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近日,由中央广播电视总台与文化和旅游部联合摄制的大型文化节目《非遗里的中国》走进福建,伴随着节目的热播,引发了人们对“水密隔舱福船制造技艺”的关注和讨论。与“沙船”“广船”“鸟船”并称为中国古代四大船系的“福船”,正是节目的主角之一。福船是福建、浙江沿海一带尖底古海船的统称,福船相关的“水密隔舱福船制造技艺”简单来讲,就是采用榫接、艌缝等造船的核心技艺,使各个船舱之间互相独立,形成密封不透水的结构形式,使船体结构牢固。这项技艺于2008年入选第二批国家级非物质文化遗产名录,2010年入选联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。那么“福船”究竟是如何出现的?它又缘何能够引领一个属于中国的大航海时代呢?福船之“福”来自福建,一切或许都要从“福船”的故乡——福建开始说起……

福建之舟:福建造船工业的发展史

濒临东海的福建省海岸线总长度达3752公里,稳居全国第二,且这里的海岸线以蜿蜒曲折而闻名。除了福建最大的闽江水系外,其他的入海河流且发源于闽中鹫峰山、戴云山等地,从福建省东侧诸多半封闭基岩海湾处入海。而这样的地形地貌,自然为当地百姓提供造船出海的天然便利。

经过了上千年不为史料所记载的艰难探索和默默积累之后,福建的造船工业最终于三国时代蔚然成型。史载东吴政权于建安郡侯官县(今福建省福州市)设立“典船校尉”,而其都尉营便设在福州开元寺的东直巷内,并由此开启了福建官办造船的历史。此后,东吴又以屯田的方式向闽东至浙南沿海地区扩展,增派兵丁,建立起更大规模的造船基地。由于当时从闽江口至浙江瓯江流域温州一带被统称为“温麻”,是以,这一造船基地在史料中又被称为“温麻船屯”。

“典船校尉”的设立和“温麻船屯”的出现,令东吴政权一度超越时代的造船工业和远洋能力。当时,“温麻船屯”所建造桅杆上最多可以连五张帆而得名为“温麻五合”的海船。这种海船的用料更为考究,据说多采用来自江西等地的“豫章楠”等上好硬木制成,因此极为坚固,同时,已然开始设置不同的隔仓,并用榫头密集连接,进而令船舷呈弧形,可谓“福船”的元祖。

而“温麻五合”还不是东吴最大的海船。史料记载,当时东吴往来辽东地区,能够一次性搭载八十匹战马的海船犹被称为“小船”。而可以称为“大船”的往往长达二十丈,高于海平面二三丈,可以搭载六七百人,可装载万斛粮食。而孙权亲自乘坐的“飞云”“盖海”等大船更是雄伟壮观。据说其上下多达五层,可乘载三千名士兵。

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“温麻五合”流水作业场景图

正是凭借这样巨型海船,东吴政权不仅多次远航辽东、夷洲(今中国台湾地区)、珠崖(今海南省)、亶洲(今天日本九州岛),更通过“相去近者三五千里,远者二三万里,其西与西域诸国接”的“海南诸国”,与波斯、天竺、大秦(即罗马帝国)建立起贸易往来。

虽然,东吴政权最终没有逃过为西晋并吞的历史宿命,但其先进的造船文化及遍布东亚、东南亚的贸易网络却为后世的东晋及宋、齐、梁、陈等南朝政权所继承,并不断得以发展。至隋唐时期,福建当地工匠建造的大型海船,已广泛采用木头和铁钉相结合的技术,即在船体的各个连接处,利用凹凸方式相接时使用榫头结合铁钉连接的方法,稳固钉牢连接体。

唐末和五代十国时期,福建的航海技术和造船业进入一个崭新的阶段。由于当地多山,盛产造船所需的木材、桐油、石灰、蛎灰、生漆、藤、棕和麻等原料。加上千年以来在造船业实践中积累的丰富经验,令福建地区的造船技术形成了一套独特的“艌缝”技术。

所谓“艌缝”,指的是传统木船是用大量木质船板连接拼合而成的,木板与木板之间存在许多拼缝,如果不对这些缝隙进行严密封堵,水就会从缝隙间渗入船壳,导致船舶沉没。所以,塞缝堵漏几乎是伴随船舶一起诞生的,造船师傅把填补船壳木板空隙的技术称为“艌缝”,而这项工艺专用的填充材料便叫“艌料”。

