比西方早一千年的中國(guó)車(chē)輪舟

何國(guó)衛(wèi)

早在晉代義熙十三年（公元417年）出現(xiàn)的車(chē)輪舟是中國(guó)古代造船技術(shù)中一項(xiàng)重大發(fā)明。西方對(duì)車(chē)輪舟研究和制造情況如何呢？德國(guó)人威爾喬利亞斯（Robertus Valturius）在他刊行于1472年的《軍事》（“De Re Militari”)一書(shū)中提到備有五軸10個(gè)槳輪的船和另一個(gè)備有一軸2個(gè)槳輪的船。對(duì)此著名英國(guó)學(xué)者李約瑟（Joseph Needham，1900～1995）在《李約瑟文集》里寫(xiě)道：“在十五世紀(jì)德國(guó)技術(shù)手稿中提出過(guò)關(guān)于制造明輪船的建議，而這些船可能是在無(wú)所不在的豎式水車(chē)啟示下的再次發(fā)明。”據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記有，歐洲槳輪船的第1次試驗(yàn)，是于1543年在西班牙的巴塞羅那進(jìn)行的。由中外文獻(xiàn)的對(duì)比可知，中國(guó)發(fā)明和使用的槳輪船，要比西方早一千年。

圖1 徐壽、華衡芳像

從“黃鵠”號(hào)說(shuō)起

1840年，西方的“堅(jiān)船利炮”打開(kāi)了中國(guó)閉關(guān)的國(guó)門(mén)，一批有識(shí)之士提出“師夷長(zhǎng)技以制夷”的口號(hào)，掀起了一場(chǎng)救國(guó)圖強(qiáng)的洋務(wù)運(yùn)動(dòng)，如自學(xué)成才的業(yè)余科學(xué)家徐壽、華衡芳（圖1）等投身于船舶修造業(yè)，1865年4月由他們自行設(shè)計(jì)、自己制造的蒸汽明輪船“黃鵠”號(hào)誕生了。

“黃鵠”號(hào)船長(zhǎng)55尺，載重量為25噸，船中兩舷對(duì)稱裝置著一對(duì)大型木質(zhì)轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪裝有劃水槳板，如同農(nóng)村的水車(chē)，車(chē)輪是靠自行設(shè)計(jì)制造的蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的?！包S鵠”號(hào)于1866年春在南京下關(guān)的揚(yáng)子江試航成功，在不到14小時(shí)內(nèi)逆流行駛了225里，時(shí)速約16里；而返回時(shí)順流航行僅用了8小時(shí)，時(shí)速約28里。當(dāng)時(shí)曾國(guó)藩對(duì)輪船的性能甚為滿意，望著這艘由中國(guó)人自己設(shè)計(jì)并制造的輪船，遂將輪船命名為“黃鵠”號(hào)。并無(wú)限感慨地在當(dāng)天的日記中寫(xiě)道：“竊喜人之智巧，我中國(guó)人亦能為之，彼不能傲我以其所不知矣。”圖2和圖3分別是“黃鵠”號(hào)的復(fù)原描繪圖和復(fù)原模型照片。

盡管“黃鵠”號(hào)是學(xué)習(xí)模仿西洋蒸汽機(jī)輪船研制的，但“黃鵠”號(hào)是中國(guó)人自行研制，并以手工勞動(dòng)為主建造成功的中國(guó)第一艘蒸汽機(jī)明輪船，它象征著中國(guó)帆船時(shí)代的行將結(jié)束和近代輪船時(shí)代的到了，可以說(shuō)它的建造揭開(kāi)了中國(guó)近代船舶工業(yè)發(fā)展的帷幕。

在上海世博會(huì)中國(guó)船舶館廣場(chǎng)的“船史大道”上，擺放著第一條木殼明輪船——“黃鵠”號(hào)，船體兩舷的兩個(gè)大輪盤(pán)，引起了眾多觀眾的好奇與猜想，船體兩側(cè)各安裝一個(gè)大輪子派什么用場(chǎng)？它不就是船舶的明輪推進(jìn)器嗎？正是。

雖然“黃鵠”號(hào)兩舷的兩個(gè)大輪盤(pán)是靠蒸汽機(jī)動(dòng)力帶動(dòng)輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的，但要知道人力轉(zhuǎn)動(dòng)輪盤(pán)的車(chē)輪舟在中國(guó)晉代早就有之。安裝輪子的船，就是我國(guó)古代的車(chē)輪舟，亦稱車(chē)輪舸、輪槳船、車(chē)船等，因車(chē)輪舟主要出現(xiàn)在戰(zhàn)船上，所以車(chē)輪舟也稱車(chē)輪戰(zhàn)艦。

