第一节古代造船和航海技术
我们的祖先曾经以其非凡的勇气和智慧走向了海洋，开辟了我国航海事业的先河。在这个过程中，我国古代的造船技术和航海技术，取得了令世界瞩目的成就，不仅对于古代社会经济的发展起了重要的作用，也促成了明代郑和下西洋的历史性壮举。
明代造船与航海技术的发展，将我国的造船与航海事业推向一个新的高峰。在这一有利的技术条件支持下，明代著名航海家郑和7次远渡重洋，促进了政治、经济与文化交流，在人类历史上产生了深远影响。
造船与航海是综合性的科学技术，涉及流体力学、材料力学、运动学、天文学、数学、磁学、地理学、气象学及制造工艺技术等广阔的领域。我们的祖先以其非凡的勇气和智慧，创造了先进的造船技术与航海技术，开辟了我国航海事业的先河。
在造船技术上，发明了船舵、水密隔舱和船体龙骨结构；在航海技术上，利用天文和地文进行航海。这些成就，都在很长一段时间内处于世界领先地位。
我国的造船史绵亘数千年，从远古就开始了。
早在新石器时期，我们的祖先就广泛使用了筏和独木舟。据考证，筏是舟船发明以前出现的第一种水上运载工具，是新石器时期我国东南部的百越人发明的。
秦汉时期，我国造船业的发展出现了第一个高峰。汉代出现的舵，是世界航海史的一项发明。广州西村皇帝岗西汉古墓中出土的木质船模中，便已经发现了舵的存在。
舵是安装在船尾后操纵航向的装置。舵虽然是小小的装置，但它能使庞大的船体运转自如。其奥妙在于，航行中的船只，如果要向左转，就要将舵向左偏转一个角度，水流就在舵面上产生了一股压力，即舵压。舵压本身很小，但它距离船的转动中心较远，所以使船转动的力矩比较大，船首会相应地转向左方。
“舵”的发明是我国古代人民对世界造船史的一大贡献，它改写了世界航海事业的历史，为航海者进行远洋航行提供了关键的技术条件。
水密隔舱大约发明于唐代，宋以后在海船中被普遍采用，部分内河船也有采用。
所谓水密隔舱，就是用隔舱板把船舱分成互不相通的一个一个舱区，舱数有13个的，也有8个的。这一船舶结构是我国在造船方面的一大发明，它具有多方面的优越性。
首先，由于舱与舱之间严密分开，在航行中，特别是在远洋航行中，即使有一两个舱区破损进水，水也不会流到其他舱区。从船的整体来看，仍然保持有相当的浮力，不致沉没。如果进水太多，船支撑不住，只要抛弃货物，减轻载重量，也不至于很快沉入海底。如果进水严重，也可以驶到就近的口或陆地进行修补。因此，水密隔舱既提高了船舶抗沉性，又增加了远航的安全保障。
其次，船上分舱，货物的装卸和管理比较方便。不同的货主可以同时在个别的舱区中装货和取货，提高了装卸的效率，又便于进行管理。另外，由于舱板跟船壳板紧密联结，起着加固船体的作用，不但增加了船舶整体的横向强度，而且取代了加设肋骨的工艺，使造船工艺简化。
我国古代船舶的龙骨结构是造船业中的一项重大发明，对世界船舶结构的发展产生了深远的影响。我国古代航海技术同样取得了举世瞩目的成就，在天文航海技术和地文航海技术方面颇多创造。天文航海技术主要是指在海上观测天体来决定船舶位置的各种方法。我国古代出航海上，很早就知道观看天体来辨明方向。比如《淮南子》中就说过，如在大海中乘船而不知东方或西方，那观看北极星便明白了。
至元明时期，我国天文航海技术有了很大的发展，已能观测星的高度来定地理纬度。这是我国古代航海天文学的先驱。这种方法当时叫“迁星术”。迁星术的工具叫“迁星板”。
迁星板用优质的乌木制成。一共12块正方形木板，最大的一块每边长约24厘米，以下每块递减2厘米，最小的一块每边长约2厘米。另有用象牙制成一小方块，四角缺刻，缺刻四边的长度分别是上面所举最小一块边长的四分之一、二分之一、四分之三和八分之一。
比如用迁星板观测北极星，左手拿木板一端的中心，手臂伸直，眼看天空，木板的上边缘是北极星，下边缘是水平线，这样就可以测出所在地的北极星距水平的高度。求得北极星高度后，就可以计算出所在地的地理纬度。