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艌料

福建当地造船所用的“艌料”,全都使用产自福建本地的天然原料——煅烧贝壳制得石灰,当地油桐树产出的桐油、当地苎麻产出的麻丝。艌缝时,首先用桐油、石灰按比例加工成“白灰”,麻丝搅拌白灰后,匠人用凿子将其打入船缝中打紧,称为“打灰”。再用桐油、石灰以另一比例加工成的“黄灰”,封缝抹平,晾晒一周使其干燥。这样做出的船只形成了“水密”的特性,水不能透过木板缝隙进入船中。这一古人智慧延续至今,如今在福建沿海的木质渔船上仍在使用,拥有化学材料都做不到的水密性。只需在船只使用两到三年后,定期对船缝进行“艌缝”的翻新修缮保养即可。

南海遗珠:“南海一号”和早期的“福船”

随着奉行文治和商品经济的宋王朝的建立,福建的造船工业迎来了又一个“黄金年代”。泉州、福州也由此成为当时的世界型贸易集散地。1974年在泉州后渚港出土了一艘海船残骸。经考证,这艘建造于南宋末年的海船载重约200吨、排水量可达600吨,一度被誉为“迄今为止世界上发现年代最早、规模最大的木帆船”。不过这一纪录很快被打破,2007年12月,南宋沉船“南海一号”整体打捞出水——八百年前,这艘船体长30.40米、宽9.80米,高约4米(不含桅杆),商船满载瓷器、丝绸等商货,从泉州港出发,驶往东南亚,却不知何故在南海沉没。

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“南海一号”上分类摆放的瓷器

更值得注意的是,距今八百多年的船体打捞后发现,船上出水的大部分瓷器都完好无损,甚至还发现几罐完好的咸鸭蛋。正是因其水密隔舱的结构,沉没船体内部的隔舱里环境相对稳定,使得船体里的古文物得以最大限度地保留,与此同时,水密隔舱结构还为船上货物的分类提供了极大便利。

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“南海一号”上的咸鸭蛋

“水密隔舱”的发明,可能是古人借鉴了竹子内部的节段形态得到的智慧,“舟” 字的写法演变也可能与此有关。

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“舟” 字的写法演变示意

目前,我国出土最早有隔舱样态的船只,是唐朝的“如皋木船”,这是一艘载重约20吨的运输船,内部能看到像“剖开的竹子”一样的隔舱结构,隔舱内发现有“开元通宝”铜钱、瓷缸、碎瓷碗、木水勺等船上船工生活所需物品,佐证了水密隔舱技术至少最晚在唐朝就出现了。

宋元海上丝绸之路的货船、明朝郑和下西洋的“大宝船”、郑成功收复台湾的战船、戚继光抗倭的战船、明清使臣出使琉球的官船等,都应用了水密隔舱技术。一直到现代的远洋货轮、集装箱船、海工船、渔船、战船、邮轮……也都在用水密隔舱技术,航空母舰很难击沉的秘密就在其拥有2000余个水密隔舱,而2019年7月11日在上海顺利交付的我国首艘自主建造的极地科学考察破冰船——“雪龙2”号便采用了水密隔舱设计。

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雪龙号模型

今天,67岁的水密隔舱福船制造技艺国家级传承人刘细秀,不仅掌握精湛的造船技艺,尤其擅长手绘制图,其绘制的各种船型福船图纸中,“猴狮式”“艨瞳式”“长艘式”已濒临灭绝。宁德市蕉城区漳湾镇刘氏家族造船技艺未曾断代,从明朝洪武年间至今已600多年,目前已传到第22代,其中刘细秀是第20代的传承人之一,也是宁德市唯一,全国唯三的其中一位国家级传承人。

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刘细秀(右二)介绍福船

讽刺的是,专家在考证“南海一号”沉没的原因时发现,这艘拥有水密隔舱的货船之所以倾覆,并非设计或建造过中的疏漏。而船主一味逐利。违背了一般货物装载时“上轻下重”的运载方式,反其道而行之地采用了“上铁下瓷”“上重下轻”的方式装货。他这样做的目的可能是希望通过将铁器放在上面,瓷器装在下面,提高重心以为了让摇摆周期变缓、摇摆幅度变小,以更好地保障脆弱的瓷器的完整率,实现货运效益的最大化。但这样一来,“南海一号”航行的过程中上重下轻,遇到了恶劣天气便倾覆入海了。

