地文航海技术
我国古代地文航海技术的成就,包括航行仪器如航海罗盘、计程仪、测深仪的发明和创造,以及针路和海图的运用等。
航海罗盘是我国发明的。我国发明指南针后,很快使用到航海上。北宋时的指南浮针,也就是后来的水罗盘。宋代朱或叙述宋哲宗元符二年到徽宗崇宁元年(公元1099年到1102年)间的海船上已经使用指南针。宣和五年(公元1123年)徐兢到朝鲜去回国后所著《宣和奉使高丽图经》中描写这次航海过程说:晚上在海洋中不可停留,注意看星斗而前进,如果天黑可用指南浮针,来决定南北方向。这是目前世界上用指南针航海的两条最早记录,比公元1180年英国的奈开姆记载要早七八十年。
航海罗盘上定二十四向,二十四向我国汉代早有记载。北宋沈括的地理图上也用到这二十四向。把罗盘三百六十度分做二十四等分,相隔十五度为一向,也叫正针。但在使用时还有缝针,缝针是两正针夹缝间的一向,因此航海罗盘就有四十八向。大约南宋时已有这四十八向的发明了。四十八向每向间隔是七度三十分,这要比西方的三十二向罗盘在定向时精确得多。所以三十二向的罗盘知识在明末虽从西方传进来,但是我国航海家一直用我国固有的航海罗盘。
古时船上放罗盘的场所叫针房,针房一般人员不能随便进去。掌管罗盘的人叫火长。明代《西洋番国志》中说:要选取驾驶人员中有下海经验的人做火长,用作船师,方可把针经图式叫他掌握管理。“事大责重,岂容怠忽。”可见航海罗盘是海船上的一个重要设备。
计程仪又叫测程仪。三国时期吴国海船航行到南海一带去,有人写过《南州异物志》一书,书中有这样的记载:在船头上把一木片投入海中,然后从船首向船尾快跑,看木片是否同时到达,来测算航速航程。这是计程仪的雏型。一直到明代还是用这个方法,不过规定更具体些,就是以一天一夜分为十更,用点燃香的枝数来计算时间,把木片投入海中,人从船首到船尾,如果人和木片同时到,计算的更数才标准,如人先到叫不上更,木片先到叫过更。一更是三十公里航程。这样便可算出航速和航程。
我国古代这种计程的方法,和近代航海中扇形计程仪构造很相近似。扇形计程仪也是用一块木板(扇形),不过用和全船等长的游线系住投入海中,然后用沙时计计算时间。沙时计一倒转是十四秒。在游线上有记号,从游线长度算出航速和航程。我国古代用香枝(也叫香漏),西方近代用沙时计(也叫沙漏),两者实在是异曲同工。
我国至迟在唐代末年已有测深的设备。一种是“下钩”测深,一种是“以绳结铁”测深。深度达到六十多尺,这还是浅水测深。再稍晚一些,有记载说用纲下水测深,“纲长五十余丈,才及水底。”纲是大绳,五十多丈,在已是深水测深了。
南宋末年吴自牧的《梦粱录》上说:如果航海到外国做买卖,从泉州便可出洋。经过七洲洋,“船上测水深约有七十余丈”。当时测水这样深,可见我国宋代已经有比较熟练的深水测深技术了。
宋代已经有针路的设计。航海中主要是用指南针引路,所以叫做“针路”。记载铁路有专书,这是航海中月积月累而成。这些专书后来有叫“针经”,有叫“针谱”,也有叫“针策”的。
凡是针路一般都必写明:某地开船,航向,航程,船到某地。航向的名称有下列各种:单向的,叫单针(也有叫丹针的),或叫正针。双向的,以相邻两向并称,就是上文提到的缝针。两个航向合称时,有四种情况:第一,先单向后双向;第二,先双向后单向;第三,两个都是单向;第四,两个都是双向。还有超过两个航向合称的。航程都用更计算。船到某地,就用四种不同称号:第一,平,并靠的意思;第二,取,经过的意思;第三,见,望见的意思;第四,收,到达的意思。船舶在晚间航行时,要把牵星记录写入针路里。又在航行过程中还要不断测量水深,也要写入针路。
现在把明代《筹海图编》记载由太仓到日本的针路举例摘录如下:“太仓港口开船,用单乙针,一更,船平吴淞江。用单乙针及乙卯针,一更,平宝山,到南汇嘴。用乙辰针出港口,打水1六七丈,沙泥地是正路,三更,见茶山。自此用坤申及丁未针,行三更,船直至大小七山,滩山在东北边。滩山下水深七八托2,用单丁针及丁午针,三更,船至霍山。……”这段文字不算难懂。现在已经发现好几种针路抄本,包括东洋和西洋的,我们要进一步研究。十六世纪初葡萄牙人航行于东南亚时,袭用了我国航海家所用的针路。
至于海图,北宋徐兢《宣和奉使高丽图经》上己有海道图,这是我国航海海图最早的记载,可惜原图已失传。我国现存最早的海道图是明初《海道经》里附刻的“海道指南图”。
明茅元仪辑《武备志》二百四十卷,卷末附有“自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图”,这就是著名的“郑和航海图”。图上的航程地理,和明代祝允明(1460—1526)《前闻记》所记宣德五年《公元1430年)郑和末一次下“西洋”相合,推测这图大概是十五世纪中叶的作品。“郑和航海图”已蜚声中外,研究十五世纪中外交通史和航海技术史,都把这幅海图作为重要的依据。
明末有些古籍记有“各处州府山形水势深浅泥沙礁石之图”,“灵山往爪哇山形水势法图”,“新村爪哇至瞒刺加山形水势之图”,“彭坑山形水势之图”等,这些图都只保留了文字记载,原图都失传了。从这些海图的文字说明看,当时海图上都注明海上危险物(比如“有草屿”、“有芦荻”等),浅滩(比如“湾内浅可防”、“有泥浅”等),暗礁(比如“有沉礁在港口不可近”、“有沉礁打浪”等),沙州(比如“有沙礁”)以及岩石(比如“有老古石”、“有古老石岸”等)。这些和近代海图上的要求大致符合。
清代前期保存下来的海图,有西南洋各番针路方向图一幅,彩绘纸本,时代大约在康熙五十年到五十四年(公元1711年到1715年)间,有东洋南洋海道图一幅,也是彩绘纸本,时代大约在康熙五十一年到六十一年(公元1712年到1722年)间。这两幅海图现在都保存在北京故宫。
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