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中国通史-第876部分
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胛奈铩�1982年。
第六节机械明代前期我国机械工程技术依然保持着较高的水平这集中地反映于宋应星所撰《天工开物》中有《乃粒》、《粹精》、《甘嗜》、《膏液》、《乃服》、《冶铸》、《锤锻》、《舟车》、《佳兵》诸篇有关各类机械、机械制造工艺的记述中。诸如以性能良好功效卓越著称的连机水碓和活塞式风箱；失蜡铸造、锻焊、生铁淋口、渗碳热处理等先进而实用的技艺都在中国古代机械明史上占有重要的地位。又如造糖车（即双辊式压榨机）和利用尖劈原理工作的油榨以其构造简单、效率较高且坚牢可靠直至近代仍广为使用。
《天工开物》所载纺织机械中的缫车和赶车（双辊式脱棉机械）也都很有特色在促进纺织业展中起着重要作用。特别是其中的提花机为古文献中最具体完整的记载原文称：“凡花机通身度长一丈六尺隆起花楼中托衢盘下垂衢脚提花小厮坐花楼架木上。机末以的杠卷丝中用叠肋木两枝直穿二木约四尺长其尖插于筘两头。”著名的云锦、蜀锦都是用这类花机织成的。在提花技术中结花本尤为复杂起着关键的作用。通过结花本使成千上万根经线按设计图案的要求有规则地交互上下提综几十种结线有序地横穿排列从而构成一整套花纹记忆装置。结好花本上机起织织工和挽花工相互配合就能织出合乎设计要求的复杂图案与纹饰。这在技术思想上是非常卓越的其进一步展便是其后出现的打孔操作以及现代的程序控制。
明初詹希元所创五轮沙漏见于《明史·天文志》：“［詹希元］以水漏至严寒水冻辄不能行故以沙代水。然沙行太疾未协天运乃以斗轮之外复加四轮轮皆三十六齿。”在宋濂《宋学士文集·五轮沙漏铭》一文中对沙漏的形制、轮系的配制有更详细的记载。《明史·天文志》又载：“厥后周述学病其窍太小而沙易堙乃更制为六轮。其五轮悉三十齿而微裕其窍运行始与晷协。”周述学对五轮沙漏做了改进。以沙代替水作为传递运动的介质这一构思颇为巧妙而其齿轮系的结构方式也已和其后的西洋时钟轮系相近似。
明代中叶以后随着近代科学技术在西方的兴起以达·芬奇（leonardodavinci1452—1519）等人为代表在机械设计及工程应用等方面已明显突破传统从而使中国传统机械工程技术相形见绌。在此期间一些有识之士开始向西方的先进科学技术学习。在机械工程方面徐光启于万历四十年（1612）与传教士熊三拔（s。deursis）合译《泰西水法》一书介绍西洋水利工程作法与各种水利机械可称开风气之先。而成就最卓著的允推王徵。他在天启六年（1626）进京与邓玉函（johannterrenz）汤若望（。be11）等传教士交游。在西方输入的自鸣钟等机械装置的影响下王徵曾创制虹吸、轮壶、代耕器、自转磨等机械。其中轮壶是以重力为动力的计时器所设“十字微机”这一构件相当于现代钟表中的擒纵器可使齿轮运转度变慢和防止倒转。他还设计了自动启闭的闸门和十矢连弩等载于自撰的《新制诸器图说》一书中。由邓玉函口授王徵笔译并绘图的三卷本《远西奇器图说》于天启十年（1627）刊印。此书次系统介绍了该时期西方的先进机械工程技术知识包括曲柄连杆、链轮、齿轮系、蜗轮蜗杆、飞轮等机构以及人力、畜力、风力、重力的应用等。但由于当时中国的社会情况和时势变迁除时钟外该时期传入的西方机械及有关工程技术并未引起重视更乏人继续予以介绍、引进及传播。
