶较大,使用好几个舵,就有一个主舵和几个副舵的区分了。史学家们通过研究证实,中国是世界上最早发明舵的国家。

从桨衍生出来的还有橹。1983年,在广州象岗山西汉越王墓里出土的船上就有尾橹。东汉就出现了多橹(旁橹),装在船的两舷。《三国志·吕蒙传》中对橹有较详细的记载。橹使船获得连续不断的推力,它的球形支钉作为支点使橹能做多方向的自由运动,是古代的一项重大机械发明,人推挽橹做横8字形运动,以腰脊为轴调动了人的全身力量。后来就演变出了由许多人共同摇转的大橹,4、5人或6~8人,最多时可有20~30人共同摇橹,产生更强大的推动力。

中国古人还最早发明了帆。东汉刘熙在《释名》中说:“随风张幔曰帆。”可使船将风力转化为船舶前进的动力。早在3世纪,中国的帆船已采用很多根桅杆前后错位配置、主桅杆向船尾倾斜等当时世界上最先进的技术了。而欧洲直到15世纪才出现三桅帆船,桅杆错位和主桅后倾的技术则是19世纪的事了。

中国悠久的造船史

我们的祖先很早就能根据不同的地理环境,造出不同种类、不同性能要求的优良船型,并能吸收各种船的优点,把船造得更加完美,从而达到很高的水平。据史书统计,古代各类船舶约有一千多种,仅海洋渔船就多达二三百种。战国时有一种双体船,就是一种比较稳定,便于装货载人的航船。汉代时就有很高大壮观的楼船。三国时有更多的二十多丈长的大船在海上航行。晋朝卢循曾造出八槽舰。南北朝时,著名的数学家祖冲之造出了能日行一百多里的“千里船”。

到隋代,隋炀帝为了漕运,在6年时间内,用了几百万民工开通了2400千米长的南北大运河,这是世界上规模最大、里程最长的航行运河。它北起北京,南到杭州,以当时的东都洛阳为中心,向东北和东南伸张。元代以后,建都北京,就裁弯取直,形成现在全长1794千米的京杭大运河。这条运河沟通了海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五大水系,同时在沿海一线出现了如德州、济南、淮安、扬州、镇江等著名城市,极大地促进了南北经济的发展。在这条运河上航行的船只可能多是双体木船,1975年出土于山东省平度泽河东岸。双体船的两个船体各宽1米左右,船体间用20根横梁,两头分别穿过船身,用铁钉固定。现在,船长还有20.24米,两船结合后宽约2.80米,可载23吨左右的重物。这种船稳定性较高,不仅运载量大,而且航速较快。古人称这样的船为“舫”、“枋”、“并舟”或“方船”。

唐代时出现了更加复杂、美观的海鹘船及新型的漕船,如歇舟皇支江船。在这时的唐代木船里已经有了水密隔舱,它是1960年在江苏扬州出土的,可以说是目前世界上所发现的最早的水密隔舱。它的好处是,如果船只在航行中有一两个舱破损,也不会导致全船沉没。中国目前见到的最早的木板船,是1973年6月江苏农民在“马河”旁发现的一艘唐代木船。船长约17.3米,最宽的地方有2.60米。隔舱板把船分成9个舱,舱深1.60米。船底平坦,可载重约20吨。

宋代创造了江海两用船,这是一种具有湖船底、战船盖、海船头尾的全新船型。这时最大的“车船”叫桨轮船,长达36丈,宽有4.10丈。车船在南北朝时已经出现,桨转化成轮桨,将船的推进工具发展到半机械化的程度,达到了古代水运史上人力推进技术的较高水平。《南史》和《陈书》记载,南朝梁时大将徐世谱与叛军侯景交战时曾用过名叫“水车”的战舰。祖冲之发明的“千里船”也属于车船。当时,王镇恶的蒙冲小舰、王僧辩的双龙挟舰等,已被人们称为“桨轮船”。到宋朝,人们把这种船称为“飞轮八楫”,或称“旁设四轮,每轮八楫”。因为桨转化为桨轮并在水中转动推船前进,所以桨轮船早期又叫“水车”,或“水车船”。“车船”在宋代才普遍叫开,它的效率远远高于手划桨船,足踏桨轮不仅比手划力量大,而且还有人的体重的作用。唐朝李皋制造出两车船,又称“轮船”,这大概应算作现代各式轮船的鼻祖之一了。宋代的车船种类很多,从四车船到二十四车船不等,其中四车船最为常用。宋李心传《建炎以来系年要录》载彦恢所制造的飞虎战舰,“旁设四轮,每轮八楫,四人旋斡,日行千里,”每轮桨片多是“八楫”或“十楫”,属中小型车船。

