古代江蘇智造創造的奇跡

楊民仆

在源遠流長的中華優秀傳統文化中，古代科學技術曾在許多方面遙遙領先于世界，指南針、造紙術、火藥、印刷術四大發明推動了世界文明的發展進程，當代英國著名的自然科學史家李約瑟在他撰著的《中國科學技術史》中認為，“中國的這些發明和發現往往遠遠超過同時代的歐洲，特別是在15世紀之前更是如此。”那江蘇歷史上閃耀著中華文明智慧之光的“高科技產品”有哪些呢？

精美青銅器制造享譽世界

夏商周時期，中國創造了輝煌燦爛的青銅文化，成為中國古代文化的標志之一，也讓中華文明屹立于世界青銅時代的巔峰之上。

在南京博物院研究館員萬俐40多年的文物修復保護工作生涯中，最讓他嘆為觀止的是1982年江蘇盱眙出土的戰國青銅器“陳璋圓壺”。這件青銅器造型生動、鑄造復雜、裝飾精細，可以說集先秦金屬工藝之大成，堪稱國之瑰寶。

為什么叫陳璋圓壺呢？原來在壺口沿上、圈足內、圈足外發現刻有39字的銘文，結合典籍可知：齊宣王五年，齊國乘燕國內訌之機，派出大將陳璋，率兵攻占燕國都城，后鑄造此壺。

據萬俐介紹，銅壺由幾十個構件組成，包括壺身、圈足、鏤空網絡、箍帶、銜環、鋪首等。布局對稱，穩重自然，銅壺包含有透空、錯金銀、鎏金、微型雕刻等工藝，并配有長龍、梅花、獸面、立獸等套飾，冷暖色交相輝映，給人以強烈的視覺震撼。如果現代要將這些構件完美地融合在此器物之中，首先要畫約三十張圖紙，但那時并沒有紙，設計圖都印在制造者的腦子里，真是讓人難以置信。

古人在生活用品上設計之精巧，從南博收藏的東漢錯銀銅牛燈上也可略見一斑。這件文物1980年出土于江蘇邗江，銅牛燈外觀精美，既有流云紋、三角紋、螺旋紋圖案，又有龍、鳳、虎、鹿以及各種神禽異獸，顯得飄逸瀟灑。不過，它的造型更讓人耳目一新。

這座燈由三部分組裝而成，下面是燈座，外表像一頭俯首站立、雙角上聳的黃牛；中間是牛背負的圓形燈盤、燈罩和燈盞；上方是煙道，由一根煙管直接通往下方黃牛的頭部。中間的燈罩是鏤空的，由兩片弧形屏板組成，可以移動，既可以散熱、擋風，又可以通過轉動屏板來調節光照的角度。

設計的巧妙還不止于此。古代點油燈或蠟燭，時間長了，隨著室內煙的增多，白面書生也可變得灰頭土臉，如何將煙排出？古人想到了“自身循環”方法。在燈罩上緊扣了穹頂形罩蓋，罩蓋連著煙管，產生的煙塵通過煙管導入到燈座“牛”的腹腔，腹腔中有水，煙被水溶解，從而保證室內空氣清新。

這項發明說明古人早在東漢時就已具備了環保理念。這種環保設計，歐洲15世紀才出現，中國領先西方1000多年。

防汛工程至今讓人驚嘆

梅雨季，防汛是重中之重。古人在生產生活中一直想方設法治水和防洪，并積累了大量經驗，不少工程設計巧妙令人驚嘆。

洪澤湖大堤，也稱“高家堰大堤”，位于洪澤湖東岸，始建于東漢，增修、擴建于明清，是世界上最長最寬的石質人工堤壩。

大堤一直承受著洪澤湖10多米高的湖水側壓力和風浪拍打而巋然不動，被譽為“水上長城”。洪澤湖大堤為什么能幾百年屹立不倒？國家科普教育基地南京農業大學中華農業文明博物館常務副館長盧勇教授認為，首先源于嚴苛而細致的建材選擇。大堤所用條石大多規格統一，石工精細，每塊凈重在千斤以上，共計用去石料60多萬立方米；基樁主要是用上好的杉木，共打樁7.5萬根；大堤采用三合土作為堤身防滲體材料和減水壩壩面。三合土既不透水又有一定強度，有效地防止風浪淘刷從而使堤壩永固。

它在結構設計上也符合科學原理。大堤遠遠望去像一條綠色的巨蟒匍匐在洪澤湖東岸，橫亙南北60多公里。但大堤并不是筆直地延伸，而是蜿蜒曲折。建設者們有效考慮到了地形對風浪的影響，通過堤身的彎曲，避免了風浪的正面沖擊，減輕湖水對堤身的沖擊力。

