中國木帆船建造中學(xué)用的西方新工藝

何 國 衛(wèi)

(中國船級社武漢規(guī)范研究所，湖北武漢430022)

木帆船的建造工藝包括船舶設(shè)計(jì)圖樣，構(gòu)件加工與裝配，捻縫，帆裝及舵、錨、絞車等屬具的制作安裝，裝潢彩繪和船舶下水等。

清末洋務(wù)運(yùn)動時期中國興起了向西方強(qiáng)國學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)的風(fēng)潮。在中國木帆船建造工藝學(xué)用西方的技術(shù)中，影響最大、效果最明顯的主要體現(xiàn)在學(xué)用了比例圖紙、螺栓連接、電動工具和尼龍繩索四項(xiàng)新技術(shù)。學(xué)用西方先進(jìn)技術(shù)使中國木帆船的建造工藝技術(shù)得以飛躍發(fā)展，具有重要的歷史意義。

未采用西方四項(xiàng)新技術(shù)之前的中國木帆船建造工藝被稱為“傳統(tǒng)工藝”，應(yīng)用了這四項(xiàng)新技術(shù)的中國木帆船建造工藝被稱為“新工藝”。若使用“新工藝”建造中國傳統(tǒng)木帆船，就不能籠統(tǒng)地稱為繼承了“傳統(tǒng)工藝”建造中國傳統(tǒng)木帆船，二者之間有本質(zhì)的區(qū)別。而中國近現(xiàn)代的木帆船幾乎都是采用非“傳統(tǒng)工藝”建造的，因此，正確認(rèn)識使用中國傳統(tǒng)工藝建造中國傳統(tǒng)木帆船的涵義是很有必要的，以免混淆對中國木帆船建造工藝中的“傳統(tǒng)工藝”與“新工藝”的認(rèn)識，這也是船史學(xué)界應(yīng)該關(guān)注的問題之一。

一、中國木帆船建造工藝學(xué)用西方的四項(xiàng)新技術(shù)

西方工業(yè)革命的許多技術(shù)發(fā)明極大地影響了世界文明的進(jìn)程，在清末洋務(wù)運(yùn)動興起的向西方強(qiáng)國學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)的風(fēng)潮中，中國在木帆船建造工藝方面學(xué)用了繪制比例圖紙、采用螺栓連接、使用電動工具和使用尼龍繩索四項(xiàng)新技術(shù)，從而改變了中國木帆船建造的“傳統(tǒng)工藝”，確立和發(fā)展成為中國木帆船建造的“新工藝”。

(一)繪制比例圖紙

比例圖紙是指西方創(chuàng)造的根據(jù)比例繪制的工程圖樣。建造木帆船必定要使用船舶工程圖樣，船舶工程圖樣顯示建造船舶的面貌，是船舶建造的重要依據(jù)。在中國古代也有涉及船的布置、結(jié)構(gòu)以及線型等造船圖樣，它或是整體的或是局部的。

我們常說中國古代的造船圖樣是在“大師傅”的腦袋里，因此，造船圖樣的多少、表達(dá)的詳細(xì)程度取決于造船師傅的表達(dá)，除了出于保護(hù)飯碗使技術(shù)保守而不外露的因素外，還與用圖樣表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的手段、水平和繪圖知識有關(guān)，當(dāng)時沒有也不可能有比例繪制的船舶圖樣。中國古代的船舶圖樣通常只是標(biāo)注文字和尺寸的示意性圖樣，這是與西方比例圖紙的最主要差別，也是最主要的差距所在。

以明代李昭祥的《龍江船廠志》(1)資料來源：李昭祥著，《龍江船廠志》。中的三張船圖為例：第一張主要是顯示船梁(即艙壁)分布情況的船梁分布圖(圖1-1a)，第二張是船殼板、甲板上的建筑布置圖(圖1-1b)，第三張是“預(yù)備大黃船”外觀圖(圖1-1c)，在這張圖上標(biāo)列出船的主要尺度數(shù)值。