宋朝还广泛使用一种疏浚航道港口的工程船舶,叫“浚河船”,用浚川耙疏浚河流,木耙长8尺,齿长2尺,用它系石块坠入河底,在两只相距守80步碇泊的船上,用辘轳绞动木耙,来往挠荡泥沙,然后移动船只,逐渐疏浚河流。这种船发展到清朝,由陈芝岑造成机轮船,也用两只船,一船装犁,一船装轮,往来疏浚。黄树又创造出一种链斗式挖泥船(叫“清河龙”),性能比前几种更好。1973~1974年间,在福建泉州一带,发掘出一艘巨大海船,船体残余的长度还有24.20米,宽9.15米,共有13个船舱,其载重量可能在200吨以上,根据综合考察和分析,这是南宋末年的一艘远洋货船。

明朝时,郑和率领庞大的船队七次下西洋,用的是远洋宝船,有相当大的运载能力,在当时世界上算是最先进的了。1957年,江苏省在南京明代宝船遗址发现了宝船的舵杆。这一舵杆长11.07米,用极为坚固的铁力木制成。据测知,舵叶高度达6.035米。由此推算这个巨型舵杆的船长度在164.50米到184米之间。而一艘长57米的海船排水量为1200吨左右,比半个世纪之后葡萄牙航海家达·伽马所用的300吨船及哥伦布所用的280吨旗舰都大很多。此外,明朝还制造了两头船、蜈蚣船、连环舟、子母舟及其他很多新型船舰。其中,连环舟和子母舟不仅适于在水上打仗,也便于老百姓生产生活所用。

清朝初年的康熙年间,人们汲取沙船、鸟船和蛋船三种船型的优点创造出一种新船型,即福州运木船,又称“三不像船”。

中国高超的造船技术

中国在悠久的造船历史中,随着社会生产力的发展,造船的技术也在不断更新和提高,很多达到高超的水平,甚至有些是“世界之最”。中国的船向来以体积大、载重量大、结构坚固、抗风力强、具较强的稳定性等特点而著称于世。

船的体积和规模,以明朝郑和下西洋时所用的宝船为最。他所乘宝船长约150米,舵杆长11.07米,有12张帆。

从船的载重量来看,沙船最大,一般有几百吨,其中元代的海运大船达1200吨以上。

为使船结构坚固,古人往往在船舷使用前后贯通的粗壮大和粗壮的川口。唐代时,人们还用桐油涂在船身上,用石灰舟念缝,大大增强了船木防水侵腐的能力。他们还把船舱分成好几个密封舱,即使一个舱漏水,也不会使船沉没。西方人直到18世纪才发明类似的水密隔舱。

船只在海上航行,往往遇到大风而使速度大为减慢,古人就想方设法来克服大风的阻力。从宋朝记载的“风有八面,惟当头不可行”的话里,我们可以知道,13世纪以前,古人航船,除当头风外,其余七面都能行船。为了使船只航行更加稳定,古人常在舱底装些铁石土块。唐朝的海鹘船两舷有浮板,能起到稳定作用。宋代时船舷装上4~6具侧浮板,明代时只有一具,又叫披水板,多称“橇头”。明清之际,人们在船底增设两根梗水木,沙船上备有竹子制成的太平篮,遇到风浪就装上石块放到水中,从而使船很稳定地航行。