因?yàn)檫@種船的槳輪下半部浸入水中，上半部露出水面，由于其側(cè)之推進(jìn)輪極似車(chē)輪，故后來(lái)又稱之為車(chē)輪舟或車(chē)船。所以稱為“明輪船”或“輪船”，以便和人工劃槳的木船、風(fēng)力推動(dòng)的帆船相區(qū)別。

“黃鵠”號(hào)出現(xiàn)之前中國(guó)的車(chē)輪舟是人力踩踏輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)輪盤(pán)的，根據(jù)槳輪的多少和船寬的大小配置踩踏船員的人數(shù)，圖4是一艘車(chē)輪舟的剖視模型照片，可以看到每根轉(zhuǎn)軸的兩舷側(cè)各置一個(gè)車(chē)輪，船艙內(nèi)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸位置的左右各有6名踩踏船員正在踩踏作業(yè)中的使用情況。

圖2 “黃鵠”號(hào)的復(fù)原描繪圖

中國(guó)車(chē)輪舟最早出現(xiàn)在晉代的渭水

中國(guó)最早出現(xiàn)車(chē)輪舟是在晉代義熙年間的渭水上。歷史上的晉朝大將劉裕，在鎮(zhèn)壓了孫恩、盧循所統(tǒng)率的農(nóng)民起義軍之后，就大舉攻擊建都長(zhǎng)安的后秦。據(jù)《二十五史》所載唐代李延壽撰寫(xiě)的《南史·王鎮(zhèn)惡》中記載，晉義熙十三年（公元417年），劉裕的部將王鎮(zhèn)惡，由黃河乘槳輪船，“溯渭（水）而進(jìn)，艦外不見(jiàn)有行船人。北土素?zé)o舟楫，莫不驚以為神。”《資治通鑒》也有記：“（王）鎮(zhèn)惡溯渭而上，乘蒙沖小艦，行船者皆在艦內(nèi)：秦人見(jiàn)艦進(jìn)而無(wú)行船者，旨驚以為神”。王鎮(zhèn)惡所乘小艦，既不張帆也不劃槳，藏在艦內(nèi)的行船者當(dāng)是腳踏車(chē)輪使船逆水急進(jìn)，這是在世界上首次出現(xiàn)槳輪船的生動(dòng)記錄，這為科技史家所公認(rèn)。

圖3 “黃鵠”號(hào)復(fù)原模型照片

圖4 車(chē)輪舟剖視模型

關(guān)于中國(guó)發(fā)明和實(shí)際使用的車(chē)輪舟，自晉代而南北朝，以迄唐、宋直至清代，車(chē)輪舟在史籍中不乏記載。南北朝時(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家和機(jī)械發(fā)明家祖沖之（429～500）的“千里船”就是車(chē)輪舟，《祖沖之傳》有記“又造千里船，于新亭江試之，日行百余里?！?“不因風(fēng)水，施機(jī)自運(yùn)”的千里船，即車(chē)輪舟。

南朝梁大寶二年（公元551年），水軍將領(lǐng)徐世譜與侯景戰(zhàn)于赤亭湖（今湖南華容）時(shí)，景軍甚盛?！笆雷V乃別造樓船、拍艦、火舫、水車(chē)，以益軍勢(shì)?！髷【败姟保焓雷V所造“水車(chē)”，就是車(chē)輪戰(zhàn)艦。

《舊唐書(shū)·李皋傳》記載李皋“常運(yùn)心巧思，為戰(zhàn)艦，挾二輪蹈之，翔風(fēng)鼓浪，疾若掛帆席”。

到了宋朝，車(chē)輪舟進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期，在當(dāng)時(shí)的水戰(zhàn)中，往往出動(dòng)數(shù)百艘乃至上千艘車(chē)船稱雄于江河湖港之上。

槳輪船在南宋時(shí)期得到了較大規(guī)模的發(fā)展。當(dāng)時(shí)農(nóng)民起義軍領(lǐng)袖楊么的部下高宣，設(shè)計(jì)制造了多種大小槳輪船。其車(chē)數(shù)（一輪叫做一車(chē)）有4車(chē)、6車(chē)、8車(chē)、20車(chē)、24車(chē)、32車(chē)等，中型的載戰(zhàn)士二三百人，大型的長(zhǎng)二三十丈，吃水一丈左右，能載千余人。槳輪船在出現(xiàn)后的1000多年中，發(fā)揮過(guò)巨大作用，直到20世紀(jì)初，我國(guó)南方地區(qū)還有少量的槳輪船。