“南海一号”虽然在今天被认定为发现年代最早、船体最大、保存最完整的古代远洋贸易商船。但如果将其放回历史,它却谈不上是宋代最大的商船。据宋代吴自牧所著《梦粱录》记载:“海商之舰,大小不等。大者五千料,可载五六百人;中等二千料至一千料,亦可载二三百人。”料,是宋人对船舰载重的计量单位,一料等于一宋石,相当于今天120斤。

不过,即便是五千料,也不是宋代海船的最大装载量。宋人还造出过巨大的航海帆船。北宋宋徽宗宣和五年(1123),宋廷因为要派遣使团访问高丽,诏令浙江定海(今镇海)船坞制造了两艘巨舰,一艘命名为“鼎新利涉怀远康济神舟”,一艘命名为“循流安逸通济神舟”。据《宣和奉使高丽图经》记录,“神舟之长阔高大、什物器用、人数,皆三倍于客舟也”。换言之,一艘神舟的装载量至少是六千料,换算成今天的说法,载重达360吨,排水量可达1000吨以上。

宝船扬帆:“福船”的巅峰时期

明代是我国造船的一段高峰时期,很多史书都记载了明廷为了充实军备而建造战船的历史。明朝实施海禁政策以后,与周边的国家建立了朝贡关系,再加上倭寇不断骚扰沿海地区,明对船只的需求增加,开始建造大量商船、战船。除了前代楼船、海鹘、走舸等外,还有九江式哨船、划船等。当时战舰有二十多种,其中著名的战舰因多为福建建造,而被称之为“福船”。

福船也称“大福船”。它是一种尖底海船,以行驶于南洋和远海著称。福船高大如楼,底尖上阔,首尾高昂,两侧有护板。全船共有四层,最底下的一层里面装有土石,为的是压舱、增强船的稳定性,就像盖房子一样,建有基石,以稳固房屋。第二层主要是居住舱室,士兵、船员都住这里,舱房则配置了很多窗户。第三层是主要操作场所,有两个独立的船舱:最前面未铺设甲板的舱房,设置厨房和储水仓;后面舱房则分成4个隔间,用来堆放货物。第四层是作战场所,作战时士兵居高临下,向敌舰射以弓箭、火炮,投以戈、矛、石器、石油雷。

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明朝水师战船“大福船”

朱棣登基之后,专门于南京设立了宝船厂,以“福船”为蓝本开始建造巨型宝船。龙江宝船厂的占地极大。其范围“东抵城濠,西抵秦淮卫军民塘地,西北抵仪凤门第一厢民住官廊房基地,南抵留守右卫军营基地,北抵南京兵部苜蓿地及彭城伯张田”东西横阔138丈,南北纵长354丈。总面积达50余万平方米。

宝船厂临江而建,设有可以启闭的石闸,用以控制水量。造船时将水排出,关上闸门,在船坞里施工;船造好后,开闸进水,将船体浮起,放船入江。船厂内除设有提举司、帮工指挥厅和一所专门打造海船风篷的篷厂外,还设有细木、油漆、捻、铁、篷、索、缆等七个作坊及看料铺舍等。

当时的船只规格一般用“料”作为衡量单位,一料大致相当于载粮一石,约55千克。常见的船只规格有100料、200料、400料,而宝船厂要建造的大船,则是达到1500料、2000料的规格,当然这还不是最大的船只,最大的甚至达到5000料!1500料、2000料、5000料的载重量分别达到82.5吨、110吨、275吨以上。根据相关资料记载,一艘200料的船只造价在26-30两银左右,而1000料海船造价是200料船的20倍,那么一艘5000料巨舶的造价恐怕要超过三千两银。

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福船龙骨

除了空前庞大的船体之外,当时中国的航海技术同样处于历史领先地位。史料《海底薄》和《宁波温州平阳石圹水流表》中便曾提到在带领船队“七下西洋”之前,郑和便于永乐元年出使异域,主要是为了“较正牵星图样”“选取能识山形、水势”,以达到“日夜不致误也”的目的,为此还将“星槎、山峡、海屿与水势,图为一书”。