古人在船上安装多个桅杆、多个风篷,并改进船型设计,来减少船的阻力,增加航行速度。同时,人们还特别注意设法增大船行动力,起初多用桨、楫,后又发明橹。到出现桨轮船(又称明轮船)时,由于桨楫变为桨轮,把桨楫的间歇推进变成桨轮的回转推进。这可以说是船舶推进技术上的一次重大改进。前面介绍过的唐代李皋所造的桨轮船,比西方早700~800年,应当是世界上最早的桨轮船了。风帆的发明,也使中国人最先利用自然风力作船的动力。汉魏时期的风帆,从单桅单帆,到三帆、四帆、五帆,甚至十二帆。古人还依照不同情况造出各种不同形式的风帆。比如南海帆船的风篷,下篷的边缘就呈折角或曲线形,上部小而下部较宽大,使风压中心降低,船就不容易被风吹翻了。

为了掌握航行方向,古人早在汉代就发明了性能较好的船尾舵,比西方早大约四个世纪。汉代以后还陆续出现了飞舵、副舵、三副舵。舵的形式也各不相同,如升降舵、平衡舵、开孔舵等。

为了便于造船,由北宋神宗熙宁年间(1068~1077)的黄怀信,发明并主持修建了世界上第一个船坞。当时,宋神宗发令修复一条北宋初年由吴越王钱倜进献的大龙舟,宦官黄怀信承接了这项工程。他召集大批民工在都城汴京城西的金明池北边挖了一个大池塘,池塘底部竖起木桩,桩上架梁,然后把水放进塘里,将顺水而来的大龙舟架空在梁柱上,再排出塘中的水,使龙舟的船体完全暴露出来,工匠们就能顺利地在船舱或船下进行修复工作,船修好后,再往塘里放水,把龙舟浮起,引出池塘。这种船坞的发明,对修理、建造船舶具有非常重要的意义。欧洲的第一个船坞是在1495年英国的朴茨茅斯建成的,比中国晚了400多年。

同类推荐
  • 探索极地荒原(小小探索者系列)

    探索极地荒原(小小探索者系列)

    本书向读者介绍了极地的知识。极地是地球上人类尚未涉足、涉足甚少、渴望征服的未知领域或环境极其恶劣甚至无生物的地域。如地球的最高点、世界最高峰珠穆朗玛峰,地球的最深点、世界最深海沟马里亚纳海沟等。《探索极地荒原》揭开了蒙在他们身上的神秘的面纱。
  • 超级中国(谷臻小简·AI导读版)

    超级中国(谷臻小简·AI导读版)

    了解未来中国崛起之路的最佳途径。本书从政治、军事、经济等角度重新审视中国的国际地位。以及关于中国综合国力与美国实力比较的一系列文章。
  • 宇宙:从里到外的宇宙

    宇宙:从里到外的宇宙

    科学探索是认识世界的天梯,具有巨大的前进力量。随着科学的萌芽,迎来了人类文明的曙光。随着科学技术的发展,推动了人类社会的进步。随着知识的积累,人类利用自然、改造自然的的能力越来越强,科学越来越广泛而深入地渗透到人们的工作、生产、生活和思维等方面,科学技术成为人类文明程度的主要标志,科学的光芒照耀着我们前进的方向。
  • 解读科技难题(科学探索的真相)

    解读科技难题(科学探索的真相)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们读者的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,增强科学探索精神,这是科学普及的关键。
  • 带翼的金属(谷臻小简·AI导读版)

    带翼的金属(谷臻小简·AI导读版)

    人类利用材料的历史,几乎和人类的文明史一样悠久。人类早期的历史,就是以所用的材料来划分成“石器时代”、“青铜时代”和“铁器时代”的。在远古时代,人们首先利用自然界现成的石材、木材和植物纤维做材料。本书由富有经验的材料学专家撰写,讲述了各种创新性的新材料。
热门推荐
  • 长安行之吾家王妃有点行