圖1-1a 船梁分布圖

圖1-1b 船殼板、甲板上的建筑布置圖

圖1-1c “預(yù)備大黃船”外觀圖

在明代的《船政》(2)資料來源：南京兵部車駕司編，《船政》。一書中也有標(biāo)注詳細(xì)尺度的船圖，例如“快船式樣”圖(圖1-2a)和“平船式樣”圖(圖1-2b)，在圖中用密密麻麻的文字標(biāo)出了構(gòu)件的名稱和尺寸。

圖1-2a 快船式樣圖

圖1-2b 平船式樣圖

中國古代傳統(tǒng)造船沒有型線圖，木帆船的建造成型是采用所謂的母營法，即在建造過程中采用幾個重要部位的橫艙壁來確定船體的基本框架和線型，橫艙壁按一定的間距比例分布豎立在龍骨上，再在橫艙壁周邊安裝船殼板成為一定形狀的船殼。根據(jù)所取橫艙壁數(shù)目的不同，可稱為“四母營”“五母營”“七母營”“九母營”等，這是傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的造船方法。首尾端板和若干艙壁的邊緣形狀以及沿船的縱向分布圖是由造船師傅根據(jù)船舶的要求憑借其豐富的經(jīng)驗(yàn)而繪制的草圖。嚴(yán)格來講，中國傳統(tǒng)造船沒有工程圖紙，即使有，也只是造船師傅不按比例徒手繪制的示意草圖而已。

而真正意義上的木帆船工程圖樣應(yīng)該是按一定比例繪制的，例如木帆船的型線圖、總布置圖、基本結(jié)構(gòu)圖、橫剖面結(jié)構(gòu)圖、艙壁結(jié)構(gòu)圖等。圖1-3是沙船的型線圖、帆裝圖和基本結(jié)構(gòu)圖，都是依一定比例繪制的圖樣。

圖1-3 比例繪制的沙船圖樣

船舶型線圖是船舶工程最主要的比例圖紙。比例繪制的木帆船工程圖，量化地描述了船的形狀和尺度，確保了木帆船制造的精度。尤其是木帆船的型線圖，它是木帆船的基礎(chǔ)工程圖樣，為船舶性能計(jì)算提供了可靠的數(shù)值依據(jù)。所以說，比例繪制的木帆船工程圖的設(shè)計(jì)、繪制和應(yīng)用是造船工藝的技術(shù)飛躍。在洋務(wù)運(yùn)動中學(xué)用西方比例繪制木帆船工程圖，促使中國木帆船的設(shè)計(jì)和建造工藝得到了飛速提升，這個提升尤其體現(xiàn)在木帆船建造的質(zhì)量上。

(二)螺栓連接

中國木帆船構(gòu)件的傳統(tǒng)連接方法是針對各種構(gòu)件的連接需要而采用各種形式的連接方法，例如不同的同口連接(圖2-1)，根據(jù)需要選用包括各種鋦釘在內(nèi)的各種船釘釘連(圖2-2a、圖2-2b、圖2-2c)。

圖2-1 船板、構(gòu)件的端接工藝節(jié)點(diǎn)圖

圖2-2a 各種船釘

圖2-2b 各種鋦釘

圖2-2c 蓬萊古船采用的穿心釘即鏟釘

圖2-3a 邊肋骨與底肋骨的螺栓連接

圖2-3b 肋骨與船板的螺栓連接

螺栓是由螺絲桿與螺帽配合在一起使用的，用螺栓連接的木構(gòu)件的連接強(qiáng)度是與用鐵釘釘連的情況所無法比擬的，螺栓已成為木帆船建造中不可或缺的連接件。構(gòu)件連接中用的“絲桿鋦釘”(圖2-2b)也是用螺栓制成的。

螺栓除了連接構(gòu)件外，還有利用螺桿制造的鉗緊工具“鐵猴”(圖2-3c)，因其鉗緊力很大，是構(gòu)件裝配作業(yè)中最有效和實(shí)用的裝配工具之一，是木帆船制造師傅在裝配作業(yè)中的“機(jī)械手”。還有利用螺桿原理制造的螺桿千斤頂也是造船中常用的頂起工具。

