似拙實(shí)巧水密艙

陳巍

1912年4月10日，一艘當(dāng)時(shí)世界上最豪華、最宏偉的郵輪從英國(guó)南安普敦港啟航，載著1317名乘客及908名船員乘風(fēng)破浪駛向美國(guó)紐約，這些乘客中有不少是最頂級(jí)的富豪，還有一些來(lái)自歐洲各個(gè)地方的移民準(zhǔn)備去往美洲尋找發(fā)展機(jī)會(huì)，這次航行可謂是他們的榮耀之旅、希望之旅。然而，僅僅不到5天之后的4月15日凌晨，這艘號(hào)稱“永不沉沒(méi)”的“夢(mèng)幻之船”，竟然就因與冰川擦碰后沉沒(méi)，造成超過(guò)1500人罹難。這艘船就是著名的泰坦尼克號(hào)，這場(chǎng)現(xiàn)代世界最嚴(yán)重的一場(chǎng)和平時(shí)期海難也因同名經(jīng)典電影而婦孺皆知。經(jīng)過(guò)調(diào)查，造成不可一世的現(xiàn)代郵輪沉沒(méi)的最關(guān)鍵因素，竟然在于違反了源自中國(guó)的古老造船法則，這就是水密艙壁。

勇于創(chuàng)新的叛亂者

說(shuō)到發(fā)明家，人們?nèi)菀紫氲降氖强嗨稼は氲膶W(xué)者，或者熟能生巧的工匠，然而，水密艙壁的出現(xiàn)卻被歸功于一批叛亂者。

東晉（317—420）末年，朝廷政治腐敗黑暗，許多地方都起兵反叛。其中聲勢(shì)最大、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的是以孫恩、盧循先后作為首領(lǐng)的變亂。他們利用人民不滿，召集民眾起兵反抗，其部屬最多時(shí)達(dá)10余萬(wàn)人。孫、盧及其部屬前期主要活動(dòng)于東南沿海地區(qū)，長(zhǎng)期以海島為根據(jù)地，在現(xiàn)在的浙江一帶燒殺搶掠，被官軍擊敗后又轉(zhuǎn)移到廣州，歷經(jīng)十幾年才由最后代晉稱帝的劉裕平定。

盡管古代史書多把此次變亂定位為賊寇，但實(shí)際上孫恩、盧循原本都不是草莽之輩，其祖上在西晉時(shí)都當(dāng)過(guò)大官，也就是他們的身份與同時(shí)期的大詩(shī)人陶淵明有些類似，屬于沒(méi)落士族。據(jù)記載，叛軍首領(lǐng)之一盧循多才多藝，擅長(zhǎng)書法、圍棋。相比起孫恩待人嚴(yán)酷殘忍，盧循性格更加溫吞一些，經(jīng)常勸諫孫恩不要濫殺無(wú)辜?；蛟S沉穩(wěn)的性格讓他在見(jiàn)識(shí)海上風(fēng)浪對(duì)船只的威脅后，思索出合適的解決方法，從而以水密艙壁的發(fā)明或改進(jìn)者在技術(shù)史上留下印記。

根據(jù)專門記載盧循活動(dòng)的晉安帝義熙年間史事的著作，名為《義熙起居注》，該書整體已經(jīng)失傳，清朝人從曾引用該書的其他著作里編輯出殘篇斷簡(jiǎn)，有一段文字說(shuō)：“盧循新作八槽艦九枚，起四層，高十余丈”，大意是艦船船身分為八個(gè)船艙。盡管書中沒(méi)有聲明隔開(kāi)船艙的艙壁具有密封性，也沒(méi)有確定“八槽”意為八層還是同層并存的艙室，不過(guò)根據(jù)從陸地轉(zhuǎn)移到海島上且能與官軍纏斗十幾年的經(jīng)歷看，用水密艙壁隔開(kāi)船槽的可能性是存在的。

