（4）以丝线系磁针腰部，使平悬于无风处。

1044年泉州曾公亮（999—1078）在其主编的《武经总要》中还记载了一种指南鱼，是用薄铁片剪成鱼形，将其磁化后成为指南鱼，浮置水面即可指示南北。南宋时陈元舰在《事林广记》卷10中又记载了另一种木刻指南鱼，其制法是以木刻成鱼形，中开一窍，置入磁石，浮置水中。

约11世纪下半叶，指南针作为航海的导航仪器已见于记载。北宋时朱璃《萍洲可谈》在谈及1098—1102年其父在广州所见航海活动时说，“舟师识地理”（即船老大辨识方向）时，夜以观星，昼以观日，阴晦天则观指南针。1124年，徐兢在《宜和奉使高丽图经》中也说，天气晴朗的夜间凭星斗航行，晦冥则全靠“指南浮针”。“指南浮针”这个术语说明当时采用的是《梦溪笔谈》中提到的水浮法。其装置法是在刻有24方向的木制罗经盘中凿一圆坑，中置水，将磁针横贯灯芯草后浮置水面，即成水罗盘，又称针盘。宋代海船中已经有专门舱房放置针盘，称为针房，由经验丰富的火长专职掌管。

指南针导航术在发明后不久便以极快的速度传播到海外，为外国航海家所知。在宋代这一先进技术已经传到欧洲。据李约瑟考证，欧洲最早有关指南针导航术的记载，是英国人亚历山大·尼科姆（Alexander Neckam，1157—1217），他在1190年已经提到航海罗盘。

阿拉伯人应用指南针早于欧洲人，但文字记录指南针却晚于欧洲人。欧洲人是通过大食人的中介学会指南针导航术的。在成书于1282年的《商人辨识珍宝手鉴》中，大食矿物学家贝拉克·卡巴札吉（Bailakai-Qabajaqi）说，他曾乘船从的里波里（位于今利比亚）到亚历山大城（位于今埃及尼罗河入海处）。在航行中，他看见船员们使用借助木片或苇箔托浮在水面上的磁针来辨别方向。这一记载表明，大食的航海指南针也采用水浮法，与中国的浮针肯定有渊源关系。上引《商人辨识珍宝手鉴》中还说，在印度洋中航行的船舶中，将以中空的磁铁制成的磁鱼浮置水中，其头尾分别表示南北方向。这种磁铁指南鱼与《武经总要》中提到的指南鱼应当也有渊源关系。

指南针传入欧洲后，其装置方法得到改进，发明了有固定支点的旱罗盘。16世纪上半叶，葡萄牙人到达日本。日本航海家学到旱罗盘。明代李豫亨的《推蓬窹语》提到，中国原先所习用的针盘用水浮法，视其所指，以定南。以后因东南沿海倭寇入侵，中国人发现日本人用旱罗盘，才因之学得。旱罗盘通过日本传到中国时在16世纪下半叶，此后水罗盘逐渐被淘汰。

英国著名学者李约瑟博士在其巨著《中国科学技术史》第29章中高度评价了指南针的发明。指南针的应用是航海技术的巨大变革，它象征着原始航海时代的终结和航海新时代的开始。只有在掌握了指南针后，大洋才不再是人类不可逾越的障碍。

3.《海岛算经》与海图的产生

唐代具有航路指南性质的资料已经出现。从唐宰相贾耽的《广州通海夷道》中可知，当时亚洲海舶在西太平洋—北印度洋海区内已经有相对固定的航线，航海家对这一海区内某些重要的目的港之间的航程也有了较为准确的认识和记载。地文导航的关键在于正确地辨识航线沿途所经的地理坐标物。特别值得注意的是，随着数学的进步，航海家已经能在勾股定理与相似比例关系的原理基础上，运用两次观测计算的“重差法”来测量陆际。这一科学进步使海岸测量术迅速发展起来。唐代数学家李淳风在《海岛算经》中曾举出一道应用题云：“今有望海岛，立两表，齐高三丈，前后相去千步，令后表与前表相参直，从前表却行一百二十三步，入目着地取望海岛，亦岛高1255步，而岛与第一表之距离为30750步。”这清楚地证明，唐代我国航海家的地文导航术已经发展到相当高的水平。

（四）海舶

1.南海番国船

当时往返于中国东南沿海港口与东南亚、印度洋诸地之间的船舶既有外国船，又有中国船。外国船也有多种。元开《唐大和尚东征记》提到，唐代广州珠江中停泊有婆罗门船、昆仑船和波斯船。这大致代表了当时番舶的种类：即东南亚船（昆仑舶）、南亚船（婆罗门舶）和西亚船。这些外国船因多从南海而来，又统称为“南海舶”，即《唐国史补》卷下所谓“南海舶，外国船也，每岁至安南、广州”。

