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    共享科学:七下西洋技术含量知多少(图)

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     ———技术篇——— 

      天文导航:“牵星板”让星星指路 

      日月升沉,星移斗转,是人类最关注大的自然现象,天文学也是最早的一门科学。在茫茫大海上如何确定船舶的方位和位置?中国人通过长期积累的航海经验,掌握了丰富的航海知识,通过观测日月星辰来测定船的位置,确定船舶航行的方向。郑和下西洋时代,人们不仅可以观测天体以辨航向,而且还能够用仪器测量天体的高低来定船位。郑和船队把航海天文定位与导航仪器罗盘的应用结合起来,极大的提高了测船位和航向精确程度,形成了观测“星斗高低,度量远近”的过洋牵星术。 

      《郑和航海图》就包含了4幅过洋牵星图,航行图上还记载了20多处星体高度,表明郑和船队在印度洋航行时使用了星体定位、天文导航。测定天体高度的专门仪器叫“牵星板”,由从小至大的12块木片串成,大的7寸多,分别标为1指到12指,刻度精确,又有一块象牙制成的板,长2寸,去掉4个角,上标有半指、半角、三角等字。牵星板以指和角为单位,一指为4角,约合1.9度。航行时按牵星图注明的位置,测量一定的星体,得到星体高度,对照图上所注的数据来判断船舶的位置、方向,确定航线。这项技术吸收了阿拉伯航海技术,并进行了改进,代表了那个时代天文导航的世界先进水平。 

      辨别方向:水罗盘精确到7.5度  

      指南针是中国最早发明的,宋代就应用于航海。《萍洲可谈》中记载“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”因指南针不受天气影响,它便成为全天判别方向的仪器。郑和下西洋远涉重洋,采用的是水罗盘定向。水罗盘浮针使用磁针横穿灯芯草安置在水的中央,周围圆形木刻有24个单位,分别用中国传统的12地支,加上天干中的前8个和八卦中的乾坤撰艮组成,每个单位15度,可以精确到7.5度,甚至更小。 

      保证安全:“更”计程、“托”测深 

      郑和船队航行除了使用航海罗盘外,还要使用计程和测深等航海工具。计程就是计算航海水程距离,“更”是计时单位,在航行时是计程单位。一昼夜分为10更,每更合现在的2.4小时,一更的航行距离约60里(也有人认为是40里),计程方法是从船头将一木片投入海中,人疾走到船尾,木片也到船尾,这时船行的速度作为上更。 

      测深是为了保证航行安全,探明海的深度,防止触礁、搁浅,以便选择锚地。测深的方法,是航行一段,用长绳系铅锤,绳长可达60、70丈,绳上有做好的计量单位,锤底涂上牛油,铅锤着底,就可以计算出水深,并可从沾上的泥沙判断底质。计量以“托”为单位,一托是人的两臂展开180度,约合5尺。船员就是凭此选择船舶停泊位置的。 

      郑和船队航海时,通过罗盘上针位与更数结合起来,确定航行的路线,当时叫做针路。 

      郑和船队在沿岸和近海航行时,主要是对景定位,利用可见的物理导航,同时配合使用罗盘定向和计程、测深航海技术。在大洋中航行时,一望无际,没有陆地物标,主要依据针路航行,并配合天文导航。正是这些航海技术保证了郑和船队远洋出访。 

      巧借天时:掌握洋流、季风活动规律 

      对不同季节的自然动力季风和洋流的巧妙利用也是郑和船队一大特点。季风古代称之为信风、黄雀风、落梅风,沿海居民俗称舶风。它是由海陆热力差异大而形成的,影响着世界1/4地区,太平洋的东亚季风和印度洋季风最为显著。洋流是由于表层海水在风的吹拂下沿着一定方向流动,它随着季节不同而变化。在当时,中国人已经能够熟练地掌握航行海域季风活动规律,郑和船队就是借助它们的力量顺利完成7下西洋和回航的。 

      ———贡献篇——— 

      航海宝图:绘记亚非沿海530多个地名 

      《郑和航海图》全称《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》。这副航海图得以传世,多亏明代晚期作家茅元仪收录在《武备志》中。原图呈一字形长卷,收入《武备志》时改为书本式,自右而左,有图20页,共40幅,最后附“过洋牵星图”。海图中记载了530多个地名,其中外域地名有300个,最远的东非海岸有16个。标出了城市、岛屿、航海标志、滩、礁、山脉和航路等。 

      《郑和航海图》图上所绘基本航线以南京为起点,沿江而下,出海后沿海岸南下,经中南半岛、马来半岛海岸,穿越马六甲海峡,至锡兰山(今斯里兰卡)、溜山国(今马尔代夫)。由此分为两条航线,一条横渡印度洋到非洲东岸;另一条从溜山国横渡阿拉伯海到忽鲁谟斯(今伊朗)。图中对山岳、岛屿、桥梁、寺院、城市等物标,是采用中国传统的山水画立体写景形式绘制的,形象直观,易于航行中辨认。图上共绘记530多个地名,包括了亚非海岸和数十个国家和地区。往返航线各50多条,航线旁所标注的针路、更数等导航定位数据,更有实用价值。这充分说明当时中国海船的远航经验甚为丰富,航海技术水平已达到相当完善的程度。 

      洲际航线:为西方大航海铺平航路 

      可以说,郑和大规模远航活动把我国古代海洋事业推向了一个高峰,对人类的海洋文明做出了杰出贡献。 

      郑和船队开辟了亚非间的洲际航线,为西方人的大航海铺平了航路。当葡萄牙航海家达伽马沿非洲西海岸绕过好望角,抵达东非海岸时,当地人就告诉他,几十年前中国人曾数次来到这里。1498年5月20日,他们在阿拉伯领航员的帮助下,沿着郑和船队开辟的航线顺利到达了印度。 

      郑和船队对西太平洋和印度洋进行了一些海洋考察,搜集和掌握了许多海洋科学数据。《郑和航海图》就是通过大量海洋调查绘制而成的。这种海洋考察活动比世界记载最早的1872年至1876年英国的“挑战者”号进行海洋调查早了400多年。 

      郑和船队还对航海区域进行了战略布局。郑和下西洋根据其使命和掌握的海洋知识,在辽阔的海外选择了占城、旧港、古里、忽鲁莫斯等地作为海洋发展的重点区域,有利于扩大海外交通和贸易范围。 

      ■新闻缘起 

      今年的七月十一日是郑和下西洋六百周年纪念日,也是我国首届“航海日”,在“航海日”当天,我国港口、涉海有关设施和管理机关、航行在各地的船舶挂满旗,中国所有的船舶也在当天上午九点鸣笛一分钟以纪念这个特殊的日子。 

      从公元一四○五年到一四三三年的二十八年间,郑和率船队先后七次远渡重洋,遍访亚非三十多个国家和地区。郑和七下西洋的壮举比欧洲远洋航海家早了半个世纪。 


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