所謂水密艙壁，又稱水密隔艙，就是用水密隔板把船艙分成互不相通的艙室。其特殊功能為在航行期間，若有個(gè)別船艙意外破損，密封的隔板可以阻止海水進(jìn)入其他船艙，從而使船只不至于喪失所有浮力，避免沉沒(méi)。如果進(jìn)水太多，船體無(wú)法支撐，可以拋棄部分貨物，減輕船的負(fù)載，減緩船只下沉速度，爭(zhēng)取搶救時(shí)間。倚仗未進(jìn)水的船艙可以降低拋棄貨物帶來(lái)的損失。

如果不理會(huì)關(guān)于盧循發(fā)明水密艙壁的模糊記載，目前關(guān)于水密隔艙確鑿存在的證據(jù)來(lái)自唐代。1973年江蘇如皋發(fā)現(xiàn)一艘唐代木船，船上有首寬尾窄共9個(gè)船艙，各艙長(zhǎng)度從2.86米至0.96米不等。其中較狹窄的第6—8艙內(nèi)鋪有木板和竹席，可能由船民居住。唐宋時(shí)期其他沉船遺物也?？砂l(fā)現(xiàn)水密艙壁。1960年，在揚(yáng)州施橋發(fā)現(xiàn)過(guò)一艘唐宋時(shí)期的5艙木船。1974年泉州灣發(fā)現(xiàn)的宋代海船，共12道艙壁分成13個(gè)隔艙?？梢哉f(shuō)最遲到唐代，中國(guó)造船業(yè)已經(jīng)形成了成熟的水密艙壁技術(shù)。

何以“水密”

隔艙板與船殼板緊密鉚接，增加了船舶整體的橫向強(qiáng)度，從而取代了船舶的肋骨，簡(jiǎn)化了造船工藝又加固了船體。隔艙還能夠存放貨物，由于分艙，不同的貨主可以同時(shí)在各艙中裝貨和取貨，比起不分艙的裝卸效率大幅度提升。當(dāng)然，對(duì)于圓木等占用大量縱向空間的貨物，分艙會(huì)帶來(lái)不便，但這比起海上航行更常面臨的沉船風(fēng)險(xiǎn)來(lái)說(shuō)，載貨問(wèn)題顯然更容易解決。

把整個(gè)船艙分隔成若干不同功能的區(qū)域，是許多海域的造船者普遍掌握的。水密艙壁的創(chuàng)新在于把船艙化整為零，并使其具有密封性。這一解決問(wèn)題的思路對(duì)于常居中國(guó)南方的人來(lái)說(shuō)并不難想到。西方學(xué)者指出中國(guó)發(fā)明水密艙壁是自竹子的橫隔膜借鑒而來(lái)，由于竹子在中國(guó)南方分布廣泛，中空的竹筒很早就被用來(lái)盛水裝物，竹竿又可用作造船材料，這種技術(shù)進(jìn)步在中國(guó)擁有有利的地理和物產(chǎn)因素。但是船的橫截面比許多竹竿捆一起都大，要實(shí)現(xiàn)密封，需要造船者將建造船殼時(shí)運(yùn)用的木板之間連接和填縫技術(shù)移植到艙內(nèi)。

前面提到的唐宋時(shí)期沉船遺跡為我們提供了當(dāng)時(shí)水密艙壁比較完整的技術(shù)細(xì)節(jié)。如皋唐船的兩舷和隔艙板均用鐵釘上下交叉，重疊釘合，這種釘合方式稱為“人字縫”。木板間填石灰、桐油，它們調(diào)和到一起生成桐油酸鈣，能夠很好地填充隔水，在捻料之間又搗入麻絲，進(jìn)一步增加附著性，防止開(kāi)裂并提高團(tuán)塊強(qiáng)度，這都保證了船板嚴(yán)密堅(jiān)固，不易漏水，起到密封船艙的作用。宋元時(shí)期、元明時(shí)期海船艙壁木板各列之間還要加多個(gè)榫頭，或在隔艙板與船殼板之間還用扁鐵和鉤釘釘連，從而極大保持艙壁形狀，有效提升船體剛度、強(qiáng)度和水密性。直到今天，福建晉江、寧德一帶還有完整的水密艙壁技藝流傳，并被列入國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄和聯(lián)合國(guó)教科文組織《急需保護(hù)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄》。

