1.造船业的发展。 　　明代前期，造船业有了很大的发展，船舶制造技术也达到历史上的最高水平。当时南京、江苏、浙江、江西、湖北、广东、福建等地都设有官营大型船厂，此外各地也有不少小型的民营船场。所造船舶种类繁多，如有用于远洋航行的大海船，近海运粮的遮洋船、海鳅船，漕运用的漕船，各种类型的战船，以及适合于不同用途或适航于各江河湖海的巡船，快船，江汉课船，三吴浪船，东浙西安船，福建清流船、梢篷船，四川八橹船，黄河满篷梢船，广东黑楼船、盐船，黄河摆子船等①。所造船舶数量也很大，如永乐十二年（1414）凿成会通河后，漕船成为南粮北运的主要运输工具，每年运送漕粮达三四百万担，运船之数达三千艘，后又陆续增至万艘，天顺以后，“定船万一千七百七十”②，可见所用漕船数量之多，而且这些船只按规定还要“三年小修，六年大修，十年更造”③。这种情况明显地反映出明代所拥有的造船能力和造船业的发达。 　　明代造船就船型而言主要有沙船、福船和广船。南京和江苏太仓等地船厂主要是造方头方艄平底多桅篷的沙船。沙船最早出现于唐代，后不断有所改进。这种船“底平篷高，顺风直行，逆风戗走”①，安全、平稳、快捷，顺风逆风均能行驶，且装置有披水板（腰舵）、梗水木和太平篮等，稳定性和适航性都很好，是一种性能优良的船型，不仅用作漕船、战船，而且也常作远洋航行的海船。福建所造福船，底尖上阔，首昂尾高，船体有上下四层，最上层两侧有护板，可凭以战，矢石火器皆俯发。这种船吃水深，转向灵活，乘风破浪速度快，适于在狭窄或多礁石的航道中航行，是一种性能良好的战船。广东所造广船，头尖体长，梁拱较小，两旁搭架摇橹风篷俱与福船不同。但其吃水较深，结构坚固，有较好的续航能力，也是我国古代南海航线上的一种重要船型。此外，明代也有人试图建造新型船舶，如唐顺之曾议造定波船，这种船底似沙船可涉浅水，面似福船便于攻防，卢崇俊造静江龙舡，则是一种有八轮的车船。 　　明代造船已经有一套成熟的工艺流程。如当时规模最大的南京龙江船厂，占地广阔，有巨大的船坞，船造成后，可直接在长江下水。厂内分工细致明确，除主要的船体制造场所外，还附设有艌、铁、篷、索、缆、细木、①沈■：《南船记》；宋应星：《天工开物》卷九《舟车》。 　　②《明史》卷七九《食货志三》。 　　③《明史》卷七九《食货志三》。 　　①何汝宾：《兵录》。 　　油漆等八九个作坊②。沈■《南船记》相当详尽地记述了各类船舶的构件及器具的名称、尺寸、工料定额和修造规定等，并附有船图。这部著作，“图之形像以便效法，析之度数以便量材，条之因革以便考信，别之章程以便计功”③，是关于中国古代造船技术的一部难得的重要文献。宋应星《天工开物·舟车》对漕船、海船等的形制和造法也有较详细的描述。南京宝船厂承造的郑和下西洋所乘宝船，则可作为明代造船技术成就的突出代表。 　　2.郑和宝船。 　　自永乐三年（1405）至宣德八年（1433）二十八年间，明廷曾命三保太监郑和率领船队先后七次出使西洋。西洋，在南宋至明末清初泛指南海以西（约东经110°以西）海域及沿海地区，大致为现在的南洋群岛和印度洋一带。郑和率领船队泛越南海，横渡印度洋，远达非洲东海岸，遍访东南亚、南亚、阿拉伯、东非和北非“凡三十余国”①，“涉沧溟十万余里”②。这是中国航海史和世界航海史上的空前壮举，是中国对外关系史上的重大事件，同时也充分显示了中国古代造船技术和航海技术的先进水平。关于郑和其人其事，本卷下册别有传。 　　据《明史》、《太仓州志》等现有文献记载，郑和第一次下西洋的船队规模是最大的，计有各类人员两万七千八百余人，分乘宝船及各种辅助船只共二百零八艘。其中大型海船称为宝船，有六十二艘。 　　郑和宝船的船型与结构，因有关资料曾被毁弃，迄今尚难确定，多认为应是方头平底的大型沙船，船体庞大，帆多桅多，大者长四十四丈（约合150.5米），宽十八丈（约合61.6米）③，张十二帆④，“体势巍然，巨无与敌”⑤，甚至篷帆锚舵也“非二三百人莫能举动”⑥。1957年在南京下关宝船厂旧址曾出土一件木制巨型舵杆，长达11.07米，现藏中国历史博物馆。