你知道明朝的“封舟”有多大吗?兼论古代船“料”的真正含义
众所周知,中国古代造船技术先进,宋朝和明朝分别出现了两次造船史的高峰,水密仓、指南针、平衡舵、尖底船等技术在两宋被广泛应用,将中国的造船技术推向高峰,奠定未来六七百年领先世界的基础。
谈到古代的船舶,常会用到“料”这个单位,比如3000料大船、500料战船等,可是由于史料的遗失,现代对“料”的认识有限,所以大家对古代“千料大船”也很难有直观的概念,无法与现代船舶进行纵向比较。今天笔者结合宋、明两代的船舶数据,探究“料”的真实意思。
船“料”的意思存在分歧
许多学者对古代船“料”作过研究,但分歧比较大,主要解释分成三种:
1、“料”用于衡量船只的载重量。与现在的排水量异曲同工,料是一种重量单位,但1料等于多少石,说法不一。1000料大船既有说载重量500石的,也有说1000石,最多还有3000石的说法。这些都是早期的研究,接受度较低。
2、“料”是一种容积单位。随着发现的史料增加,越来越多的学者认为“料”是一种衡量船舱大小的容积单位,即甲板以下主船舱的体积。
3、“料”表示造船所用的木料多少。古代造船必须根据船体的大小估算需要多少木料,船体越大、用料越多。持有这种观点的学者极少,认可度低。
小结:3种说法有一定的相关性,因为船舱的体积会影响排水体积,再根据水的密度得出排水量,而船体大小也影响造船木料的多少。所以,如果知道船舱的体积,其它2个观点也容易解释。
那么,“料”到底是什么概念呢?
首先,“料”应该是一种通用的计量标准,而且不复杂。我们的祖先非常聪明,不可能把“料”定义的太过复杂。就像亩、里等计量单位一样,定义都非常简洁,1亩为240平方步,1里为360步。“料”与船舶的参数也一定存在某种计算规律,古代只有极少数人会复杂的数学运算,因此规律不会太复杂。
其次,从古代的车船税得到启发。中国从西汉便有车船税的征收记载,宋朝市舶司课征船税的时候,需要知道船舶的载重量、长、宽、深等信息。“力胜者(载重量),计所载之多寡,以税其舟;船只力胜若干、樯高若干、船面阔若干、船身长若干,报于市舶司。”明朝课征船税的方法是:“长若干、阔若干、舱口若干,约计料、力胜。”
显然,船只的长、宽、深是税务官征收“船税”的重要参数,税务官员根据3个参数计算出货船大约多少料,再折算出载重量,最后课征船税。
最后,化繁为简,体积是最方便的计量标准。无论百姓交粮,还是官府发放俸禄,都不是用秤称量,都是借用“斗、斛”等量器做到的,因为大米、小麦等粮食的堆密度是固定的,体积一旦确定,也就知道了重量。船也是同样的道理,造船厂可以测算出“料的多少”,征税官员应该也可以得出差不多的结果才对,否则就容易偷税漏税。显然,体积是比较容易计算的结果,只要大致测出船只的“长、宽、深”,就能算出船料的约数,从而依此征税。
船“料”应该是船舱的容积
料既然与船舱的长、宽、深等3参数有关系,那么“料”是如何计算出来的呢?
先看古代船只的结构。古代船只长度分成全长、三段龙骨长(水下部分)和底长,底长又称为主龙骨长。三段龙骨长一般是全长的70%,主龙骨长约占全长的50%。船的深度指甲板至船底的深度,甲板上面的官舱部位不算。经过对宋朝海船的数据分析,宋代海船的长宽比在4至6之间,宽深比在2至3左右。
船舱容积的估算方法。船舱的体积可以简化为:容积(V)=三段龙骨长(L1)X船阔(W)X船深(H),或者V=全长(L)X 0.7 X船阔(W)X船深(H)。实际上船中的形状不同,真实容积和估算值会有差异,考虑到古代的数学水平,这种方法简单实用,符合实际。
以宋代船只为例。《宋会要·食货志》中记载了一系列船只的“料数”和尺度,笔者经过整理,如下表所示。注:红色为估算值,表示该数据缺失。
宋朝“料”代表体积,1立方丈为100料。可以看到1000料铁壁铧嘴海船的容积为10.71立方丈,400料铁壁铧嘴海船的容积为3.7立方丈,200料海船的容积在2立方丈左右。考虑到古代船舶的“料数”都是100的倍数,取整数看,我们能够猜测宋代的船“料”是体积单位,每100料等于1立方丈。
以800料多桨船为例,总长8.3丈、阔2丈、舱深未知,可以利用宽深比2至3,估算舱深约7尺,三者相乘为8.13立方丈,取整约为800料。
应用到明朝河船,稍有变化
刚才分析了宋代海船“料与容积”的关系,“1立方丈=100料”的结论与事实比较吻合。可是测算方法应用到明朝的河船,却稍有不同。明朝《南船纪》和《龙江船厂志》有部分400料以下河船的数据,可以看到河船的船舱都比较浅,这也体现海船和内河船的差别。海上浪高风急,船体比较吃水够深才能保持平稳,所以宋朝发明了尖底海船;而河面风浪较小,所以都是平底船。
河船的“三段龙骨长”应该为全长的60%。河船的平均宽深比为3,而且吃水较浅,因此船只的水下部分,即三段龙骨长只有全长的60%。对比分析明朝的6艘河船,可以看到200料以下的河船,其“容积与料数”吻合效果较好,400料河船存在一定偏差。
明朝“封舟”有多大?
