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中国古船是怎样的
受传统儒家思维的影响,作为末技的百工在我国古代没有得到系统的整理和记录。那些技艺非凡的工匠的创造,除了传世作品外,其余均是父子或师徒相传。没有经过充分的整理和系统化的记录。而到了近代,受西学东渐影响,中国古代传统技术基本上被弃之蔽履。在解放后才有少数人对古代技术进行研究和整理。但是受条件所限,资料并不充分。而做这些整理研究的人也大多非科技界人士,故虽有记录整理,却不过是对古代文字资料的记录而已。
今翻看中国古船一书,尝试根据书中不多的资料对某些类型的古船进行技术层次的分析。
明清漕运有很大一部分是通过运河漕船实现江南粮草向北方京师地区的转运。有关漕船的记录如下图所示。
上图详细记录了明代清江船厂所造平底漕船的结构和尺寸,并记录了主要构件的名称和规格。虽未受师徒相传的教诲,但本人自幼出于江南水乡的经历,也能大致知晓。
此船按照记录总长七丈二尺,船底总长五丈二尺,船头及船尾部分总长各九尺五寸。船底部分前端宽六尺,尾端宽五尺,中段最宽处九尺五寸,板厚二寸。船头端梁宽八尺,船尾端梁宽七尺。两侧大楋上各留14个槽口,安装横梁14根。其中船舱口横梁长一丈,至船底深度为四尺。承接桅杆的横梁长度为一丈四尺,深度三尺八寸。船尾梁长度九尺,深四尺五寸。船尾外飘部分最尾端宽七尺六寸,与梢伏狮宽七尺相合。
此节虽详细描述了漕船的基本尺寸规格,但是缺少船体吃水深度这一重要数据。但是也可从清代漕船记录中寻得端倪。见下图。
如上图所示。清承明制,清代漕船基本规格与上述明代船相同,可见是基本沿用明代漕船的定制打造的。文中明确记录船体吃水深度不可过于六捺。捺这个长度因人而异,故采用上节图中所言三尺五寸。
根据明代朱载堉记载:明代营造尺相当于大明宝钞线框长度,裁量尺等于宝钞纸面长度,地尺长度在两者之间。根据故宫博物院所藏大明宝钞测量,明代标准营造尺相当于现今公制0.32米。根据考古发掘出土的实物来看,各地实际使用的尺有所增减,但基本在这个尺寸周围浮动。故采用0.32米作为标准换算。
古船的大致轮廓见上图。根据线图,利用绘图软件,可计算出各个方向的投影系数,综合各个系数可得到明清漕船的方形系数约为0.74。也可以直接测量出船的水线长约64尺,水线高3.5尺,水线宽14.4尺。根据排水量公式:排水量=水线长×水线宽×吃水深×方形系数,得到本船的排水量为2386.944立方尺,约合78.2吨。也就是说,在最大吃水深度时船体总重加货物总重量共78.2吨。
这个数据有明代沉船可作为参照。
上述出土古船规格尺寸与记载和计算结果基本相同。
根据记载,此船初制载近2000石货物,而实兑载500石。这两个数值差了4倍左右。由古书记载的语境,当以500石为明代实际装载量。查古今度量衡对照,明代一斗月一斤八两,一百斗为一石,约180斤。明代每斤约合公制0.595公斤。故500石应相当于公制53.55吨。
根据本人所见,相同的木船早年在江南河道内仍常见。通常在运行时,船首尾四角各有一人执竹篙撑船,防止碰撞搁浅并提供一部分动力。另有一人掌舵,一人操帆,一人打杂。故船上大致有7名船工。因此船体重量应为:吨位数-货物重-船工及生活起居物品重量。以船工每人体重75公斤计,船工及生活起居物品重量可算在一吨以内。这样可算出船体加帆蓬缆索等总重约24.65吨。这个重量即使减去帆蓬缆索等重量也要接近20吨。如果用人力搬运,按照短途搬运每人负重100公斤计算,则需要200人。可见此船上下水无法由人力搬动,所以我国古代很早就发展了船坞造船和滑道下水技术,否则无法实现船舶维修及出水下水等工作。
我国古船船尾有外飘部分,用于安装船舵、橹及设置操舵间等。此部分在水下没有船体全部悬空,厕所也在此处。根据线图,船体的有效长度约为66.4尺,高度4.9尺,宽度14.4尺。总体积约为3467立方尺,约合113立方米。以总重24.65吨计算,单位单位体积重量为每立方米0.218吨。此参数和现代钢货船基本相当,因此具有很好的装载能力和经济性。
那么为何记载中有初制约两千石,实兑五百石的巨大差异呢。这是和历代度量衡制度的变化有关。原文中记载初制约两千石,何为初制。初制从字义上来看就是此船最初的型制。从隋炀帝开挖大运河开始,通过运河才出现南北漕运。因此所谓初制应当是随代确定的漕运船舶定制,也就是最初的型制。随代船未看见记载,但是从北宋清明上河图来看,运河船的型制和明代及现代内河木船区别不大,可以说是一脉相承。随代建国初期,曾以旧制三斤定为一斤。后在大业年间又改回秦汉旧制。当时的一石大约相当于公制27.5公斤,故两千石约合公制55吨。按文中记载载米近两千石,说明实际载重不到两千石,所以和明代的实兑五百石基本相当。
至于清代漕运记载每船止运400石粮是因为以下几点。一是清代