    长安行之吾家王妃有点行

    【本文1v1!1v1!1v1!重要的事情说三遍!无虐,没误会,我把小三都给你们扼杀在路上!】父亲去世,苏芮然跟随母兄投奔长安外祖,京城险恶,所幸有家族庇佑顺风顺水,什么!你说还有未婚夫!还打小儿订的!自此,长安的话本行业遭到严重差评打击,少年黯然伤神:话本什么的,都是骗人的,教的根本没用!又名《我在长安当媒人》,《天啦噜,我的夫君不可能那么蠢》------------------------“我说你是不是人啊,人家小姑娘来长安的时候,你就奔着成亲去了?”“闭嘴!”看不起谁呢,我明明在她总角之时就认定她了。-------------------------伪装失败之后,苏芮然指着殷邵宣鼻子委屈不已:“装什么落魄猎户啊,还世代养鸡的,你爹知道吗?”一次,两次,三次,多少次,苏芮然对着一脸无辜的少年:“宫里的先生都是教皇子翻墙不走正门的吗”少年嬉皮笑脸,从墙上翻身跃下,“我瞧着你这院的墙头翻着挺舒服的。”
  • 歪打正着的爱上你

    歪打正着的爱上你

    她好紧张,望着他离去的身影,鼓起勇气跑过去低下头“我喜欢你!”抬头一看!妈呀,表白错了!“那……那个,你就当我没说过吧!”脸色苍白的看着他,转身准备逃走,宽厚的手掌抓住纤细的手臂,在他手里就感觉一根火柴细。乔香柔惊愕地转过头,胆怯的看着他“咳……我……我接受”那‘红脸’不好意思地抓了抓后脑,一脸尴尬的看着前面的可人儿。她要哭了……真的想哭了……望着乔香柔呆呆的模样,他以为自己说的不够清楚,感受到好友在旁的笑意,脸红的说“我……我接受……你的表白”乔香柔感觉自己要晕了,今天和她八字不合啊!
  • 我的女友是共生体

    我的女友是共生体

    突如其来的一场暴雨,让杜逸女朋友的计量单位从一只变成了一坨。紧接着,杜逸领悟了生命的真谛。吞噬敌人的一切收为己用,吸收基因,掠夺能力,消化并进化;就连杜逸自己都不知道,自己最终会进化成一个怎样的怪物。然而,躲在他体内的共生体却在瑟瑟发抖。渴望站在食物链顶端的杜逸:“亲爱的,这个世界简直美味无穷啊!”他体内的共生体:“嘤嘤嘤,人家只想变回人类,然后被你亲亲抱抱举高高。”……你以为共生体是残忍邪恶爱吃人的外星恶魔?错了!共生体也可以很萌哒!
  • 我把林正英做成网游

    我把林正英做成网游

    灵气复苏时代,幸存的人类为了生存,必须鼓起勇气与来自异世界的灵物作战。故事从一个盒子开始!
  • 女神的腰蓑:论性诱惑与人体美的起源及未来(中国艺术研究院学术文库)

    女神的腰蓑:论性诱惑与人体美的起源及未来(中国艺术研究院学术文库)

    《中国艺术研究院学术文库:女神的腰蓑·论性诱惑与人体美的起源及未来》是关于人体美理论研究基础上的又一部富有学术观点、艺术思考的文集,梳理了从人的抗争到生的歌赞,从欲的追求到美的享受,从物质文化到裸体艺术,并引导人们正视人体美、认识和理解人体艺术。
  • 宠爱无度:一品世子妃

    宠爱无度:一品世子妃

    新文《重生之娇吟》,请大家多多支持。她是景元长公主的独女,亦是当朝尚书府的嫡长女,身份尊贵。却因一场阴谋,被冠上克父克母之名送离京城。再次归来,她满心怨恨,誓要以牙还牙,让那些仇人不得善终。只是,什么时候身边跟了一条甩不掉的尾巴?姜妧:我心狠手辣,残酷无情,得罪我的人都不得好死!顾宁琛摸着下巴,沉思状:本世子就喜欢你这样狠辣无情的!姜妧,猝。
  • 天纵魔法师