圖2-3c 用“鐵猴”鉗緊連接構(gòu)件

(三)電動工具

在中國傳統(tǒng)的木帆船建造中所使用的工具都需要靠人力來操作，不論是用鋸、鑿、鉆、刨來加工木材，還是在錘、壓、拉、擠、捆、艌等作業(yè)時所使用的木作加工工具如斧子、錘子、鑿子、鋸子、鉆頭、刨刀等，都是如此。

電動工具是由電機(jī)制成、以電為動力的工具。在洋務(wù)運(yùn)動中傳入的西方電動工具用于造船的有電鋸、電鉆、電刨等，這些工具成為木帆船建造中重要的工屬具，其加工效率之高，制作之精是手工所無法企及的，并因電動工具的使用，使繁重的勞動力得到解放?，F(xiàn)在建造木帆船的環(huán)節(jié)如樹立桅桿、構(gòu)件吊運(yùn)、船舶下水、艌料加工等無不使用電動工具，正因?yàn)槿绱?，電動工具在木帆船的建造中得到了普遍的?yīng)用和飛速的發(fā)展。

(四)尼龍繩索

中國木帆船普遍使用的船用繩索是沿用了幾千年的麻繩、棕繩，而西方使用的則是用近現(xiàn)代的化工材料制成的尼龍繩索，具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕等特性，這是麻繩、棕繩所不及的，因此尼龍繩索很快就被中國船民接受?，F(xiàn)在大部分漁民所用的漁網(wǎng)也都是用尼龍絲編制的，尼龍繩索取代麻繩、棕繩是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

二、洋務(wù)運(yùn)動吹響了學(xué)用西方先進(jìn)技術(shù)的號角

洋務(wù)運(yùn)動，又稱自強(qiáng)運(yùn)動，是19世紀(jì)60年代到19世紀(jì)90年代晚清洋務(wù)派所進(jìn)行的一場引進(jìn)西方軍事裝備、機(jī)器生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)以挽救清朝統(tǒng)治為目的的自救運(yùn)動。

鴉片戰(zhàn)爭后，清朝內(nèi)外交困之際，一部分官僚學(xué)者開始認(rèn)識到西方堅(jiān)船利炮的威力，提出了學(xué)習(xí)西方國家的優(yōu)點(diǎn)以增強(qiáng)國力，主張“師夷長技以制夷”[1]。洋務(wù)運(yùn)動初期創(chuàng)辦的江南制造總局、福州船政局、天津機(jī)器局等一批近代軍事工業(yè)是最重要的實(shí)踐。洋務(wù)運(yùn)動期間還大力創(chuàng)辦新式學(xué)校，選送留學(xué)生出國深造，培養(yǎng)翻譯人才、軍事人才和科技人才。洋務(wù)運(yùn)動時期較有影響的留學(xué)教育主要有：1872—1875年，共派遣120名幼童分四期赴美國留學(xué)；1877—1897年，派出四批福建船政學(xué)堂的學(xué)生赴歐洲留學(xué)。洋務(wù)運(yùn)動吹響了學(xué)用西方先進(jìn)技術(shù)的號角。

自洋務(wù)運(yùn)動開始中國船匠成功地學(xué)用西方的比例繪制工程圖樣、螺栓連接、電動工具和尼龍繩索四項(xiàng)新技術(shù)。

比例繪制工程圖樣是學(xué)用西方新技術(shù)中比較早的一項(xiàng)。

林則徐為仿造西洋兵船曾于1841年4月上書靖逆將軍奕山，其中提到“其船樣當(dāng)存虎門”(3)資料來源：魏源.海國圖志·卷八十[M].刻本.1843(清道光二十三年)：2。，但其所說的船樣未作詳細(xì)說明。林則徐后來帶到浙江前線的有八種船樣，“林公到鎮(zhèn)海，論及戰(zhàn)船，檢篋中繪成圖樣以授，計(jì)凡八種”(4)資料來源：魏源.海國圖志·卷八四[M].刻本.1843(清道光二十三年)：6。。