舵杆如此之巨，宝船的规模也就可想而知了。有学者根据对宝船长宽比例及适航性能的分析，认为文献所载“广十八丈”为“广于八丈”之误，但正史、家乘均有大致相同的记载，所以究竟何者为是，尚有待更深入的研究。建造这样大型的船只，要有相应的船坞，还要采取一些特殊的技术措施，如龙骨加长，龙骨接头比一般规定要高，需要设法使接头避开桅位，以保证船体主体结构的安全；两侧的大■也要相应增多，以增加纵向强度；用坚牢可靠的水密隔②《龙江船厂志》。 　　③沈■：《南船记》。 　　①《明史》卷三○四《郑和传》。 　　②宣德六年（1431）郑和在福建长乐南山寺所立《天妃之神灵应记》碑。③《明史·郑和传》载“造大舶，修四十四丈、广十八丈者六十二”。 　　④费信：《星槎胜览》。 　　⑤巩珍：《西洋番国志》。 　　⑥巩珍：《西洋番国志》。 　　舱，以提高船体的抗沉性能等。郑和宝船是明代造船能力和先进技术水平的重要标志。 　　3.郑和航海图。 　　我国航海技术，在明初仍保持着世界先进水平。郑和远航的成功，不仅与先进的造船技术有关，而且与当时先进的航海技术也是分不开的。先进技术包括导航工具、掌握航向和有效利用风力的技术手段，以及准确的针路记载和海图绘制等等。 　　罗盘是海上航行最重要的仪器。郑和下西洋时，宝船上设有专门放置罗盘的针房，选派最有航海经验的人为大长，根据罗盘、针路和海图掌握航向。同时还派有专人负责用牵星板观测北极星、华盖星或其他方位星，以确定船舶夜间航行时所在的地理纬度。此外，还有简便易行的计算航速和航程的计程法，测量海水深度的测深器等。如当时在航海上把一昼夜分为十更，多用燃香以计量时间。已知船舶长度，再把木片从船头投入海中，测量木片到达航尾所用的时间，前者除以后者即可求得航速，航速再乘以航行时间即可求知航程。据研究，当时船的航行速度，一般是一更六十里。测深器则是用长绳系结铁器以测水深兼以了解海底情形的器具。 　　明代茅元仪《武备志》卷二四○所收郑和下西洋绘制的航海地图，名为“自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图”，现通称“郑和航海图”，是世界上极负盛名的中国古代航海图。郑和航海图有四十面，二十图，可合为一长卷。图上绘有航途沿岸国度、地形、山脉和特殊标志以及所经岛屿、礁石、浅滩等，尤其是比较详细地注明针位、牵星记录、水深和航路，如其所标针路记有开船地点、航向、航程和停泊处所等。由此可见郑和航海图的内容是相当丰富和完备的，并且具有很高的实用价值，它在东西交通史和航海史上占有非常重要的地位。 　　陆上交通运输工具宋应星在《天工开物》卷九《舟车》中指出：“四海之内，南资舟而北资车，梯航万国，能使帝京元气充然。”就是说，在国内，南方用船而北方用车，人们凭借车船，翻山越海，贸易往来，才使得京都繁荣起来。各种形制和用途的车辆一直是中国古代最主要的和应用最广泛的陆上交通运输工具。据《天工开物》所载，明代有双轮和四轮骡车，其中四轮大车，可载重五十石，骡马多达十二挂，少的也有八挂，双轮骡车则和近代北方通用的大车大致相同。此外还有装运粮草的牛车，盛行于山西，用牛拉的轿车，盛行于河南。独轮车，又称手推车、二把手、羊角车及江州车子等，据传为诸葛亮木牛流马的遗制。有的独轮车上部为平面，有的则装有立架。明代北方的独辕车，人推其后，驴曳其前，可载货四五石，亦可乘人，南方独轮推车则仅由人推，可载货两石。明代车辆种类很多，难以枚举，所以，《天工开物》仅对其作了简略的介绍。 　　晚明时期的王徵，是一位对中国和西方机械都很有兴趣的学者。 　　他不仅研究过木牛流马，而且在《新制诸器图说》中提到他还曾研制一种“自行车”，并制成“能自行三丈”的小样。“自行车”是利用所载货物重力，通过齿轮系，驱动车轮旋转。他推测“若作大者，可行三里”。这种“自行车”，在机构上是说得通的，但需要不断提升作为动力源的重物，因此实际上恐怕难以应用，而其创意则无疑是很新颖的。