本文是「燃燒的島群」第35篇原創文章。全文共2299字,配圖10幅,閱讀需要7分鐘,原文曾於2017年6月2日首發於TTH。
為什麼中國人沒有開拓萬裏海疆,而是把藍色星球的大多數土地拱手相讓給後來居上的歐洲白人?今天的篇章就將嘗試剖析東西方海船的最大差異—風帆動力的利用。
圖1. 展翼翱翔於海疆的海鳥,或許給了古人製作風帆的靈感
漫長的漿帆戰艦時代是人類探索海洋的蹣跚學步期,為了這個學步期人類花費了數千年時間。古人從水禽以腳掌撥水前進學習到以槳划水行舟,這個仿生學的道理很好理解。
同樣,古人也從大風對海鳥的推動力上,感悟到可以利用風力來幫助船隻前進。那麼可以大膽的推測,最早利用風能的嘗試,就是在船中央豎立桅杆,用兩根橫杆上下懸掛起可兜風的結實布料,久而久之就成為了風帆。
圖2. 尼羅河上法老乘坐的風帆船隻復原圖
最初的風帆是四方形的,便於在兩根橫杆之間懸掛。已知最早風帆出現在約公元前3100年的古埃及,考古發掘出的陶瓶上出現了帶帆船紋;公元前2400年的法老墓中已有兩腳桅杆、叉狀桅腳的蘆葦帆船形象。
圖3. 古埃及壁畫上的帆船形象
帆船形象最早出現於古埃及這絕非偶然,因為尼羅河上的航行條件很特殊,盛行風穩定地從北方吹來,當船隻自北向南逆流航行時,只需要升起桅杆展開船帆接受北風的吹拂即可;當船隻由南往北航行時,就把風帆降下,順著尼羅河的水流而下。這就是所謂的「機緣巧合」,古埃及人可以相對省力的實現長途航行和運輸,就連金字塔的建造都得到了帆船的不可或缺的協助。然而,處於風向多變的季風氣候區,流向又是曲折反覆的黃河長江流域的中國,並不具備這樣的機緣,那麼中國古人在何時才掌握複雜的操帆技術呢?
圖4. 南越王墓出土船紋銅鼓上的古船雕刻,只見船舵或搖櫓,未見風帆
公元前214年,秦軍花費三年多時間平定百越之地,第一次直接統治了南海之濱。位於廣州的南越王墓,是死於公元前122年的第二代南越王趙眛之墓,墓中發現了乳香、犀角、象牙等質料工藝迥異於中國的物品,可能從南亞或中亞輸入。其中銀盒為波斯帝國時期西亞風格,金花泡飾所用焊接工藝與西方出土相同,五支大象牙為非洲象牙。廣西合浦港出土的文物,絕大部分也帶有鮮明的域外特徵。這些文物直接證明了早在兩千多年前,南越國就存在著與西方的貿易往來。然而無論是出土文物船紋銅鼓裡的繪畫,還是廣州的秦漢時期造船廠遺蹟顯示,都沒能發現帶有風帆的海船的痕跡。
圖5. 漢代船模,也未見風帆設計
直到四百年後的東漢末年,史籍中才有更為明確的對於風帆使用的描述,在這之前的文字記載或出土船形文物裡,均無法強有力的證明已經發明和使用了國產帆船,有人因此提出中國帆船是仿照自西方舶來品。
無論如何,中國人對風帆的使用遠遠晚於環地中海的航海民族,這與中國地處東亞大陸,主要以農耕為生產生活方式有著極大的關係。中國先秦時代的船隻,應該以使用人力划槳或搖櫓為主要推動力。
圖6. 中式篷帆
不管怎樣,中國人使用風帆後,很快形成了獨具特色的篷帆。中國篷帆帶有水平方向的硬質桁條,採用桐油塗浸過的棉麻布,防水性能好,但由於帆布都塗過桐油而呈現黃褐色,看起來色澤暗淡無光,不如歐洲帆船的純白色風帆帥氣十足。
中式篷帆由於硬質桁條的存在增加了張力,可以使用更為輕薄的面料,但中式篷帆的整體性導致難以通過增加拉索來加強強度,因此不能做得太大,桅杆高度也受到限制。中式篷帆的操作方式也不支持多層風帆,導致對風力的利用效率不足,這是中式風帆與歐式風帆的最大差異。
圖7. 降下篷帆的中式帆船
中式篷帆的優點是,由於硬質桁條的存在改善了帆布的變形性,可以在船甲板上直接操作,升帆時直接通過繩索拉起,降帆時直接落下,緊急情況時只需砍斷繩索,幾秒鐘內便可落下,收放極為便利。
中式篷帆也無需繩梯的幫助進行高空作業,操作上更為安全。但是由於中式篷帆無法支持多層風帆直接導致了驅動力的不足,為了增加驅動力而不得不設立多個桅杆和多個篷帆,用數量彌補單個篷帆的風力不足,造成中式海船形體增大而且速度相對較慢。
圖8. 採用更多桅杆和篷帆的中式大海船
西方帆船發明的多重橫帆是一個偉大的創舉,做法是在單個獨立桅杆上掛多重橫桁,橫桁下再加掛帆布,多重橫桁的發明使風帆呈現出層次分明的結構。歐洲的大型風帆船擁有多達數十面可獨立操作的風帆,控制不同風帆的收放還可以控制不同的航速。
圖9. 裝備有極為誇張的五層風帆的歐洲帆船
為進一步利用風力,各桅杆之間還可加掛三角帆。正因為此,西方海船的桅杆可以做得更粗更高。由於高處的受風力更大,西方帆船的形體變得更加高大且速度更快。
從外觀上來說,西式帆船由於其碩大而高聳的風帆區,顯得更加高大威猛,因此當西方殖民者駕駛著越來越大的風帆戰艦四處侵掠和殖民時,給予原住民的視覺衝擊力是震撼性的。
圖10. 裝備多層風帆的西式帆船與裝備中式篷帆的中國帆船之對比圖
在中國的明清時期,當裝備傳統中式篷帆的中國水師遭遇到更大更堅固,風帆數量眾多,海上航行速度很快的歐洲戰船時,往往驚詫於其「堅船利炮」而又航行自如。殊不知這一切的差距早在千百年前就已經埋下伏筆。
未完待續,下一章節將代入東西方的具體帆船船型,來看看堅船利炮到底是怎麼回事?
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