圖5 南宋造23個(gè)踏輪的車(chē)船 (原始圖)

圖6 南宋時(shí)期的23車(chē)車(chē)輪戰(zhàn)船模型照片

在宋代甚至將車(chē)輪戰(zhàn)船列入水軍編制，宋朝水軍備有槳輪戰(zhàn)艦的最早記錄是1130年。宋朝將車(chē)船列入水軍的編制并有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，宋代的文獻(xiàn)記有：“偶得一隨軍人，原是都水監(jiān)白波輦運(yùn)司黃河掃岸水手都料高宣者，獻(xiàn)車(chē)船樣，……打造八車(chē)船樣一只，數(shù)日并工而成。令人夫踏車(chē)于江流上下，往來(lái)極為快利。船兩邊有護(hù)車(chē)板，不見(jiàn)其車(chē)，但見(jiàn)船行如龍，觀者以為神奇，乃漸增廣車(chē)數(shù)，至造二十至二十三車(chē)大船，能載戰(zhàn)士二三百人?！薄独罴s瑟文集》載有，南宋時(shí)高宣等人（1130年）建造的有23個(gè)踏輪的車(chē)船，長(zhǎng)100、寬15～20英尺，凡車(chē)數(shù)出現(xiàn)單數(shù)者，除有成對(duì)的舷車(chē)輪之外，必有一尾車(chē)輪，如圖5。

船史學(xué)者精心復(fù)原制作了23車(chē)宋代車(chē)輪舟復(fù)原模型。槳輪外裝有防護(hù)板的23輪洞庭湖車(chē)船模型，陳列展示在嘉興船文化博物館，古代先進(jìn)的原始形態(tài)輪船，滿足了觀眾的好奇心，提高了國(guó)人的自豪感，見(jiàn)圖6。

清《古今圖書(shū)集成·戎政典》載有4輪槳的車(chē)輪船圖，并記：“長(zhǎng)四丈二尺，闊一丈三尺，外虛邊框各一尺，空內(nèi)安四輪，輪頭入水約一尺”，見(jiàn)圖7。

中國(guó)清代曾收集許多木船模參加1904年世博會(huì)，展后有125艘中國(guó)清代船模被比利時(shí)MAS博物館收藏，其中有一艘置于尾部的單輪舟模型，很珍貴，此車(chē)輪舟是靠四人踩踏使得車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)推船前行，見(jiàn)圖8。

圖7 車(chē)輪舸圖（采自《古今圖書(shū)集成》）

圖8 中國(guó)清代單輪車(chē)輪舟模型照片（比利時(shí)MAS博物館收藏）

車(chē)輪舟在宋代水戰(zhàn)中大顯身手

宋代的鐘相、楊么起義反宋和虞允文抗金的“采石之戰(zhàn)”都是車(chē)輪舟在水戰(zhàn)中大顯身手的典型戰(zhàn)例，車(chē)輪舟功不可沒(méi)。

1、鐘相、楊么反宋在洞庭湖大造車(chē)輪戰(zhàn)船

建炎四年(1130)二月，鐘相、楊么起義反宋，宋廷“遣統(tǒng)領(lǐng)官安和率步兵入益陽(yáng)，統(tǒng)制官?gòu)埑珙I(lǐng)戰(zhàn)艦趨洞庭，武顯大夫張奇統(tǒng)水軍入澧江，三道討之”。紹興元年(1131)，“鼎澧鎮(zhèn)撫使程昌寓造二十至三十車(chē)大船”，“競(jìng)發(fā)車(chē)船以進(jìn)”。奈何義軍有備，不僅虜?shù)贸滩⒌拇笮蛙?chē)船，而且還獲得了隨車(chē)船作維修工作的都料匠高宣，然后在洞庭湖大造車(chē)輪戰(zhàn)船。《楊么事跡考證》記有：“水寨得車(chē)船的樣及都料手后，于是楊么造和州載二十四車(chē)大樓船，楊欽造大德山二十四車(chē)船，……兩月之間，水寨大小車(chē)樓船十余制樣，勢(shì)益雄壯?！彼未奈墨I(xiàn)《中興小記》記有，紹興二年(1132)，“時(shí)鼎 (州，今湖南常德)寇楊么、黃誠(chéng)，聚眾至數(shù)萬(wàn)，……分布遠(yuǎn)近，共有車(chē)船、海鰍頭多數(shù)百艘?！睍?shū)中引李龜年記楊么本末曰：“車(chē)船者，置人于前后踏車(chē)，進(jìn)退皆可。其名曰大德山、小德山、望三洲及渾江龍之類(lèi)，皆兩重或三重，載千余人，又設(shè)拍竿，其制(如)大桅，長(zhǎng)十余丈，上置巨石，下作轆轤，(繩)貫其巔。遇官軍船近，即倒拍竿擊碎之?！?/p>