这里需要说明的是,牵星是中国古代一种特有的航海技术,即利用天上星宿的位置及其与海平面的角高度来确定航海中船舶所走位置及航行方向的方法,因此又称为“过海牵星术”或“天文航海术”。其最早的出现可追溯到秦汉时代,东晋僧人法显已可通过观察日月星辰而乘船往返于印度。北宋发明指南针之后,星体位置及其高度不仅依旧作为导航的辅助手段,已能通过观测星宿的高度来定地理纬度。

虽然日月星辰等天体的位置相对恒定,但也需要详尽的星图予以配合。同时是“牵星术”只能大体推测出船只所航行的位置和方向,为了获得精确的海域情况,仍需要绘制大量的海图。为此在明帝国舰队正式出航“下西洋”之间,郑和等人仍需要“较正牵星图样”,同时还要依据所经过海域的具体景观,绘制标注海峡、岛屿乃至洋流情况的海图。

郑和所留下的海图而今存世已颇为稀少,但通过明代茅元仪的《武备志》中收有《郑和航海图》其中有四幅星图,我们仍可以见一斑而窥全豹。《郑和航海图》上绘有沿岸地形、岛屿、礁石、浅滩以及最突出的“针路”。针路记载开船地点、航向、航程和停泊处所等。航向是记罗盘针位的。航程则以“更”为单位计算。

当时在航海上把一昼夜分为十更,多用燃香计算时间。已知船舶的长度,再把木片从船头抛入海中,测量木片达到船尾所需的时间,就可以求得航速,已知航速再乘以所经的时间就可以求知航程了。当时的航行速度,一更一般是30公里。依据特定的针位,再参以航程的测算,便可以顺利地抵达目的地。

要将这些先进的航海技术娴熟地进行运用,大明王朝还需要一支专业化的航海队伍,以“总漕”楼船即最高指挥船为例,船中有水手三百人。以千户为船长,其下为“火长”,兼掌罗盘,负责导航;“驾舵如驾马,数人左右拽长牵”的“大工”,是船中的舵手;“在船功最多,一个唱声百人和。何事深浅偏记得,惯曾海上看风波”的“碇手”,则是船上的领航员。

明确的分工,令这些水手们积累了丰富的海上航行经验。如“仰观天象,以卜明晦”,即利用风雨雷电和日象对海洋气象和潮汐规律进行预测预报,并编成口诀,供船员记诵,内容有“潮汐”“风信”“观象”等目,“虽是俗说,屡验皆应”。同时对中国东部海域水文地理进行了较详尽的勘察记录。其中如对避风港的选择、“点篙”以测沙礁的技术等等。

正是凭借着这样一支专业的远航队伍,驾驶着福船的郑和船队驰骋大海横跨欧亚。不仅为东南亚、南亚、中东、非洲等地带来的充沛的财货,更促进了文化的交流和民族的融合。虽然郑和去世之后,大明帝国便中止了“下西洋”的外交和贸易活动。但福船却依旧在抵御外敌的过程中发挥着巨大的作用。戚继光在闽浙沿海组建了一支对抗倭寇的舰队,此舰队主要采用福船。船上装备大发贡、碗口铳、鸟嘴铳、喷筒等大小火器。

从现代船舶机械工程学对福船的研究,可得知其航海性能。以接近一般帆船的速率来看,若是能提供5kW的功率,福船可达4.7节的速率。关于扶正力臂曲线对于船只稳定性的影响,福船稳定范围甚大,能在天候险恶的海域航行,是理想的航运船只船型。福船棱块系数最小,状似圆型,使其稳度消失角极大。

普通福船的稳度消失角为123度,为沙船的两倍,表示其能承受极大的横倾角,在海上有良好的运动性,遇上大风浪也不会轻易翻覆,适合远洋航海。从稳度安全域的表现来看,福船的稳度安全性佳,遇到大浪时,福船式的船有较大机会存活。

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福船内部的水密隔舱结构

福船出现的时代,古代中国已拥有强大的国力和先进的航海技术,与西方列强强调“征服”和“奴役”相反,以中国为代表的东方文明,选择通过经济、文化的交流,将儒家所倡导的文化布于海外。现在,当中华民族矗立于世界民族之林,为实现中华民族的伟大复兴而奋斗之际,复原的“福船”和现代的中国巨轮必将奏出和平与发展的华丽篇章。

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