我国古代航海者已经非常准确地掌握了季风规律，并利用季风的更换规律进行航海。对于东南亚的太平洋航线来说，如有的古籍中说：“船舶去以11月、12月，就北风；来以5月、6月，就南风。”对于通往朝鲜、日本的东北亚航线，对季风的利用则正好相反。当然，海面上所刮的风并不单纯是季风，还有瞬息万变的各种气候。
因此，古代航海者总结了大量预测天气的经验，并巧妙地利用我国独特的风帆，即可以或降或转支的平式梯形斜帆，根据风向和风力大小进行调节，使船可驶八面风，保证了不论在何种风向下，都要以利用风力进行航。其中，对于顶头风，南宋以后已发明了走“之”字形的调帆方法，就能逆风行船了。
我国古代地文航海技术的成就，包括航行仪器如航海罗盘、计程仪、测深仪的发明和创造，以及针路和海图的运用等。
航海罗盘是我国发明的。我国发明指南针后，很快使用到航海上。航海罗盘上定24向，我国汉代就有24向的记载。北宋地理学家沈括的地理图上也用到过24向。把罗盘360度分作24等分，相隔15度为一向，也叫“正针”。但在使用时还有缝针，缝针是两正针夹缝间的一向，因此航海罗盘就有48向。大约南宋时已有48向的发明了。48向的每向的间隔是7.3度，这要比西方的32向罗盘在定向时精确得多。关于32向的罗盘知识在明末虽从西方传进来，但是我国航海家一直用我国固有的航海罗盘。
计程仪又叫“测程仪”。三国时期吴国海船航行到南海一带去，有人写过《南州异物志》一书，书中有这样的记载：
在船头上把一木片投入海中，然后从船首向船尾快跑，看木片是否同时到达，以此来测算航速航程。
这是计程仪的雏形。直至明代还是用这个方法，不过操作方法更为具体。
我国迟至唐代末年已有测深的设备。一种是“下钩”测深，一种是“以绳结铁”测深。深度达20多米，这还是浅水测深。再稍晚一些，有记载说用纲下水测深，“纲长50余丈，才及水底。”纲是大绳，50多丈，这已是深水测深了。
南宋末年吴自牧的《梦粱录》上说：“如果航海到外国做买卖，从泉州便可出洋。经过七洲洋，‘船上测水深约有七十余丈’。”当时测水这样深，可见我国宋代已经有比较熟练的深水测深技术了。
宋代已经有针路的设计。航海中主要是用指南针引路，所以叫做“针路”。有的古籍中叫“针经”，或“针谱”、“针策”。凡是针路一般都必写明某地开船、航向、航程和船到某地等。
至于海图，北宋徐兢《宣和奉使高丽图经》上已有海道图，这是我国航海海图最早的记载。我国现存最早的海道图是明代初期《海道经》里附刻的《海道指南图》。
明末时期有些古籍注明海上危险物，比如“有草屿”、“有芦荻”等，还有浅滩、暗礁、沙州以及岩石的记载。这些和近代海图上的要求大致符合。
上述这些造船技术和航海技术，在明代得到了进一步完善和充分运用。这就从物质技术方面为明代的郑和下西洋创造了必要的条件。
第二节郑和远航的技术条件
明代造船技术取得重大突破，如船舶体积增大和配套设施齐全，郑和下西洋所用的船，在当时世界上是最先进的。同时，航海技术也日趋成熟，尤其是天文和地文航海技术的运用，将我国古代航海技术又向前推进了一大步。
正是因为明代具备了先进的造船技术与航海技术，才会有郑和7次下西洋的远航壮举。
郑和出海远航，打通了从我国到印度洋、红海及东非的航道，提高了我国人民的航海技术，开辟了我国和世界航海史新纪元。
我国在历史上曾是造船与航海事业相当发达的国家。至明代，更是将我国古代造船与航海事业推向了一个新的历史高峰。
明代水军的强大是世所罕见的。明代一开始便是在强大水军的基础下建立起南方政权，而后北伐蒙古完成统一中国的大业。明代在东南沿海抗倭，也表明了明代水军的实力。
而郑和七次下西洋，更加证明了明代造船技术的成熟与先进。
明代先进的造船技术，突出表现在航海船舶体积的增大上，比如郑和下西洋的宝船船长约138米，宽约56米。这种巨型海船，莫说我国历史上亘古未有，即使在当时世界上也是首屈一指、无与伦比的，它是中世纪我国造船业在全世界遥遥领先的明证。
据一些考古的新发现和古书上的记载，明代造船的工厂分布之广、规模之大、配套之全，是历史上空前的，达到了我国古代造船史上的最高水平。
明代主要的造船场有南京龙江宝船厂、淮南清江船厂等，它们的规模都很大。其中的南京龙江宝船厂，就是当时大规模的造船基地和停泊中心之一。