楊么起義軍獲船匠高宣之助，大造車(chē)船，使官軍屢戰(zhàn)屢敗。紹興五年(1135)六月，楊么起義軍終被岳飛所敗?！对里w傳》記有 ：“(楊)么負(fù)固不服，方浮舟湖中，以輪激水，其行如飛。旁置撞竿，官軍迎之輒碎：(岳)飛伐君山(洞庭湖北岸)木為巨筏，塞諸港汊，又以腐木亂草浮上流而下，擇水淺處，遣善罵者挑之，且行且罵。賊怒來(lái)追，則草木壅積，舟輪礙不行。”楊么被擒斬?？磥?lái)?xiàng)蠲粗辛嗽里w的“草木壅積”之計(jì)，因車(chē)輪舟“舟輪礙不行”而敗，束手被擒。南宋大詩(shī)人陸游所著《老學(xué)庵筆記》中，對(duì)車(chē)船的描述：“鼎澧群盜如鐘相、楊么，戰(zhàn)船有車(chē)船、有槳船……官軍戰(zhàn)船亦效賊車(chē)船而增大，有長(zhǎng)三十六丈廣四丈一尺，高七丈二尺五寸，未及用而岳飛以步兵平賊。至完顏亮入寇，車(chē)船猶在頗有功云?！?/p>

《楊么事跡考證》中有“程昌寓造二十至三十車(chē)大船”；在史籍《宋會(huì)要》中也有“(紹興)四年(1134)……知州程昌寓造下車(chē)船通長(zhǎng)三十丈或二十余丈，每支可容戰(zhàn)士七八百人，駕放浮泛，往來(lái)可以御敵”的記載。

2、虞允文“采石之戰(zhàn)”抗金以少勝多其中車(chē)輪舟功不可沒(méi)。

在長(zhǎng)江抗金水戰(zhàn)中“采石磯戰(zhàn)役”（又稱“采石之戰(zhàn)”）是我國(guó)歷史上著名的以少勝多以弱勝?gòu)?qiáng)戰(zhàn)例，南宋的車(chē)船發(fā)揮了空前強(qiáng)大的震攝與殺傷威力，車(chē)輪舟發(fā)揮了重要作用。

宋紹興三十一年，金正隆六年(1161)十一月初，40萬(wàn)金兵在國(guó)主海陵王完顏亮親自統(tǒng)帥下，駐軍江北，進(jìn)逼長(zhǎng)江和州對(duì)岸采石(今安徽馬鞍山市之南)，而 “宋軍才一萬(wàn)八千”駐守，守軍將領(lǐng)王權(quán)棄軍而去，接防的將領(lǐng)李顯忠尚未到任。當(dāng)時(shí)到采石犒師的虞允文見(jiàn)到守軍兵無(wú)主帥，軍心渙散，就當(dāng)機(jī)立斷挺身而出代替主帥，組織宋軍抗金，終使采石之戰(zhàn)告捷。

“采石之戰(zhàn)”中，宋軍的車(chē)船發(fā)揮了空前強(qiáng)大的威力。十一月初八，完顏亮指揮幾百艘戰(zhàn)船強(qiáng)渡長(zhǎng)江，為首的70艘戰(zhàn)船已逼近南岸，虞允文沉著指揮、英勇反攻，用每船裝11個(gè)槳輪（邊各5輪尾1輪）的“海鰍”車(chē)船沖撞金軍艦船，犁沉過(guò)半，非淹即毀。這時(shí)恰有潰軍來(lái)自光州(今河南光山縣)，虞允文授予旗鼓從山后轉(zhuǎn)出，金兵以為援軍到達(dá)，遂逃遁，江面留尸凡4000余。第二天對(duì)金兵用夾擊戰(zhàn)術(shù)，焚其舟300余，金兵乃退敗揚(yáng)州。虞允文預(yù)計(jì)金兵將進(jìn)攻京口(今江蘇鎮(zhèn)江)繼續(xù)南犯，遂又率領(lǐng)16 000人援京口。他“命戰(zhàn)士踏車(chē)船中流上下，三周金山，回轉(zhuǎn)如飛，敵持滿以待，相顧駭愕”。不久，金兵內(nèi)亂，金主完顏亮“為其下所殺”，金兵大敗?！安墒畱?zhàn)”創(chuàng)以1．8萬(wàn)人勝40萬(wàn)人的輝煌戰(zhàn)例，虞允文和車(chē)船都功不可沒(méi)。