經(jīng)過特別訓(xùn)練后的中國工匠“均無需歐洲人的幫助，特別是工頭們，不僅能看圖紙，按圖施工，還能在放樣廳畫出整條船只的施工圖”[2]95。當(dāng)時船政局還“特開畫館二處，擇聰穎少年通繪事者教之，一學(xué)船圖，一學(xué)機(jī)器圖”[3]。在興辦的學(xué)堂里開設(shè)“造船專業(yè)……課程：算術(shù)、代數(shù)、幾何、透視繪圖學(xué)(幾何作圖)……繪圖專業(yè)……有算術(shù)、幾何、幾何作圖等基礎(chǔ)課程要學(xué)習(xí)”[4]。

船舶比例繪制最主要的工程圖樣是型線圖。1866年12月23日破土動工的福建船政局的造船廠，“擁有一個放樣廳，能以實(shí)際尺寸繪制船體型線圖”[2]89。

新中國成立后，木帆船普遍被鋼船所替代，船舶型線圖等船舶圖樣，也在鋼船上逐步得到普遍應(yīng)用。新中國成立初，在全國海洋漁船普查后編撰的《中國海洋漁船圖集》(5)資料來源：第一機(jī)械工業(yè)部船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)院，黃海水產(chǎn)研究所，上海水產(chǎn)研究所.中國海洋漁船圖集(內(nèi)部資料)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1960。所用的船舶圖樣全部為比例繪制工程圖樣。

螺栓是機(jī)械加工的產(chǎn)品。洋務(wù)運(yùn)動中的江南制造局和福建船政局等都購買過西方的各種機(jī)床設(shè)備，此乃“制器之器”。1868年8月初步建成的福建船政局，其輪機(jī)廠的主要設(shè)備有“車光機(jī)、刨機(jī)、削機(jī)、鉆機(jī)、礪廠機(jī)、螺絲床、鉗床，用作制造大小機(jī)器”[5]?！?883年，在張夢元任內(nèi)，除了設(shè)備維修與添置外，還添了一些機(jī)床。如制旋螺絲小輪架三具?！盵2]167既然當(dāng)時已經(jīng)有“螺絲床”“制旋螺絲小輪架”，盡管在文獻(xiàn)中未直接提及螺栓，筆者推測當(dāng)時已經(jīng)能夠制造螺栓了。

英國物理學(xué)家、化學(xué)家、發(fā)明家邁克爾·法拉第(Michael Faraday)，是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的發(fā)明者。這是西方最早發(fā)明的電動工具。將電動機(jī)驅(qū)動的電動工具用到木作加工上相對要晚一些，但是，任何一種木作電動工具一出現(xiàn)就能迅速得到普及使用。

近現(xiàn)代的尼龍繩索與電動工具一樣受到船民的廣泛接受和使用。

三、學(xué)用西方新技術(shù)是中國木帆船建造工藝的歷史性飛躍

木帆船的建造在不同歷史時期所使用的工具是不斷演進(jìn)的，按木作加工用具的材質(zhì)可以分為石器時期、青銅器時期和鐵器時期。在鐵器時期，鐵制工具的出現(xiàn)與應(yīng)用使得木帆船制造工藝發(fā)生了巨大的變化，而學(xué)用西方的比例圖紙、螺栓連接、電動工具這三項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)后，木帆船建造的制作精度、質(zhì)量、效率等方面都發(fā)生了質(zhì)的飛躍，是中國木帆船建造工藝的歷史性飛躍。

鴉片戰(zhàn)爭后，中國木帆船建造采用“新工藝”越來越普遍?，F(xiàn)在各地新建造的木帆船和仿古木帆船幾乎都是用“新工藝”，如平潭博物館建造的“趕繒戰(zhàn)船”、長樂博物館建造的“鄭和寶船”、南海博物館建造的“華光礁Ⅰ號”、舟山建造的“綠眉毛”仿古帆船以及遼寧盤錦建造的漁船實(shí)船等。

