第三节 造船航海技术的提高:重要保证
海上丝绸之路的形成和发展与造船航海技术的提高密切相关,造船航海技术的提高为海上丝绸之路形成和发展提供了技术保证。
一、造船技术的提高
早在远古时期,人类就开始在海边活动。古籍《物源》记载:“燧人氏以抛(葫芦)济水,伏羲氏始乘俘(筏)。”这说明旧石器时代我国先人已经开始探索海洋,当时所使用的工具可能是用植物茎蔓所绑定的树干或竹子,只能进行短距离的漂浮;后来经过长时间的改进,出现了“浮筏”,这类划撑工具的出现能使人类更好地在水上活动,能对更远的水域进行探索。到了新石器时代,经过不断的实验,造出了独木舟,完全解放了人类的手脚,为早期人类进行海上运输提供了重要的工具,但独木舟的运载能力和抗风浪能力都较为低下,且主要靠人力驱动,很难完成大规模的远洋海上运输。在石器时代,由于航海工具简陋、航海技能落后,人类只能在近海或者临近岛屿进行短途航海活动。中国进入奴隶社会之后,生产力得到提升,手工业从农业中分离出来,更加细微分工的出现使得独木舟进化为木帆船。与独木舟相比,木帆船具有运载量较大、抗风浪能力比较强的特点,且能够借助自然界的风力进行较远距离的海上航行。到了秦汉时期,造船技术进一步提高,出现结构先进、推进操纵设备齐全和船体高大的船舶。《史记》记载:“楼船高十余丈,旗帜加其上,甚壮。”汉代大的船舶已经采取横隔舱的结构,使船舶强度及抗风浪能力大大提高,为远洋航行提供了可能。
在唐朝,采用水密隔舱设置、利用铁钉和石灰桐油接合、创制舷侧板和人力推动的轮机等,这些技术的发明和创造增加了船舶的抗沉性、坚固性和稳定性,唐人已经可以制造出当时世界上最为先进的船舶。由于技术的进步,造出的船舶具有载重量大、结构坚固和抵御风浪能力强等特点。宋朝的造船业发展迅速,以明州(今宁波)、温州和杭州最为突出,同时造船技术也有很大的进步。在船舶的腹部两舷侧绑竹橐以拒浪和减缓船只的左右摇摆,增强了船舶的稳定性;将船舶的形体设计为“V”字形,并充分利用各种不同形式的风帆,极大地加快了船舶的航行速度。在元朝,造船基地主要分布在扬州、泉州、明州和广州等地,造船数量可观,船舶体积庞大,载重量十分大。
二、航海技术的进步
在远洋航行中,船舶的方位是至关重要的,而航海技术的进步为船舶准确定位提供了技术保证。
在石器时代,由于航海技术和相关知识的缺乏,在那时的航海中,航海人员是不会让视野离开陆地的,只是在海岸线附近进行短途的航行。进入夏商周时期,航海技术有所发展,开始有文字记载。在海上导航方面,出现了多种导航定位方式,以陆地为目标进行定位和定向仍然是最主要的方式;在天文定向技术方面,商朝先民已经能够通过观察太阳在白天运行时的相对方位来确定大概时辰,并利用原始的“表”或者“圭”通过测影的方法来确定方位;在计时技术方面,夏朝出现“天干记日法”,商朝将“天干记日法”和“十二地支”结合,形成“六十干支记日法”,周朝发明了“水漏计时器”;在航海气象方面也有初步的发展,懂得判断风向以及利用旗子判断风的等级,并能够对不同的天气情况进行划分。在春秋战国时期,人们对潮汐运动的认识日趋明确,逐渐理解了潮汐、海洋与航海之间的关系,并形成了“二十八宿体系”,对于夜间航行定向作用很大。到秦汉时期,航海技术得到进一步发展,主要表现在以下两个方面:第一,已经初步掌握了利用季风航海的技术,从而使依赖风力驱动的帆船有了更强大的动力;第二,对潮汐的了解更加深入,东汉的王充在《论衡》中提出了相对系统完整的潮汐理论,并提出“涛之起也,随月盛衰”的科学假说,第一次将潮汐形成与月球运动联系起来。这些航海技术和航海知识的积累发展为此后的海上航行做了充分的准备。
随着东西方海上贸易的日益繁荣,唐朝的航海技术获得了进一步发展。季风航海技术已经趋于成熟,将定期而来与航海有关的季风命名为“信风”,对当时北起日本海、南至南海的季风规律有了清晰正确的认识,成功应用于航海活动中。出现了一些记载航海指南的史料,并能使用数学工具测量海岸,能利用岛和山峰作为导航目标。另外,还对海洋潮汐有了进一步的认识,窦叔蒙的《海涛志》较全面地分析了潮汐随月球运动的变化规律。宋朝后期将指南针广泛应用于航海,出现了航海罗盘,南宋时期出现的水浮式罗盘——针盘,成为当时主要的导航工具。吴自牧的《梦粱录》记载:“风雨晦冥时,唯凭针盘而行,乃火长掌之,毫厘不敢差误,盖一舟人命所系也。”指南针在航海中的应用,对古代航海业起到巨大的推动作用。随着针盘的广泛应用,元朝掌握了从一地航行到另一地的转向针位点技术,将许多针位点连接起来成为针路,成为当时海上导航的重要依据。
到明朝郑和下西洋时,指南针已发展到指向48方向的水罗经,使用专门的航海天文仪器“牵星板”用来观察天文,这些航海技术的进步为郑和船队准确测定方位提供了很大的帮助。郑和船队下西洋时对航行途中与航海有关的信息进行标识和记录,并绘制《郑和航海图》,促进了明初海上贸易的发展。