【科学阅读】舵:中国领先世界最久的发明

【科学阅读】舵:中国领先世界最久的发明

一只蝴蝶煽动翅膀就能掀翻起几千公里以外的风暴,一件2000年前的中国发明,却在命运的推动下改变了哥伦布一生,没有它就没有欧洲的大航海时代,我们的世界也就不是现在的样子。它就是船舵。

古时舵字也作柂、柁、杕,东汉刘熙《释名》解释“船”字说:“其尾曰柂。”南北朝《玉篇》(公元543年)说:“舵,正船木也”,又说:“杕,船尾小梢也。”这些文字记载都说明中国人很早就发明了舵,而考古发掘得到的用舵证据就更早了,广东、湖北等地的西汉墓都出土过木船模型,其船尾都安置有舵。1955年,广东的一座东汉墓出土了一艘陶船 模型,证实了早在2000多年前的汉朝中国就已经发明了船舵。

汉朝以前的船都是我们现在所熟知的小船,这样的船最大的缺点就是很难控制航向。所以当时的船一般只能在内陆航行,后来人们在船尾安排一名水手,专门用桨控制方向,渐渐的这种船尾的桨就变成了舵。舵的出现让船变得更加灵活,让远洋成为了可能,开启了著名的海上丝绸之路。南宋时期由于陆地丝绸之路几乎被断绝,人们把目光转向海上丝绸之路,当时的航海事业得到了飞速发展,人们在原有船舵的基础上,发明了平衡舵,直到现在还有很多船在使用这种平衡舵。

我国的船舵是由船桨发展而来。古代航行早期,船桨分为两种,分别用来划行和控制方向,其中控制方向的桨就被称为舵桨。舵桨的位置从船舷逐渐移至船尾中央,成为尾桨,操作方法也逐渐从划动转变为不离开水面的左右摆动。但这样的尾舵桨也存在一些缺陷,比如遇到浅滩或靠岸时不易操纵。于是古人不断改善舵的形状和安装方式,最终发明了真正的现代意义上的船舵。

早期的舵是斜伸出船尾的,在船后会凸出较多;改良之后舵的形态变为垂直插入水中,舵面和舵柱的联结位置也由舵面中部移到了边上,这种舵叫做垂直舵。我国古代的帆船结构大多是首尾翘起的,因此正适合安装垂直舵,后来还会在船尾修建专门的舵楼,用来操纵船舵。

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后来因航道上的水深浅不一,古人又将垂直舵升级为了升降舵,也叫悬吊舵,这是一种能用绳子转动滑轮从而使之能够上下移动的舵。当船靠岸或驶入浅滩时,可以将舵吊起,避免被折断;当船只在行驶过程中不需要改变航向时,将舵升起来以减少阻力、提高行驶速度;当遇到风浪时,将舵降到最低处,可以减少船体摇晃、降低船只随风漂泊的可能性,从而降低船只航行的危险性。时至今日,舵仍旧是船舶不可缺少的一部分。

大概因为我们很早就已经用舵了,中国人大都不知道侧桨像什么样子,古代地中海地区的腓尼基货船,它张挂“横帆”(横向安置的方形帆),靠近船尾处左右各有一只侧桨,用它们来控制船只前进的方向。腓尼基人是地中海地区古代著名航海民族,但他们始终不知道用舵。 而同时期的欧洲船还在使用船桨,这些笨拙的外国船,很难适应海上的突发情况,因此基本无法远航。欧洲古代另一个著名航海民族维京人(公元8至10世纪“北欧海盗”),也不知道用舵。

舵传到欧洲却相当晚,大约是公元12世纪的事。学会制造、使用中国人最早发明的舵,对欧洲造船与航海技术的发展至关重要。 当中国的商船来到欧洲,欧洲人发现这些神秘的东方船只,船尾都装有一种他们从未见过的装置,也就是平衡舵,欧洲人意识到这可能就是中国商船可以远洋的秘密,于是乎平衡舵出现在了欧洲的船上,配合以他们13世纪学去我们早在战国时代(公元前3世纪)就已经使用的“纵帆”,西班牙人和葡萄牙人才得以建造出名叫“caravel”轻帆船来,纵帆 和平衡舵的使用开启了欧洲大航海时代,葡萄牙王子迪亚斯1488年发现好望角,哥伦布1492年发现新大陆,达·伽马1498年穿过印度洋到达亚洲,麦哲伦1519~1522年间完成第一次环球航行,用的都是这种船。 当时,哥伦布就是驾驶着装有平衡舵的海船发现的新大陆,也就是我们熟知的美洲。

如果没有舵海上丝绸之路就不会开启,也就不会有欧洲的大航海时代,哥伦布也就不会发现新大陆,整个世界也就不是今天的样子。

现在帆船已经主要用于体育运动,各种先进导航技术的发明应用使罗盘的作用也不像以前那样重要,但舵和水密隔舱的意义仍然没有改变,水鸟形船体也仍然是水面船只最符合流体力学原理的造型。而且这三项都是以后也不会改变的。从我们祖先发明使用舵到它传入欧洲,相隔超过五千年,大概是我们领先世界最久的一项重要发明。返回搜狐,查看更多

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