學(xué)用西方新技術(shù)是一個演進(jìn)過程，它有一定的時間跨度，當(dāng)然也并不是平行進(jìn)行的，學(xué)用過程出現(xiàn)的早晚、時間的長短和用于實(shí)踐的程度，在不同地域、船類和船廠會產(chǎn)生很大的差異。造成學(xué)用效果差異的主要原因在于接觸和學(xué)習(xí)西方先進(jìn)工藝時各種條件的不同，洋務(wù)運(yùn)動中產(chǎn)生的福建船政局、江南制造總局等所具備的條件是最為優(yōu)越的，因此成為中國當(dāng)時最早學(xué)用西方先進(jìn)制造工藝的最成功的典范。對于難以接觸到或不具備學(xué)用西方新技術(shù)條件的民間造船工匠來說，學(xué)用西方新技術(shù)就比較晚，尤其是在型線圖的繪制和應(yīng)用方面，他們?nèi)匀豢總鞒星拜叺慕?jīng)驗(yàn)來造船。直到新中國成立后，木帆船才普遍被鋼船所替代，一些船匠通過培訓(xùn)等方式學(xué)用了船舶型線圖等船舶圖樣，隨后船舶圖樣在木帆船上逐步得到普遍應(yīng)用。

中國木帆船建造的“傳統(tǒng)工藝”與“新工藝”的區(qū)分，從技術(shù)上來劃分和判定似乎更合理一些。中國木帆船建造的“傳統(tǒng)工藝”指采用中國土生土長的建造工具并依照傳承前輩經(jīng)驗(yàn)來造船的工藝。因此，凡用到前述西方四項(xiàng)新技術(shù)中的任何一項(xiàng)或幾項(xiàng)建造的船就不是真正傳統(tǒng)意義上的古船，因?yàn)樗皇峭耆捎谩皞鹘y(tǒng)工藝”來建造的，所建造的木帆船也就不能籠統(tǒng)稱為是繼承“傳統(tǒng)工藝”的產(chǎn)物，只能稱之為仿“傳統(tǒng)工藝”造船，只是建造工藝中仿“傳統(tǒng)工藝”的程度不同而已。

值得一提的是，中國建造木帆船用桐油灰作艌料的艌縫工藝乃是保存至今的真正的中國木帆船建造的“傳統(tǒng)工藝”之一，凸顯了中國的傳統(tǒng)特色。因此，正確認(rèn)識使用“傳統(tǒng)工藝”來建造中國傳統(tǒng)木帆船的真實(shí)含義很有必要。鑒于中國木帆船建造的“傳統(tǒng)工藝”的瀕?，F(xiàn)狀，造船工匠的意識、造船工藝以及木帆船的制作過程亟須保護(hù)，避免失傳。我們須尊重文化的原真性，繼承中國木帆船建造的“傳統(tǒng)工藝”已經(jīng)成為船史工作者的重大課題。

當(dāng)下使用真正意義上的中國木帆船建造的“傳統(tǒng)工藝”來建造一艘實(shí)船使其航行于大海，以實(shí)踐來證明其不論在航海性能上還是在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上都是實(shí)用的和優(yōu)秀的，可見中國木帆船傳統(tǒng)建造工藝的建造實(shí)踐意義重大，乃是中國木帆船建造技術(shù)傳承的需要。中國木帆船的建造用“傳統(tǒng)工藝”與用“新工藝”相比較，前者不僅技術(shù)難度大而且費(fèi)工費(fèi)時，建造成本成倍地增加，所以困難較大。但是，盡管難度很大卻是人心所向，這是歷史賦予我們的使命。

總而言之，中國傳統(tǒng)木帆船的建造不一定都是用“傳統(tǒng)工藝”，始于近代的中國木帆船的非傳統(tǒng)工藝是學(xué)習(xí)引進(jìn)西方的比例圖紙、螺栓連接、電動工具、尼龍繩索四項(xiàng)新技術(shù)的成果，是學(xué)習(xí)和引進(jìn)西方先進(jìn)工藝技術(shù)的具體表現(xiàn)，它極大地提高了中國木帆船的建造水平，是中國木帆船建造工藝的歷史進(jìn)步。