在婆罗门船中，有一种“狮子国舶”，即斯里兰卡船。《唐国史补》卷下说它在外国船中最大，“梯而上下数丈，皆积串货，至则本道奏报，郡邑为之喧闻”。

“昆仑舶”（东南亚船）在东南亚、印度洋航海中起着举足轻重的作用。唐代义净赴印度时，从广州启程时乘坐的是波斯船，这可能是指东南亚的“波斯”，即今之缅甸的勃。（注：义净：《大唐西域求法高僧传》，王邦维校注本，中华书局，1988年，第159页注13。）义净到达室利佛逝以后，换乘室利佛逝船前往末罗瑜，即今马来半岛南端，再由此往东印度。他沿途换乘的几乎全是东南亚船。昆仑舶来华数量多，次数频繁，据《旧唐书·王方庆传》记载，当时在广州每年都有“昆仑舶以珍物与中国交易”。

西亚船中之大者称为“大食巨舰”，其中以“木兰皮”舟为最。“木兰皮”即阿拉伯语Maghreb的音译，意为“极西之地”，指今北非利比亚以西摩洛哥、阿尔及利亚等地，今译作“马革里布”。所以“木兰皮”舟意为西大食舟。据《诸蕃志》记载“木兰皮”舟“可容数干人，舟中有酒食肆机杼之属”。“木兰皮”舟，周去非称为“木兰舟”，说这种船比在南海（即东南亚）中航行的船更大，“一舟容千人。舟上有机杼市井”（注：冯承钧：《〈诸蕃志〉校注》，中华书局，1956年，第67页。），他又说：“今世所谓木兰舟者，未必不以至大言也。”

宋代沿海港市人民对异域船除了以地方命名以外，还以载重量分等，分别命名。《宋史·食货志》提到，蛮夷船“最大者为独樯舶，能载一千婆兰，次曰牛头舶”，载重为前者的1/3，再次曰“三木舶”，又为牛头舶的1/3。这里表示载重量的单位“婆兰”，看来是一种外国重量单位，其确实含义尚有待于研究。周去非说，南海中的“番舶大如广厦”，可行数万里，载千百人。载重万斛的番舶，其舵长三丈。按一斛为一担，重60公斤。所以万斛之舟载重量已达600吨。

数万斛之舟相当于排水量一两干吨的船。在以木材为基本造船材料的时代，这恐怕已是船舶载重量的极限了。建造这种巨舟单靠一国之力难以完成。仅就其船舵而言，因船体过大，一般木材难以胜任，“卒遇大风于深海，未有不中折于深海者”。唯有使用钦州（今广西钦州）出产的乌婪木，才可制成长达五丈的巨舵，“虽有恶风怒涛，截然不动”。据说这种巨舵在钦州一双不过值钱数百缗，一旦运到番禺，立即升值十倍。（注：周去非：《岭外代答》卷6。）换句话说，这种巨舟是以中外合作的方式建成的。

印度洋的番舶制造工艺与中国船大相径庭。唐代刘恂的《岭表异录》提到，当时番贾的船不用铁钉，只用桄榔须系缚，泥以橄榄糖。糖干后甚坚，入水如漆也。唐代僧人慧琳在《一切经音义》中也说，“昆仑舶”是用椰子皮为索连接，葛览（橄榄）糖灌塞，使水不入，而不用钉。元代航海家汪大渊也提到过这种船，他在叙述甘埋里国（注：日本学者薛田丰八认为，即今伊朗波斯湾口处之忽尔模斯岛，见《岛夷志略》，中华书局校注本，第365—366页。）时说，“其地船名为马船，大于商舶，不使钉灰，用椰索板成片。每舶二三层，用板横栈，渗漏不胜，梢人日夜戽水不使竭”。这种船就是缝合式木船，马可·波罗也提到，当时这种船在印度洋上比比皆是。这种式样的船船体强度较差，抗风浪能力弱，易渗漏，汪大渊已经指出了它的弱点。

2.中国海舶

相较之下，唐代中国造船早已脱离了印度洋船舶的这种原始简陋的工艺，而大量采用钉榫接合技术。我国考古学者曾分别于1960年3月和1973年在江苏扬州施桥镇和江苏如皋县的遗址中发现过唐代木船，其船型虽然不同，但均使用钉榫接合技术。如皋唐船还建有9个水密隔仓，这就大大增强了船舶的横向强度与抗风浪和抗沉能力。还有一种名曰“海鹘”的海船，船舷左右置浮板，形如鹘之翅，以防止侧倾。这种浮板实际上是舷侧防浪板。

唐代我国已经能建造巨大的远洋海舶。据慧琳在《一切经音义》中说，常见的一种称为“苍舶”，长达20丈，可载六七百人。许多阿拉伯旅行家曾描述过唐代航行在印度洋水域中的海舶。因为幼发拉底河与底格里斯河的冲积，波斯湾中浅滩很多，中国海舶体积大，吃水深，航行不便。因此阿拉伯旅行家苏莱曼说，波斯湾中诸港之间的航线多由当地小型船舶担任，它们把各地的土产运抵尸罗夫港（Siraf，位于今伊朗），再转驳中国船运往东方。印度西南部的故临是各国海船加注淡水的地方，对中国船每次要收费1000迪尔汗，而对其他诸国船仅收10—20迪尔汗。（注：《苏莱曼游记》，见穆根来等汉译本：《中国印度见闻录》，第9—10页。）这种收费上的差别除了对不同地区船征收不同税率的因素以外，显然是因为中国船特别大的缘故。

