Ｔ谖鞣绞淙氲淖悦拥然底爸玫挠跋煜峦踽缭粗坪缥⒙趾⒋鳌⒆宰サ然怠Ｆ渲新趾且灾亓ξΦ募剖逼魉琛笆治⒒闭庖还辜嗟庇谙执颖碇械那茏萜骺墒钩萋衷俗缺渎头乐沟棺Ｋ股杓屏俗远舯盏恼⒚藕褪噶蟮仍赜谧宰摹缎轮浦钇魍妓怠芬皇橹小Ｓ傻擞窈谑谕踽绫室氩⒒嫱嫉娜肀尽对段髌嫫魍妓怠酚谔炱羰辏�1627）刊印。此书次系统介绍了该时期西方的先进机械工程技术知识包括曲柄连杆、链轮、齿轮系、蜗轮蜗杆、飞轮等机构以及人力、畜力、风力、重力的应用等。但由于当时中国的社会情况和时势变迁除时钟外该时期传入的西方机械及有关工程技术并未引起重视更乏人继续予以介绍、引进及传播。
此外汤若望为明末徐光启主持修历工作时的重要成员曾主持制作浑仪、天球仪等天文仪器。崇祯九年（1636）他奉旨设厂铸炮铸成大炮二十门可射重四十磅的炮弹。这些对该时期机械工程技术的展也起到一定的作用。
第七节交通运输造船与航海1。造船业的展。
明代前期造船业有了很大的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6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。这种船吃水深转向灵活乘风破浪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（14o5）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11o°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15o。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。7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o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航再乘以航行时间即可求知航程。据研究当时船的航行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o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。
6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6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。
第八节兵器明代是兵器制造技术大展的时期。明朝统治者非常重视兵器特别是火器的生产、研制和应用并用以装备军队。如明成祖创建的神机营与当时五军营、三千营合称京军三大营内卫京师外备征战就是一支完全用火枪火炮装备起来的机动部队。
明代的火器不仅种类繁多1质量也不断提高。其中尤以管形火器展很快如由简单的火铳展到各种类型的火枪和巨炮由单管单展到多管连还创制或改进了较先进的枪炮瞄准装置和击装置等。管形火器取得展后逐渐取代了一部分传统的抛石机和弓弩使冷兵器和火器在军队装备中的比例开始生带有根本性的变化。另一方面由于当时火器的结构和性能还不完善制造能力也很有限不足以完全取代冷兵器因此明代的冷兵器也有所进展出现了一些新的创造明。
明初的管形火器通常称做枪、铳、炮爆炸性火器也常常称做炮在名称上并没有严格的区分。有些大型火炮还尊称将军如大将军、二将军、夺门将军等。管形火器一般由铁或铜铸成圆筒形口径较大身管较短火药由炮口装填用火绳火射石弹、铅弹和箭等。这时的火器还存在很多缺点如装填及射缓慢费时且射程不远；体形笨重不便于机动作战；没有刺刀之类的装置火器手缺少近战和自卫能力；没有瞄准装置命中率很低等。为了克服这些缺点明中叶以后一些火器研制家曾对这类火器做过许多改进。如英宗正统十四年（1449）造两头铳可旋转连放后来又创制出夹把铳、二眼铳至十眼铳等多管或多节铳。这类新型火铳可以单放、齐放或连放部分地解决了装填及射击度慢的问题。代宗景泰元年（145o）根据辽东戍军的建议曾将手把铳的木柄增长为七尺并安上矛头这样在手铳施放后可用以与敌进行格斗。后来还制有子母铳、剑枪、铳棍等。这种使火器和冷兵器相结合的设计加强了士兵在短兵相搏时的主动性和自卫手段。嘉靖二十五年（1546）曾制造一种百出先锋炮上面有锐锋如戈形长六寸亦可像冷兵器的铁枪一样使用。上面提到的手把铳、子母铳、百出先锋炮等可说是近代安装制式枪刺的先声。为了减轻重量以利于野战景泰四年（1453）曾将永乐时造的三十四斤大铳改为重八斤的小铳嘉靖时又造出一种千里铳平时悬挂于腰间遇敌举手可放更为轻便。另外明中叶以后部分火炮的炮弹已由实心弹改进为爆炸弹《武备志》所载八面旋风吐雾轰雷炮、飞濛炮、龙云霹雳猛火炮、毒雾神烟炮等都是射爆炸弹以炮弹的碎片或喷出的毒火、毒烟杀伤敌人大大提高了火炮的威力。
1《明史》卷九二《兵志四》载：“明置兵仗、军器二局分造火器”造有将军炮、神机炮、佛郎机炮、手把铜铁铳、无敌手铳、鸟嘴铳、双头铁枪、快枪等数十种。
自十六世纪以后中国的各种火器不仅在原有基础上继续展而且传入了一些外国火器并经过仿制和创新丰富了中国火器的品种改进了火器的效能。明代由外国传入的火器中具有较大影响的是佛郎机炮和鸟嘴铳。“佛郎机”是当时对欧洲人的泛称。正德十二年（1517）葡萄牙使臣乘舰船到