御风行船追远古浅析我国古代劳动人民发明和
帆,多少年来受到人们的赞叹。乘风破浪,直挂云帆济沧海的浩然气势,给人以深刻的印象;碧水东流,风帆一片日边来的瑰丽情景,使人产生丰富的遐想;而那种“青山缭绕疑无路,忽见千帆隐映来”的动人境界,又带来了多少希望和鼓舞。
我国劳动人民发明和利用帆的历史是非常悠久的。自从有了帆,人类第一次使一种自然力风,成为船舶的推进力,为船的远程航行开辟了广阔的道路。在我国漫长的封建社会中,成群结队的木帆船越洋过海,著称于世界,驶船技术也达到了“船行八面风”的成熟程度。
一、御风行船追远古
有了船,就要有动力来推进。“野渡无人舟自横”。没有推进力的船,只能随风漂流,没有横渡大江的本领,更没有力争上游的气魄。就是在有船之前,原始人伏在木头上过河,也动手动脚,划水前进。后来,在出现独木舟和筏的同时,我们的祖先“刻木为楫”。楫的使用等于手臂的延长,船的推进依靠的仍是人力。
人力是有限的,船小还可以,船大就困难了;短途航行能坚持,长途航行或者逆水、回流、顶风就会精疲力竭,远洋航行更是力不能及了。利用一种新的动力——风力行船,是人们在长期航行实践中的创造。
在江河湖海中,时时惊涛起,处处风波生,“风平浪静”的境地是不大有的。正是在长期航行与风浪搏斗中,人们终于发现风能翻船,也能推动船。顺风航行,不用划桨,也能前进。人们又进一步发现,风推动船的力量大小跟船的受风面积大小有关。人坐在船中,风吹在背后,感到背上有压力;张开身上披的衣服,风吹衣服,能加快船的航行速度。经过无数次的摸索和实践,我们祖先对风的认识终于从感性提高到理性:可以利用风力行船。
当人们第一次在船上利用一根或两根木头代替双臂撑起块兽皮或织物来招风时,就产生了最原始的风帆,这是船舶动力从人力到风力的一个飞跃。尽管原始形式的帆是不完美的,不能转动,只能顺风航行,风向不利时还得降帆划桨。但是帆的出现,毕竟使人们从笨重的划桨劳动中解放出来,迈出了决定性的一步。
二、“八面驶风”人胜天
在我国,有了船的记载,也就有了帆的记载。三千多年前商代留下的甲骨文中,就有帆的形状字形。进入封建社会以后,我国木帆船蓬勃发展,真是“水国无边际,舟行共使风”。在东汉刘熙所著的《释名》一书中,有“随风张幔曰帆,使舟疾泛泛然也”的记载,说明帆已是船上常备的推进工具。值得注意的是,这本书还记载了和帆密切有关的、掌握航向的工具——舵。帆随风而张,产生动力,能“使舟疾”。但动力和方向要结合在一起。方向不对头,动力再大,等于无用,甚至还会使船误入歧途,发生危险。用桨或橹虽然也可以操纵船的航向,但有了舵之后,驶帆航行,掌握航向就更加省力更有把握了。舵的发明和使用,标志着帆船已发展到比较成熟的阶段。
初期的帆不能转动,只能一帆风顺,风不顺就只好落帆划桨,或者进港避风。但是世界上一帆风顺的情况总是很少的。“风有八面”,“激飏熛怒”,落帆划桨是很费力的事找避风港更不是办法。劳动人民不但敢于与风斗,而且善于与风斗。他们在斗风的过程中发明了帆,又在斗风的过程中改进了帆的设备,并且逐步提高驶帆技术,终于达到了“船行八面风”这样得心应手的地步。
在长期的驶帆航行实践中,人们逐渐地发现,如果风从侧面吹来,只要把帆转动,使它与风向成一个角度,帆上就受到推船前进的风力。同时风也推船作横向移动。在这种情况下,只要利用舵使船头稍稍迎着风向,以抵消横向移动的影响,到达目的地。如果风从前侧方向吹来,可以把帆转得更多些,使帆与风向保持一个角度,帆上仍然可以得到推船前进的风力,不过比侧风情况所得的风力小一些,依靠着舵来控制航向,船还是可以驶向目的地的。
帆从不能转动到能转动,是一个大进步。转一个角度“死”帆就变成“活”帆了。在汉代,我国南方船上已经出现了这种能转动的帆。公元3世纪的三国时代,吴国丹阳太守万震著的《南洲异物志》一卷中有这样的叙述:
“随舟大小或作四帆,……其四帆不正前向,皆使邪移,相聚以取风吹,风后者激而相射,亦并得风力,若急则随宜增减之。”
他说得很清楚,帆不是正向前方,而是转至一个角度,帆的总面积是随着风力的大小而增减的。如果风是迎面吹来怎么办?大风当头,惊涛扑面,庸人失措,儒夫回首。但是,勤劳勇敢的中国劳动人民敢于与风浪斗,在长期航行实践中开出了一艘艘顶风船。
这种逆风航行的船,采用的是能转到纵向的“纵帆”。帆从不能转到能转,从转之不多到转之甚多,以至达到最大角度——纵向,也是一个发展。在逆风航行时,船走的是“Z”字航线,如果船是迎着北风向北航行,就轮流朝东北和西北方向开。“Z”字航线在总体上是顶风,在每一曲中又把顶风转化为侧风或前侧风。大方向对头,道路曲折,船就在曲折中前进。