与“两宋只能以文化代表华夏”不同,明朝是真正的天朝大国,真正做到了汉唐以来的“君临天下、万邦来朝”的盛况。琉球王自从永乐2年(1404年)接受中国的册封后,每任新国王继位,都会向明朝请求册封,“国王嗣立,皆请命册封”。终明一朝,共派遣15次使者到琉球的册封国王,每次都会乘坐巨大的“封舟”。大家知道皇帝讲究气派,代表天朝威仪的“封舟”必定是顶级巨舰,可是它到底有多大呢?
关于明朝出使琉球的封舟,5艘有确切资料可查,只有4艘资料完整,如下表。显然“封舟”是非常大的海船,平均长、宽、深分别为14.9丈、2.9丈、1.4丈,换算成现代单位,则为47.7米、9.3米、4.5米(只是甲板到船底的深度,甲板上面还有高大的楼层,实际高度可能超过10米)。“封舟”可以说是不折不扣的超级巨舰,所以有学者认为郑和宝船实际就是“封舟”,笔者也赞成这个观点,无论从封建礼制和结构力学的角度,宝船夸大的成分太多,许多专家作过考证,不再赘述。
估算“封舟”大小约4000料。史书没有提到过“封舟的料数”,笔者根据前面的结论,对“封舟”的“料数”进行估算,平均容积41立方丈,取整的话,约为4000料。
船“料”与排水量之间的关系
通过前面的研究,我们大致确立了“容积与船料”的关系,即1立方丈=100料。我们可以设想税务官对船只征税的场面,先问船的料数、长、宽、深等数据,再目测或者测量船只的实际长、宽、深,当然古人都是“取整”计算体积,最后算出船的料数,这样船家便难以瞒报,征税也有法可依,保证公平。
分析到这里,大家已经知道船“料”如何估算,可是不作古今对比,仍难以有直观印象,所以需要分析“船料与排水量”之间的关系。
先普及一个概念,方形系数:船只的排水体积与长、宽、深的体积之比。一般情况下,木质帆船的方形系数在50%左右;从数学上看,水线占总长比例为0.7,横截面为梯形,水下宽度与甲板宽度约为0.7%,因此估算排水体积与长方体体积的比例为0.49。
估算“封舟”的满载排水量为968吨。船舱的容积决定了“封舟”排水量的上限,明朝1丈为3.2米、1立方丈为32.8立方米,“封舟”船舱长方体的平均体积约59立方丈,折合1935立方米。因此“封舟”的排水量为968吨。再做一个对比分析,1986年下水的马尾造船厂建造的货船,长、宽分别为51.7米、9.2米,吃水线3.65米,与封舟的参数非常接近,它的载货量为700吨。我们根据货船的载重量系数(载重量/满载排水量)0.65,反推其满载排水量为1100吨,所以“封舟”的排水量基本靠谱。
排水量与船“料”的关系:1料代表的排水量为0.24吨(968/4000=0.24)
总结:船“料”是容积单位,1料代表0.24吨排水量
经过分的,大家应该清楚了“料”的概念,即“料”是古代用于衡量船的容积的单位。由于容积决定排水量,所以可以与排水量直接挂钩。
1、根据对宋、明两朝的船体结构分析,1料可以代表0.24吨的排水量,古代千料大船的排水量约240吨。
2、明朝的“封舟”是4000料的巨型海船,排水量968吨,换到20世纪也是大型海船,中国65型护卫舰(长90米、宽10.2米、吃水2.9米)也才1200吨,近观则是庞然大物,由此可见中华民族的智慧。