此外汤若望为明末徐光启主持修历工作时的重要成员曾主持制作浑仪、天球仪等天文仪器。崇祯九年（1636）他奉旨设厂铸炮铸成大炮二十门可射重四十磅的炮弹。这些对该时期机械工程技术的展也起到一定的作用。
第七节交通运输造船与航海1。造船业的展。
明代前期造船业有了很大的展船舶制造技术也达到历史上的最高水平。当时南京、江苏、浙江、江西、湖北、广东、福建等地都设有官营大型船厂此外各地也有不少小型的民营船场。所造船舶种类繁多如有用于远洋航行的大海船近海运粮的遮洋船、海鳅船漕运用的漕船各种类型的战船以及适合于不同用途或适航于各江河湖海的巡船快船江汉课船三吴浪船东浙西安船福建清流船、梢篷船四川八橹船黄河满篷梢船广东黑楼船、盐船黄河摆子船等1。所造船舶数量也很大如永乐十二年（1414）凿成会通河后漕船成为南粮北运的主要运输工具每年运送漕粮达三四百万担运船之数达三千艘后又6续增至万艘天顺以后“定船万一千七百七十”2可见所用漕船数量之多而且这些船只按规定还要“三年小修六年大修十年更造”3。这种情况明显地反映出明代所拥有的造船能力和造船业的达。
明代造船就船型而言主要有沙船、福船和广船。南京和江苏太仓等地船厂主要是造方头方艄平底多桅篷的沙船。沙船最早出现于唐代后不断有所改进。这种船“底平篷高顺风直行逆风戗走”1安全、平稳、快捷顺风逆风均能行驶且装置有披水板（腰舵）、梗水木和太平篮等稳定性和适航性都很好是一种性能优良的船型不仅用作漕船、战船而且也常作远洋航行的海船。福建所造福船底尖上阔昂尾高船体有上下四层最上层两侧有护板可凭以战矢石火器皆俯。这种船吃水深转向灵活乘风破浪度快适于在狭窄或多礁石的航道中航行是一种性能良好的战船。广东所造广船头尖体长梁拱较小两旁搭架摇橹风篷俱与福船不同。但其吃水较深结构坚固有较好的续航能力也是我国古代南海航线上的一种重要船型。此外明代也有人试图建造新型船舶如唐顺之曾议造定波船这种船底似沙船可涉浅水面似福船便于攻防卢崇俊造静江龙舡则是一种有八轮的车船。
明代造船已经有一套成熟的工艺流程。如当时规模最大的南京龙江船厂占地广阔有巨大的船坞船造成后可直接在长江下水。厂内分工细致明确除主要的船体制造场所外还附设有艌、铁、篷、索、缆、细木、1沈■：《南船记》；宋应星：《天工开物》卷九《舟车》。
2《明史》卷七九《食货志三》。
3《明史》卷七九《食货志三》。
1何汝宾：《兵录》。
油漆等个作坊2。沈■《南船记》相当详尽地记述了各类船舶的构件及器具的名称、尺寸、工料定额和修造规定等并附有船图。这部著作“图之形像以便效法析之度数以便量材条之因革以便考信别之章程以便计功”3是关于中国古代造船技术的一部难得的重要文献。宋应星《天工开物·舟车》对漕船、海船等的形制和造法也有较详细的描述。南京宝船厂承造的郑和下西洋所乘宝船则可作为明代造船技术成就的突出代表。
2。郑和宝船。
自永乐三年（14o5）至宣德八年（1433）二十八年间明廷曾命三保太监郑和率领船队先后七次出使西洋。西洋在南宋至明末清初泛指南海以西（约东经11o°以西）海域及沿海地区大致为现在的南洋群岛和印度洋一带。郑和率领船队泛越南海横渡印度洋远达非洲东海岸遍访东南亚、南亚、阿拉伯、东非和北非“凡三十余国”1“涉沧溟十万余里”2。这是中国航海史和世界航海史上的空前壮举是中国对外关系史上的重大事件同时也充分显示了中国古代造船技术和航海技术的先进水平。关于郑和其人其事本卷下册别有传。