侧风、前侧风和逆风航行都会使船发生横漂。横漂干扰了船航行的大方向,使它不能很快前进,甚至还会把它拉向后退。我国古代的海员和造船工人在与船的横漂作斗争中,创造了“披水板”。这是挂在船舷侧的大块木板,一般是左右舷各一块,与方向舵相配合。在逆风航行时,将背风舷的披水板放落水中,超出船底,用以抵御水势,防止船倾侧,增加船横向移动的阻力,达到“使斗风”(即逆风)如行顺风的目的。
披水板,唐代叫“浮板”,宋代有的称为“副舵”。明代宋应星在他的著作《天工开物》的“海舟”条中,提到船的
“中腰大横梁出头数尺,贯插腰舵。……乃阔板斫(浊)成刀形插入水中,亦不捩转,盖夹卫扶倾之义”。
他把披水板称之为“腰能”,是有道理的。披水板的外形像“舵”,它防止船的横向移动,放在船的中腰位置最合适,能起平衡船身的作用。除了披水板外,我国南海的许多渔船,在船的前部船舱中间还设有能插到船底之下的“中插板”。中插板与船尾的升降舵配合起来,对减少船的横漂十分有效。
到了公元10——13世纪的宋代,我国木帆船“八面驶风”的技术已臻完善,运用自如。西欧帆船达到这个水平,要晚多年。从驾驶顺风船到顶风船的发展过程,可看到接受风力和掌握航向是贯彻始终的主要矛盾。一切驶帆技术和航向设备,都是为了把八面来风转化成一路顺风。
三、辩证发展历千年
帆,几千年来,经历了一个由简单到复杂,又由复杂到简单的发展过程。
帆的作用是接受风力推船前进。所以,接受风力的大小和适应不同的风向,决定了帆的增减和帆形式的变化。最初,帆船是单桅单帆的,帆也不大,因此风小时船便跑不快,人们就在桅上多挂一些帆,多接受一点风力。树大招风,高也能招风。桅顶最高,受风最大,人们把帆挂到桅顶,称之为“头巾顶”。后来,船愈造愈大,独“树”所招的风不够用,于是人们就增设了一根桅,多挂一些帆,这就出现了两桅船,也就出现了三船和四船前面提到的汉代南海船就有四帆。宋代三桅和四桅的船是很普遍的。
帆的形式也变得多种多样。开始帆是对称地挂在桅上,桅两边的帆面积相等。这种形式使桅两边的帆所受的风力均衡,对顺风航行是很有利的,但当遇到侧面风和逆风需要把帆转到某一固定角度时,这种对称布置的帆就操纵不灵了。必须把帆偏向一边使短的一边迎面风。这样,风压力的中心在宽的一边距桅杆不远处。依靠系在宽边上的“缭丝”,可以很方便地控制帆的角度。
我国古代劳动人民创造出一种纵帆。这种帆在桅前后面积的比例,使风压力中心在桅后,而又距支点(桅杆)很近,使帆的转动比较省力,因此,又称为“平衡纵帆”。它的出现,标志着逆风航行达到了成熟的阶段。
事物都有两重性,有其利必有其弊。船上篷帆增多,固然可以更充分地利用风力行船。但多也有多的难处。帆太多了,作过于复杂。特别在遇到暴风骤袭时,如不能及时将帆卸下,就有桅折船翻的危险。所以,人们就在实践中不断改进篷帆设置,使它既有很高的驶风效能,又便于操作,保证安全。公元15世纪以后,我国帆船上的篷帆趋于简化,大多数船仅有两根至三根大桅,即使是长达60米,载重几百吨的大船,也只设置两根至三根大桅,外加两、三根小桅。每一根桅上仅挂一面帆,桅顶的“头巾顶”和帆下面的“篷裙”也逐渐不用了。
帆少了,接受风力是否会不足呢?也不尽然。数量虽少,质量却提高了。劳动人民在减少帆数的同时把帆加高,增大了帆面积;制帆的材料也有改进。帆,在以前有竹片用绳编扎而成的,有用席子做成的,有用布做的,后来逐渐改用夹有竹条的布帆。这种帆,帆面平直,有利逆风航行;用竹条加强,不易被风吹裂;而且本身较重,把升帆索放松,可以借它自身的重量迅速落下,可以说是牢固和灵活两全其美。帆的数目少——多——少,帆的形式简单——复杂——简单,这个辩证发展过程,生动地体现了我国劳动人民制帆、用帆水平的提高。
四、结语:
如今,当你走到祖国的江岸海滨,处处可以看到各种类型的帆,白帆点点,远航而归。有些内河船的帆很高,这是因为内陆的风要比海上的风小得多,而且两岸的树木、山坡减弱了风力,如果没有很高的篷帆招风,是不行的。这些帆一般是长方形,沿着桅杆竖放,使上部有较大的帆面积,以充分利用上部较大的风力。
海船的帆短而宽,海船桅的数目也较多,把帆面积分散布置在几根桅上,这样可以机动灵活,随风力的变化而增减。海上的风较大,短而宽的帆,风压力中心较低,船被吹翻的危险就减少了,在遇到暴风袭来时,还可以迅速降落,以保船的安全。
我国南海上帆船的篷帆,把下风(也就是桅后的宽边)的边缘做成折角或曲线形,上部较小而下部较宽大。这种形状的帆,风压力中心更低,使船不易被风吹翻。当船遇大风把帆逐步放落时,帆的面积迅速减小,使船所受的风力也迅速减小。而在升帆时,帆面积迅速增大,可不失时机地利用风力行船。真是风帆发展历千年,而今越来越完美。“海燕穿云飞,征帆破雾行”。一片片鼓满东风的征帆,在浩渺的大海中,乘风破浪,一往无前……
主要参考资料:
《天工开物》
《南洲异物志》
宋·王安石:《江北》
楚·宋玉:《风赋》
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