揚(yáng)名萬(wàn)里海疆

正是由于有了水密艙壁，宋元以后的中國(guó)海船才以高出一籌的安全性著稱。11世紀(jì)之后的阿拉伯航海家多稱頌中國(guó)海船的水密隔艙技術(shù)。元代意大利旅行家馬可·波羅來(lái)中國(guó)航海途中曾見(jiàn)到有13個(gè)水密隔艙的海船，他在行紀(jì)里忠實(shí)記錄下了艙不透水的特性，并細(xì)致描寫了船只底部位置最低、只為排水使用的空艙，當(dāng)上層破損的船艙進(jìn)水之后，水立刻從連接到空艙的過(guò)水眼流入空艙，這樣既能避免船艙破損處的艙內(nèi)貨物被水浸泡，同時(shí)也可以方便水手的洗艙工作。

阿拉伯航海家對(duì)中國(guó)水密艙壁贊賞不已，與印度洋西部造船術(shù)的缺陷有關(guān)。據(jù)記載當(dāng)時(shí)西亞船只不用釘子，僅以椰子樹(shù)皮制繩縫合，并以油脂、“橄欖糖”等填縫，在密封性上本就遜于中國(guó)海船一籌。不過(guò)據(jù)沉船考古顯示，到15世紀(jì)，常由華商把持的東南亞造船業(yè)很可能融合了包括水密艙壁在內(nèi)的中國(guó)、朝鮮、南亞等區(qū)域的技術(shù)傳統(tǒng)，使中國(guó)的這項(xiàng)發(fā)明最遠(yuǎn)傳播到馬爾代夫和印度西南部一帶。

地中海沿岸在古希臘、羅馬時(shí)期就知道使用榫頭和釘子加固船板，板縫間涂抹油脂。中世紀(jì)北歐地區(qū)船只的捻縫工藝也很發(fā)達(dá)。但直到18世紀(jì)末19世紀(jì)初，歐洲才開(kāi)始效仿中國(guó)的水密艙壁技術(shù)，英國(guó)海軍首先運(yùn)用了這項(xiàng)技術(shù)，之后各國(guó)紛紛把它應(yīng)用于現(xiàn)代鋼船的建造中。不過(guò)泰坦尼克號(hào)的事故顯示，當(dāng)時(shí)西方海船仍未充分重視水密艙壁，從而達(dá)到航行安全和商業(yè)利益的完美平衡。

讓我們回到泰坦尼克號(hào)這一案例。該船對(duì)安全性的構(gòu)想看似很完整，它設(shè)有16個(gè)水密隔艙，每3到4個(gè)隔艙為1組，對(duì)于最多可承受4個(gè)船艙的要求來(lái)說(shuō)，即便一整組隔艙進(jìn)水也沒(méi)關(guān)系。問(wèn)題在于并不是所有水密隔板都上抵最頂層甲板，大多數(shù)艙壁僅連接到較底層的船板。如果所有隔板都突入頂層甲板，會(huì)造成無(wú)法運(yùn)送大體積貨物、讓船艙內(nèi)交際空間變得破碎局促等后果，降低該船的豪華舒適程度。但正是因?yàn)樵诎踩陨献鞒龃祟悹奚?，?dāng)冰川與船體擦碰造成橫向狹長(zhǎng)裂縫時(shí)，海水漫進(jìn)第1個(gè)隔艙之后，很快順勢(shì)漫延進(jìn)第2個(gè)隔艙，以此類推，引起了連鎖反應(yīng)。最終5個(gè)隔艙進(jìn)水，釀成這艘郵輪首航即沉沒(méi)的慘劇。泰坦尼克號(hào)事故為海上航行敲響了警鐘，其姐妹艦奧林匹克號(hào)和不列顛號(hào)均對(duì)其水密艙壁進(jìn)行翻修，增強(qiáng)安全性。1914年，各國(guó)還簽訂了《國(guó)際海上人命安全公約》，對(duì)包括船舶的最少水密艙壁數(shù)在內(nèi)的多項(xiàng)安全措施作出規(guī)范要求。