在宋代，海船制造的工艺与技术有了明显的进步。结合文献记载与1974年在福建泉州出土的宋船残骸及1976年在韩国新安发现的元船可知，宋代中国海船的基本特点如下：

第一是载重量大。据吴自牧《梦粱录》记载，宋时海船大者载重达5千料（注：据《明会典》称，一斛（料）相当于一石，即60公斤。），可载五六百人。载重五千料相当于3百吨位。那时中型的海舶载重达1千料至3千料，可载二三百人。那时应用得最普遍的是“可载二千斛粟”的中型海船，称为“客舟”，“长十余丈，阔三丈五尺”。而长阔高大皆三倍于“客舟”的海船，叫“神舟”，望之“巍如山岳，浮动波上”。（注：徐兢：《宣和奉使高丽图经》卷34，第116—117页。）按长阔高皆扩大三倍，体积便增至20余倍。据此推算，这种“巍如山岳”的神舟的载重可达五万余斛，相当于三千吨。如果的确如此，真是十分惊人的巨舰。周去非曾描述过宋代在南海中航行的一种巨舟，说其“帆若垂天之云，柁长数丈。一舟敷百人，中积一年粮”，舟人们甚至还在船上养猪、酿酒。这种巨舟应当就是“神舟”。大舟巨舰在航海中“不忧巨浪而忧浅水”，因吃水深，“漂至浅处而遇暗石，则当瓦解矣”。（注：周去非：《岭外代答》卷6。）

第二是船体坚固，结构良好。船体“以巨木全方，搀叠而成”。（注：徐兢：《宣和奉使高丽图经》卷34，第117页。）考察泉州古船可知，这条船的龙骨由两根松木接合而成，采用体外龙骨的设计和直角榫合的工艺，增大了船的纵向强度。海船的船壳、船底用二重板叠合，舷侧则用三重板叠成。自龙骨至舷有侧板14行，其第1—10行由两层板叠合而成，第11—13行由三层板叠合而成，采用搭接和拼接两种结构工艺，以钉榫为主要构件。里层船壳板的上下板之间都用子母衔榫合。尖底造型使船壳弯曲弧度大，多重板工艺使取材、建造和维修较为容易，二重或三重木板加固的侧板与船壳板使全船的强度大为提高，更耐波浪，利于远航。（注：福建泉州海外交通史博物馆编：《泉州湾宋代海船发掘与研究》，海洋出版社，1987年。）

泉州湾海船使用铁钉，大钉极长，并用桐油、麻丝、石灰等嵌缝，以防渗漏和钉头锈蚀。当时中国的东亚近邻国家虽然学习中国造船工艺，但技术上与中国仍有明显差距。据《玄览堂丛书续集》“日本海船”条记载，当时日本船既不用铁钉联接，“惟联铁片”，也“不使麻筋、桐油，惟以草塞制漏而已”。总之，船板采用榫联和铁钉加固，并用桐油灰塞缝是我国唐宋以来发展起来的先进造船工艺，直至今日仍在木船建造中普遍使用。

宋代中国海船船体一般有十几个水密舱，泉州湾海船用12道隔板把船体分为13个水密舱，水密程度很高，即使在海难中破损一两个船舱也无倾覆之虞。这种13舱的木船直至近代还为福建沿海人民所沿用。据学者调查，这13个舱位各有专门名称和用途。（注：庄为矶、庄景辉：《泉州宋船结构的历史分析》，载《厦门大学学报》（哲学社会科学版）1977年第4期。）

宋代徐兢的《宣和奉使高丽图经》提到宋代海舶“上平如衡，下侧如刃”。《宋会要辑稿》也提到宋时南方海船“面宽三丈，底宽三尺”。上面提到的1974年泉州市东南郊后渚港出土的宋末海船，根据造船学家研究，其船形特点是：底尖，船身扁阔，长宽比小，平面近椭圆形，我国南方海船的这种V型船体结构设计，不但可增强船舶的稳定性与回舯扭矩，而且能减少水下阻力，使海船在遇到横风时横向移动较小，适于在风力强、潮流急的海域航行。在顶风行船时更显优越，“贵其可破浪而行也”。为改善船舶的摇摆性能，宋代水手还在船腹两侧“缚大竹为橐以拒浪”。（注：徐兢：《宣和奉使高丽图经》卷34，第116—117页。）

元末摩洛哥旅行家伊本·拔图塔曾描述中印度洋上的中国海船，他说，中国船分大、中、小三等，大者有船员千人，即水手600，卫兵400，有3帆至12帆，皆以篾编成，并有随行船相随。随行船有三分半大、三分之一大、四分之一大3等。像这样的大船仅产自广州和泉州。船底系用3层板以巨钉钉合而成。舱分4层，有公私舱房多间，船员常在木盆中种植蔬菜。橹大如樯，每橹缚有铁链两条，摇橹时有10人至15人，分两排对立。马可·波罗在他的游记中也有翔实的描述。