明代初年，龙江宝船厂的规模很大。它位于今南京市西北三汊河附近的中保村一带。迄今这里还留有“上四坞”、“下四坞”水塘和水道。它们与长江的夹江相通，便于宝船下水。
造船工厂有与之配套的手工业工厂，加工帆篷、绳索、铁钉等零部件，还有木材、桐漆、麻类等的堆放仓库。当时造船材料的验收，以及船只的修造和交付等，也都有一套严格的管理制度。
福建长乐太平港，是当时下郑和西洋的基地港，郑和的船队每次都在这里驻泊，修缮船舶，选招随员，候风开洋。上述造船基地和大港，在当时世界上是绝无仅有的。
建造巨型海船，必须成功地解决抗沉性、稳定性等问题。郑和宝船的设计者按前人的传统经验，将船体宽度加至56米，从而避免了因船身过于狭长而经不起印度洋惊涛骇浪的冲击发生断裂的危险。
这样的船体结构设计，是相当合理的。为了保证56米船宽那样大幅度的横向强度，增强船的抗沉性和稳定性，增强纵摇的承压力，舱内采用水密舱壁，并在每道隔梁间做好连接，又与船肋骨紧密结合在一起，从而解决了板材及纵向构造的连接问题。
现代有学者根据宝船的尺度，根据船体强度理论研究，推算出为承受纵向总弯曲力矩，船底板和甲板的厚度分别约为340毫米和380毫米。这是一个惊人的结论！然而却是活生生的历史事实。它告诉人们，只有用这样厚的板材建造长138米，宽56米的巨船，船体强度才能得到保证。
明代的造船技术在宋元的基础上有了长足发展。福建省泉州出土的宋船曾采用榫接、铁钉加固、船板缝隙中填塞黏合物的办法，来保证船的坚固性和水密性。宋代这种先进的造船工艺，必然为郑和远航时的造船师所承袭并得到一定程度的发展。
明代的航海技术更加成熟。郑和下西洋的船队，将天文导航、罗盘导航、陆标导航、测量水深和底质等导航手段结合起来，从而使航海技术又向前大大发展了一步。
比如在近海航行时，把陆标与罗盘相结合，《郑和航海图》指出：以吴淞江为陆标，用罗盘时刻校正船的航向，使之与吴淞江保持平行。
这种航海技术，在当时世界上是很先进的。印度洋上的外国航海家们，直至15世纪末还是靠观察南半球南极星同其他星宿高度的简单仪器来定航行方位。
明代航海术的又一重大成果，是《郑和航海图》的绘制。《郑和航海图》原名《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》，是我国地图学史上最早的海图。
全图以南京为起点，最远到位于南纬4度左右的东非，所收亚非两洲地名达500多个，其中亚非诸国约占300个。因此，它又是15世纪以前我国记载亚非两洲的内容最丰富的地理图籍。
《郑和航海图》使用我国传统的山水画法，配上所记的针路和过洋牵星图。用今天的海图对照，人们发现它相当准确，它记录的航向、航程、停泊港口、暗礁、浅滩的分布也相当详尽。
第三节郑和船队编制情况
郑和下西洋是一支规模庞大的船队，完全是按照海上航行和军事组织进行编成的，在当时世界上堪称一支实力雄厚的海上机动编队。
郑和船队的编队人数众多，船员海航经验丰富，船只种类齐全，船队分工井然有序，船队队形合理，组织指挥与通讯联络完备。是一支航海技术全面，工作效率高的船队。
郑和下西洋船队，是根据海上航行和担负的任务，采用军事组织形式组建的。郑和下西洋的人数众多，每次人数都在2.7万人以上。
航海人数的多少，反映了一种实力，尤其是在古代社会，它需要各方面物质保障。郑和船队能组织起这样的人数，反映了明代军事组织的实力。
随郑和下西洋的穆斯林，是郑和船队中的重要随员。他们都在航海事业中做出了很可贵的贡献。
马欢是浙江会稽人，回族。因才干优越，通晓阿拉伯语，以通译番书的身份，先后随郑和进行了第四、第六和第七次3次远航。他编写的《瀛涯胜览》，记述了占城、爪哇等国的疆域地理、风俗物产及历史沿革，为这几次远航留下了珍贵的文字资料。
据《瀛涯胜览》记载，郑和在第七次下西洋时，曾选差懂阿拉伯语的7个通事，带麝香、瓷器等物到麦加，往返一年，买得各色异宝，并画《天堂图》真本回京。麦加国王也差使臣将方物献给明朝朝廷。