    天纵魔法师

    前世悲催,今世废柴,她能不能再幸运一点?虽然想抱怨,可常言道天若有情天亦老,她还是安分守己做一个异界小喽啰吧。然而事实证明,承受了厄运之后还是有可能得到幸运女神眷顾的!运气反转的她意外碰到尊贵无比的帝都魔法师,还被测出是极为稀有的光暗之体,魔法师大人甚至承诺要带她进入帝都第一魔法学院,她忍不住想欢呼,她的新世界终于来临了吗?到手的机会她可不会再让溜走,看她如何一步步踏上这片大陆的巅峰之路吧!片段一:艾露发誓,她一定要报复那个披着美男皮的雷克斯!他竟敢对着她随手就扔雷电,害她差点被烤焦!可恶的雷克斯,你不是怕女孩子们缠着你吗?好,本小姐一定让你“得偿所愿”哼。某日,某女无耻地黏在了无知的雷克斯身边。某女:“雷克斯,你到底有没有给咱们的孩子想好名字?”路人:“那个疯女人在说什么?真是太不要脸了,竟然污蔑雷克斯!”雷克斯盯着艾露,眼神让人生出毛骨悚然之感。艾露笑盈盈地看着雷克斯,“怎么了,我亲爱的雷克斯,难道你还在责怪我拒绝你而生气?你也知道我肚子里现在有你的孩子,我不介意你找其他女人,我早就知道这么优秀的你不可能独独属于我一个人!”雷克斯呆在原地。艾露脚底抹油往人群外挤,“我先走了,记得和同学们好好相处。”反应过来的雷克斯脸色一阵青一阵红,冲着艾露的背影就是一道手指粗细的雷电劈了过去。某日后。路人甲:“你说什么,雷克斯在外面有女朋友,而且那女人还怀孕了?”路人乙:“不可能,不可能,一定是谣言。”路人甲:“我亲眼所见,亲耳听到的还能有假?而且……而且……”说话的女孩突然羞答答的不好意思开口了。路人乙急了:“而且什么啊,你倒是说啊?”路人甲:“雷克斯似乎很厉害,她还痛哭流涕的扬言不介意把雷克斯让给其他女人。”路人乙眼睛亮晶晶地,和身边的女孩子相互看一眼,眼里就浮现出两个字“机会!”此话一传十十传百。于是乎,雷克斯的悲催生活开始了。片段二:大战将即。雷克斯怒喝一声:“雷仆!”浑身电光的高大雷仆瞬时出现他身边。洛比特嘿嘿笑道:“伯加农!”一只长着翅膀的萌宠小狐狸一出现就无比欢快的蹭了上去。某某人:“青藤魅蛇!”某某人:“火焰之驹!”……艾露:“米迦勒!”米迦勒:“别打扰我休息!”额上青筋爆闪,艾露:“路西法!”路西法:“没兴趣,自己应付!”艾露:“……”
  • 老子·庄子(最爱读国学系列)

    老子·庄子(最爱读国学系列)

    《最爱读国学系列(第2辑):老子·庄子》是由《老子》与《庄子》这两本书组成。《老子》与《庄子》同为道家学派的经典著作,是我们了解道家学派哲学思想的必读之书。《老子》主要阐述了老子关于“道”及其运动规律的理论,提出了以“自然无为”为核心的天道观、社会学说及一系列政治、经济、文化主张,蕴含着丰富的辩证法思想,也饱含深刻的人生体验和对现实社会的愤激批判。《庄子》主要阐述了庄子的自然之“道”及其由此而生的顺应自然的无为理论、齐—万物的相对主义思想,以及对“独与天地精神往来”的绝对自由境界的热烈追求和对黑暗现实、虚伪世俗的无情揭露和强烈批判。
  • 天道诛神记

    天道诛神记

    四海五湖,无数海妖兴风作浪!群山深处,亿万妖族秣马厉兵!蜃迹之内,五脉神族虎视眈眈!看楚言从微末崛起,踏天道前行,斩妖诛神!
  • 英雄联盟之巅峰之夜

    英雄联盟之巅峰之夜

    这是一个游戏主播被网友讽刺,踏入职业赛场的故事。