据《明史》、《太仓州志》等现有文献记载郑和第一次下西洋的船队规模是最大的计有各类人员两万七千八百余人分乘宝船及各种辅助船只共二百零八艘。其中大型海船称为宝船有六十二艘。
郑和宝船的船型与结构因有关资料曾被毁弃迄今尚难确定多认为应是方头平底的大型沙船船体庞大帆多桅多大者长四十四丈（约合15o。5米）宽十八丈（约合61。6米）3张十二帆4“体势巍然巨无与敌”5甚至篷帆锚舵也“非二三百人莫能举动”6。7米现藏中国历史博物馆。舵杆如此之巨宝船的规模也就可想而知了。有学者根据对宝船长宽比例及适航性能的分析认为文献所载“广十八丈”为“广于八丈”之误但正史、家乘均有大致相同的记载所以究竟何者为是尚有待更深入的研究。建造这样大型的船只要有相应的船坞还要采取一些特殊的技术措施如龙骨加长龙骨接头比一般规定要高需要设法使接头避开桅位以保证船体主体结构的安全；两侧的大■也要相应增多以增加纵向强度；用坚牢可靠的水密隔2《龙江船厂志》。
3沈■：《南船记》。
1《明史》卷三o四《郑和传》。
2宣德六年（1431）郑和在福建长乐南山寺所立《天妃之神灵应记》碑。3《明史·郑和传》载“造大舶修四十四丈、广十八丈者六十二”。
4费信：《星槎胜览》。
5巩珍：《西洋番国志》。
6巩珍：《西洋番国志》。
舱以提高船体的抗沉性能等。郑和宝船是明代造船能力和先进技术水平的重要标志。
3。郑和航海图。
我国航海技术在明初仍保持着世界先进水平。郑和远航的成功不仅与先进的造船技术有关而且与当时先进的航海技术也是分不开的。先进技术包括导航工具、掌握航向和有效利用风力的技术手段以及准确的针路记载和海图绘制等等。
罗盘是海上航行最重要的仪器。郑和下西洋时宝船上设有专门放置罗盘的针房选派最有航海经验的人为大长根据罗盘、针路和海图掌握航向。同时还派有专人负责用牵星板观测北极星、华盖星或其他方位星以确定船舶夜间航行时所在的地理纬度。此外还有简便易行的计算航和航程的计程法测量海水深度的测深器等。如当时在航海上把一昼夜分为十更多用燃香以计量时间。已知船舶长度再把木片从船头投入海中测量木片到达航尾所用的时间前者除以后者即可求得航航再乘以航行时间即可求知航程。据研究当时船的航行度一般是一更六十里。测深器则是用长绳系结铁器以测水深兼以了解海底情形的器具。
明代茅元仪《武备志》卷二四o所收郑和下西洋绘制的航海地图名为“自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图”现通称“郑和航海图”是世界上极负盛名的中国古代航海图。郑和航海图有四十面二十图可合为一长卷。图上绘有航途沿岸国度、地形、山脉和特殊标志以及所经岛屿、礁石、浅滩等尤其是比较详细地注明针位、牵星记录、水深和航路如其所标针路记有开船地点、航向、航程和停泊处所等。由此可见郑和航海图的内容是相当丰富和完备的并且具有很高的实用价值它在东西交通史和航海史上占有非常重要的地位。
6上交通运输工具宋应星在《天工开物》卷九《舟车》中指出：“四海之内南资舟而北资车梯航万国能使帝京元气充然。”就是说在国内南方用船而北方用车人们凭借车船翻山越海贸易往来才使得京都繁荣起来。各种形制和用途的车辆一直是中国古代最主要的和应用最广泛的6上交通运输工具。据《天工开物》所载明代有双轮和四轮骡车其中四车可载重五十石骡马�
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