郑和所率领的船队是一支特混舰队，最多时有200多艘，是15世纪世界上最大和最完备的船队。船队的船舶种类大致可分为宝船、马船、粮船、坐船、战船和水船6种。宝船是船队中最大的最主要的船舶，相当于当今旗舰或主力舰，为领导成员和外国使者所乘坐，为船队的核心。马船又称“马快船”，是大型快速水战与运输马匹等军需物资的兼用船。粮船主要用于运输船队所需粮食和后勤供应物品，使船队沿途能得到充分的补给，相当于今日的生活补给船。坐船全称“战座船”，是船队中的大型护航主力战船，为军事指挥人员及幕僚乘坐。也可作为分遣护航舰队中的指挥船。战船船型比坐船小，为专任护航和作战之用。水船为专门贮藏、运载淡水用的辅助船。作为一个载有2.7万多人的船队，必须有严密的编制、科学的分工与管制，才能严整有序。
据《瀛涯胜览》记载，郑和第四次下西洋时，其船队人员有：官校、旗军、勇士、通事、民梢、买办、书手，通计2.767万人。
这里所记的，侧重于领导管理人员。而祝允明在《前闻记》中“下西洋”条所记的随行人员，则侧重航行技术人员的分工，计有官校、旗军、火长、舵工、班碇手、通事、办事、书算手、医士、铁锚、搭材等匠，水手、民梢人等。
郑和船队的编队，有大队和分队之分。大队，即指全部船队的编队，分队是指部分船舶的编队。明代船舶编队一般以5艘至10艘为一队。大队与分队的编队方法是比较灵活的，既可分，又可合，可在同一时间内分赴各地进行活动。
至于郑和船队的具体队形，在我国一般史料中未记载，而仅在《三宝太监西洋记》中有所述及，摘录如下：
每日行船，以4艘“帅”字号船为中军帐；以宝船32艘为中军营，环绕帐外；以坐船300号，分前后左右4营环绕中军营外。以战船45号为前哨，出前营之前，以马船100号实其后，以战船45号为左哨，列于左，人字一撇撇开去，如鸟舒左翼；以粮船60号，从前哨尾起，斜曳开列到左哨头止；又以马船100号副于中；以战船45号为右哨，列于右，人字一捺捺开去，如鸟舒右翼。
这种船队由“帅”字号船组成的中军帐，处于队形的核心，能环视周围各船队形，便于实施统一指挥。它优于单一队形，如单纵队、双纵队或单横队队形，避免了队形过长或过宽，首尾、左右不能相顾的缺陷。
由当代历史学家张维华主编的《郑和下西洋》一书中有一编队示意图，酷似一个“贵”字形。这种队形与现代舰船的大型编队的航行序列卫幕队形很相似。
队形最前方有前卫成“人”字队或雁行队，主力舰在大本营居中，相当于中军帐。左右翼有展开的方位队，如鸟之舒两翼，大本营的主力舰周围还有卫幕舰任保卫、警戒之责。舰队的尾翼也有护卫舰警戒。
船队的前后左右均有战船形成卫幕，有利于保卫中军帐及辅助船的安全。遇有战斗情况，位于四周的卫幕舰船易于展开迎敌。
当遇有敌舰从队后来袭时，只要各船根据统一令，原地调头，首雁形分为燕尾形，原来的后燕尾开变换为首雁形队，可使整个编队迅速转成180度，以迎敌。
指挥一个庞大的特混编队的行动和通讯联络是密不可分的。在没有无线电通讯手段的15世纪，所能用的海上通讯手段只有视觉通讯和听觉通讯，也就是靠旗、灯和音响信号。从中军帐的帅船到外围的卫幕船，欲通畅无阻地传递信号，必须有严密的组织和严肃的纪律。
据《西洋记》记载，郑和船队的通讯手段是：“昼行认旗帜，夜行认灯笼，务在前后相继，左右相挽，不致疏虞，如遇敢有故纵，违误军情，因而偾事者，即时枭首示众。”可见通讯联络纪律的严明。
明代船队在夜航中以灯光为号，则是常见的。各船以灯火为号，中军船放起3支火把，一盏悬灯。其余四方各营的情况是：前营船平列悬灯两盏；左营悬灯两盏，各桅一盏；右营大、小各平列悬灯两盏，后营两盏，一高一低，以便于识别各船所在的阵位。
如遇有雾、雨、雪等不良能见度时，则用音响信号进行联络。如配有大铜锣、小锣、大更鼓、小鼓等物件。
除作为作战指挥用之外，还可用于传达号令和信息，以便在能见度不佳时，保持有效的联络。除锣、鼓之外，还有喇叭和螺号也用于通讯联系。
即使天气良好时，音响信号也有其专司的内容。如前进、后退、举炊、集合、起碇、升帆、抛锚等活动，便皆以音响信号指挥。严密的组织和严格的纪律，使郑和船队顺利实现了七下西洋的宏伟目标，为我国航海史写下了光辉的一页。