在南京，如果論防汛“勞模”，那一定是位于玄武湖風景區600多歲的武廟閘，它是南京使用時間最長的水閘。

武廟閘的工程設計在當時是世界一流水平，中國水利學會水利史與水利遺產專委會會員戴甫青列舉了多個別具匠心的巧妙設計。比如進水口為“之”字形，以減緩水速；并安裝絞刀，用以切碎湖草和其他雜物，保證水流暢通；最精妙的還是銅閘設計，在當時世界上屬于一流水平。

我們常見的水閘，落下去堵住水流，提起來用以放流，但武廟閘的水閘分為上下兩塊銅盤，上銅盤有5枚凸出的圓榫，下銅盤則有5個孔，上銅盤落下時，5枚圓榫恰好堵住五個孔，上下咬合，便堵住了水流。

這樣設計有什么好處呢？戴甫青介紹，最大的好處是經久耐用。如果是一塊銅閘板直接擋住水流，時間長了，銅閘容易損壞。這種方式使得銅閘不會因為水正面沖擊而變形，所以一直到出土時，銅閘的形制都沒有改變。

航海技術創造史上奇跡

中國古代的航海和造船技術曾長期領先世界。

看過電影《泰坦尼克號》的都知道，這艘巨輪號稱“永不沉沒”，因為在船底設置了16個互相獨立的水密隔艙。其實，水密隔艙是中國造船史上的一項重要發明。

什么是水密隔艙？最早的船只有一個船艙，船身如果出現一個洞，船就會因漏水而沉沒。古人就想出一個辦法，用隔板把船艙分成若干個獨立船艙，即使一個艙進了水，其他艙也不至于受損，保證了船舶航行的安全。

水密隔艙是誰發明的呢？目前關于水密隔艙的確鑿實物證據來自唐代。《中國三十大發明》書中記錄了兩次考古成果：其一是1973年在如皋發現的唐代木船。長約18米，分成9個船艙，兩艙之間設有水密艙壁。其二是1960年在揚州施橋鎮發現的唐代木船。該船復原后的長度約為24米，共分為5大艙。揚州施橋唐船結構堅實，木板之間的連接以榫頭和鐵釘并用。

由于水密隔艙的使用，唐、宋、元、明初期800多年以來，中國的遠洋木帆船備受各國商人、使節的青睞，重要原因在于中國帆船具有很高的安全性，這種造船技術后傳至歐洲，逐漸成為各國造船業通行的技術。

明朝鄭和下西洋時，不僅使用了水密隔艙技術，其他航海技術也達到了海洋文明的巔峰。

鄭和下西洋首次航行時間為永樂三年（1405年），比哥倫布發現美洲早了近90年，根據《明史鄭和傳》記載：“寶船六十三號，大船長四十四丈，闊一十八丈。”相當于現代船身長約138米，寬約56米。萬俐作了一個對比，“哥倫布的座艦僅30米長，如果與鄭和寶船放一起，那小得像個救生艇。”

鄭和寶船的推進動力系統——桅帆和槳櫓這兩個重要環節也采用了獨特的設計。

在海上如果遇到逆風怎么辦？不必擔心，寶船運用了調戧技術，意思就是不停地調動船頭方向，讓船走之字形，同時配合帆的轉向，把頂頭逆風變成側斜風，使船“彎彎曲曲”向前行駛。

如果無風怎么航行？寶船在兩舷和艉部設有長櫓。這種長櫓入水深，類似今天的螺旋槳，沒有風動力時也可以保持相當航速。

在茫茫大海之中，如何辨別方向是極大的難題。根據《鄭和航海圖》，鄭和在航行時使用了“過洋牽星術”和“海道針經”，這在當時是最先進的航海導航技術。

“過洋牽星”就是通過“牽星板”測量星星與海面的高度，或者說是一種夾角，來給航船定位。“牽星板”與指南針配合使用來觀測定位，判斷船舶位置、方向，確定航線。

“海道針經”則是元明清時期用于導航的航海羅盤。這種技術利用8個天干、12個地支及八卦的四個方位，將航海羅盤圓周分為24等份，能夠準確指示方向。鄭和船隊使用的辨位方法還有測深辨位法、對景定位法等。

當然，船隊使用的先進技術遠不止這些，鄭和船隊把航海技術推向了一個新階段，創造了世界航海史上的奇跡。

（摘自2023年6月30日《新華日報》）