《格物志》揭秘郑和航海的科技底气

中国古代航海文明的巅峰之作，当属郑和七下西洋的壮举。1405至1433年间，这支规模庞大的船队纵横西太平洋与印度洋，航程十万余里、到访三十余国，背后是中国航海科技长期积累的深厚底蕴。

△郑和船队演示图

从巧夺天工的水密隔舱，到兼容并蓄的导航系统，再到对海洋环境的精准认知，郑和航海不仅是和平交流的传奇，更凝聚着古人的系统思维与创新智慧。系列纪录片《格物志：中国古代科技巡礼》为我们深入解析了这场远洋奇迹背后的科技密码。

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△《明代航海技术的巅峰实力》

水密隔舱：竹子启发的“抗沉绝技”

郑和宝船能在惊涛骇浪中稳如磐石，核心秘诀之一便是水密隔舱技术。这种将船舱分隔成若干独立空间的设计，被中外学者形象地描述为如竹子般“一节一节”的构造，既增强了船体横向强度，又赋予了船只超强的抗沉能力。

△水密隔舱船模

在材质选择上，工匠们遵循“就地取材、优中选优”的原则。福建造船常用坚固耐腐蚀的松木、杉木、樟木，广东偶尔采用珍贵的铁力木，这些材质都经过严格筛选，以满足远洋航行的严苛需求。而郑和船队更是使用最高规格的优质木材，确保船体的稳固与耐用。

水密隔舱的实用价值在抢险场景中尤为凸显。当船只触礁或被海洋生物撞击导致单个船舱进水时，独立的舱室能有效限制进水范围，船员可趁机堵漏、排水、转移货物，为抢修争取宝贵时间。大型船只通常设有13个隔舱，即便少数舱室受损，也能避免全船覆没的风险。

△《马可·波罗游记》中对水密隔舱的介绍

这项技术早在唐宋时期便已成熟，经马可·波罗等外国见证者记录传播，其原理至今仍被现代造船技术借鉴，成为跨越时空的技艺瑰宝。

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△《不沉的宝船？水密隔舱守护600年前的远洋梦》

双轨导航：海道针经与过洋牵星术的智慧融合

远洋航行的核心难题是“辨路”，郑和船队凭借两套互补的导航技术，实现了精准定位。这套“双轨导航系统”既扎根中国传统经验，又吸收了异域智慧，展现了古人兼容并蓄的创新思维。

作为中国宋元后发展成熟的导航方式，海道针经是船队的“基础导航手册”。它以48位精度的磁罗盘为核心，通过“针路”标注航向，配合“更数”计算航行时间——“一更船”约为2.4小时，船员只需按照罗盘指引的方向航行规定时间，便能通过沿途岛礁等地标确认航路。这种导航方式在南海等岛礁密集区域尤为实用，风向、海流等辅助观测则进一步提升了航行精度。

△过洋牵星术演示图

而当船队横渡印度洋时，借鉴自阿拉伯和印度的过洋牵星术发挥了关键作用。这项区域性导航技术的核心原理是“纬度相同则北极星高度相同”，船员通过观测北极星或特定星座的海平高度，结合当地计量单位判断南北方位。

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△《郑和下西洋靠“中外取经”玩转远洋导航》

海洋认知：顺应自然的生存智慧

郑和船队的成功，离不开对海洋环境的深刻理解与敬畏。船员们通过代代积累，掌握了季风、洋流的规律，更总结出一套风险识别与应对的实用方法，将自然力量化为航行助力。

在季风与洋流利用上，中国航海者熟悉南海、东海等海域的水文特征，而北印度洋的季风规律则吸收了当地航海者的经验。他们通过铅块系绳探测水深，铅底涂抹的动物油能粘取海底泥沙，凭泥土颜色便可判断所处海域。这种精准的环境认知，让船队能巧妙规划航行时间，借助自然之力提升航行效率，航行时间误差控制在数日内。

△《郑和航海图》

风险预判同样体现着古人的实践智慧。船员们发现，海面出现鸟高飞、鱼跳跃、蜻蜓乱飞等现象时，往往预示着暴风即将来临；而《郑和航海图》中标注的浅滩、礁石、水深等信息，更是凝聚了无数航海者的经验与教训。这幅世界现存最早的航海图集之一，以山水画式的绘法，将海洋认知转化为直观的航行指南，成为技术传承的重要载体。

系统思维与现代启示：跨越六百年的智慧回响

郑和航海的壮举，并非单一技术的偶然突破，而是系统工程思想的集中体现。船上导航员、瞭望员等不同岗位协同配合，技术创新始终围绕实际问题展开，继承传统与借鉴外来技术并行不悖，构成了一套完整的航海体系。这种以实用为导向、以协作为支撑、以交流为动力的发展模式，至今仍具深刻启示。

△郑和船队演示图

如今，水密隔舱技艺在福建宁德蕉城区的造船厂中代代相传，《郑和航海图》仍是研究古代航海的重要文献，而“多借鉴、多交流、多学习”的理念，更成为当代海洋探索的重要准则。郑和航海以和平交流为核心，凭借技术实力与包容心态促进亚非国家的文明互鉴，这种和平探索的模式，为当今世界提供了文明交流的历史范本。

为讲好中国古代科学技术成就，由北京市科学技术协会和中国外文局中国对外书刊出版发行中心出品，北京科普发展与研究中心承制，解读中国工作室执行制作的“科学传播视听精品”系列科学文化视频节目《格物志：中国古代科技巡礼》，于11月17日起全网上线。

节目依次按照“金木水火土”五大元素的顺序，走进中国古代的发明与发现，揭秘中华造物之智，体悟求实创新之理，深入探寻传统科技中的科学方法、科学思想和科学精神，培育全社会创新求真的科学文化氛围，从历史中找寻中华文明的科学启示。