連續(xù)轉(zhuǎn)槳是船舶推進(jìn)的技術(shù)飛躍

由槳發(fā)展成輪槳使船舶推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)生飛躍。車(chē)輪舟推進(jìn)技術(shù)的先進(jìn)性在于木槳操作時(shí)只能做前后直線、間歇運(yùn)動(dòng)，對(duì)船所發(fā)出的推進(jìn)力也是間歇性的。船史研究學(xué)界的老前輩周世德先生在他的遺作“中國(guó)古船槳系考略”一文中對(duì)此有這樣的論述：“槳的進(jìn)一步發(fā)展就是輪槳的出現(xiàn)，即‘車(chē)船’的出現(xiàn)。從槳轉(zhuǎn)化為輪槳，在船舶推進(jìn)發(fā)展史上是件足以使史家和工程界人士為之興奮的大事。輪槳在我國(guó)創(chuàng)用之早以及后來(lái)宋朝車(chē)船種類(lèi)之多、規(guī)模之大均足以震驚世界。它使船舶的人力推進(jìn)工具產(chǎn)生了一個(gè)飛躍，達(dá)到了半機(jī)械化程度，成為古代船舶人力推進(jìn)技術(shù)的最高水平?！?/p>

輪槳，是將槳的葉片裝到輪子的周邊，這就可以使原本槳的直線、間歇、往復(fù)運(yùn)動(dòng)，變?yōu)閳A周、連續(xù)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于輪槳連續(xù)旋轉(zhuǎn)的不斷劃水，不僅可以連續(xù)推進(jìn)，避免了手力劃槳時(shí)槳必須出水而做虛功，而且可借助槳手自身的體重用腳踏轉(zhuǎn)軸就較為省力的多了。因?yàn)樵谕桓D(zhuǎn)軸上可按船寬的大小安裝很多踏腳板，由很多人同時(shí)踏之，可以發(fā)揮多人的作用，提高車(chē)輪舟的推進(jìn)效能和船速。只要車(chē)輪向前轉(zhuǎn)船就向前進(jìn)，車(chē)輪向后轉(zhuǎn)則船可后退。如此的機(jī)動(dòng)靈活，進(jìn)退自如，極大地提高了船的機(jī)動(dòng)性，這對(duì)戰(zhàn)船尤為重要，當(dāng)為首選。

車(chē)輪舟是近代明輪航行模式之先導(dǎo)，在造船發(fā)展史上具有重要意義。李約瑟曾寫(xiě)道：“這種船在中國(guó)肯定流傳下來(lái)了，因?yàn)樵邙f片戰(zhàn)爭(zhēng)期間（1839～1842年）有大量的踏車(chē)操作的明輪作戰(zhàn)帆船派去同英國(guó)船作戰(zhàn)，而且證明頗為有效，雖然結(jié)果并沒(méi)有帶來(lái)什么希望。由于向來(lái)的那種自鳴得意的心情，西方人曾認(rèn)為中國(guó)的這些船是模仿他們的明輪汽船而制造的。但對(duì)中國(guó)當(dāng)時(shí)的文獻(xiàn)進(jìn)行的研究表明，根本就不是那么回事。……在4世紀(jì)的拜占廷．曾經(jīng)提出了一項(xiàng)用牛轉(zhuǎn)動(dòng)絞盤(pán)驅(qū)動(dòng)明輪船的建議，但沒(méi)有證據(jù)說(shuō)明曾經(jīng)建造過(guò)這種船。由于手稿僅僅在文藝復(fù)興時(shí)期（14到16世紀(jì)）才被發(fā)現(xiàn)，因而不可能對(duì)中國(guó)造船匠產(chǎn)生什么影響?！?/p>

由此看來(lái)，歐洲在4世紀(jì)末剛剛提出車(chē)輪船設(shè)想時(shí)，而中國(guó)在公元417年在渭水已經(jīng)有了在船內(nèi)踏車(chē)前進(jìn)的車(chē)輪船出現(xiàn)了。歐洲于1543年作第1次槳輪船試驗(yàn)，比中國(guó)于1134年已大規(guī)模發(fā)展車(chē)輪戰(zhàn)船并編成水軍，遲了400多年。