郑和下西洋与中国古代航海技术

陈晓珊

船在海上航行，必须要知道该往哪个方向去，用多长时间，或者航行多远，才能到达目标港口。但在古时候，想要获取这些数据都很困难，其难度远远高于在陆地上行进的难度。人们在平地上可以较为精确地测量路程，也能估算相应的行进时间，但船舶在大海里漂浮不定，风浪会影响海船的位置和航速，航行时快时慢，也无法用陆地上的技术测量距离。

正因为这种限制，古人在记录海上航程时，只能采用一种很简单的估算方法，就是在顺风状态下航行多长时间可以到达下一个地方。在明代以前，中国航海者普遍采用航行一昼夜的时间或距离作为海上计程单位。如元朝学者陶宗仪在《南村辍耕录》里记载从杭州到元大都的距离，“陆路赴都，三千九百二十四里。若水程，则四千四百四十里”，关于陆地和内河航行的路程数据都很精确。但提到从杭州到日本的距离，就是“顺风，海洋七日七夜可到日本国”。这种计程方式非常粗略，和陆路的记载形成了鲜明对比。

那么海船航行一日夜，究竟是多远的距离呢？在历代文献中，并没有一个固定的数值。从东晋到明朝的几种文献中，可以看到记载的巨大差异：

〔东晋〕《太清金液神丹经》：一日一夕，帆行二千里。

〔元〕《岛夷志略》：一日一夜行百里。

〔元〕《大元海运记》：（顺风）一昼夜约行一千馀里。

〔明〕《日本考》：順风一日约五百里。

像《太清金液神丹经》中的这种数据，是怎样测量出来的呢？按书中的说法，船上的人扔物品到海中，船向前航行，看到物品的位置向后移动。海船上的人估算它的移动速度，感觉和陆地上千里马的移动速度相似，于是得出结论，海船航行的速度是每天一千里：

当得行之日，试投物于水，俯仰一息之顷以过百步。推之而论，疾于逐鹿。其于走马，马有千里，以此知之，故由千里左右也。

可想而知，这种目测方法不会太精确，而且只能代表海船在某一时刻的速度。海洋上的风时大时小，用某一瞬间的航速代表全程，在计算总航程时就会有很大误差。出于实际需要，古人们总是希望自己的旅行时间能够估算得尽量精确，而一些起伏的山地和海洋一样难以测距，所以从很早开始，人们就试图采用更短的时间段来表达陆地和海洋上的路程。比如，古代巴比伦有一种叫作贝鲁（Beru）的计量单位，代表的是两个小时的行程。在波斯和阿拉伯，人们习惯使用的是一个小时的行程，波斯称这种计量单位为帕勒桑（parasang），阿拉伯则称其为法尔萨赫（farsakh）。这些计量单位经常在古代中外交通地理文献中出现，比如在九至十世纪阿拉伯地理书《道里邦国志》中，就通篇使用法尔萨赫来记载路程，其中包括从阿拉伯到中国的陆路和海路。还有一种名为扎姆（zam）的计量单位，代表着三小时航程。这类计量单位早已在印度洋上使用，如九至十世纪阿拉伯文献《中国印度见闻录》中记载：

巴士拉距尸罗夫水路一百二十法尔萨赫……尸罗夫到马斯喀特大约有二百法尔萨赫。

十世纪阿拉伯文献《印度珍异记》记载：

有一名海员对我言道，他曾经乘一艘印度洋帆船（Sanbuk）从室利佛逝前往中国。他说：“我们总共航行了五十多扎姆。”

扎姆很可能是印度水手习惯使用的计量单位，因为古代印度的一种典型计时方式，就是把一天分成八个时辰，每个时辰包括今天的三个小时。一些到印度取经的唐代僧人提到过这种计量方式，像《大唐西域记》《南海寄归内法传》中都有所记载。

中国早期一直没有这种用短时间段来表示固定路程的计量单位。虽然人们有时也会说走了一盏茶的时间、一炷香的时间，或是走了一刻钟等，但这些时间段并没有固定对应的距离。一直到元明之际，中国航海者依然在用昼夜计量海路。但在郑和下西洋以后，中国的航海文献里出现了一个名为“更”的计量单位，它代表的是2.4小时的航程，也就是原本一昼夜航程的十分之一。更是一种早期计时单位，后来在夜间计时中依然保留，比如人们常说的“半夜三更”。但中国早期并没有用更计量路程的做法，而在郑和下西洋之后，这种计量单位在航海中普遍使用，从24小时到2.4小时，实际使得中国计量航海的精确度整体提升了一个数量级。

这个名为“更”的计量单位，就是郑和下西洋的最大成果之一，因为它非常适用于中国附近海域岛礁众多的情况。在以天为计量单位的时候，如果一天之内经过十个海岛，就很难描述这十个岛的具体位置。比如第一个岛距离第二个岛有多远？第三个岛去第四个岛该怎么走？如果不能做清晰的定量描述，也就无法在文献中记录这些岛屿，从而留下它们的名字。但自从有了更这个计量单位以后，就可以给它们做出清晰的定位。如《西南沙更路簿》中记载南沙各岛之间的路线：

“自三角去双门用癸字二更，自双门去断节用乙卯二更，自断节去牛车英用乙字二更……”（韩振华主编《我国南海诸岛史料汇编》）

这种计量单位的普及，促成了明清时期中国海洋国土的开发与海岛命名。除西沙、南沙群岛，通往琉球的东方海路上也有一系列岛屿，它们之间的距离多在十更之内，所以这条航路上的钓鱼岛也在明代史籍中留下了名字。

那么该怎样确定一更的具体长度呢？明清时期的航海指南里描述得比较模糊，如《顺风相送·行船更数法》中记载：“凡行船先看风汛急慢，流水顺逆。可明其法，则将片柴从船头丢下与人齐到船尾，可准更数。每一更二点半约有一站，每站者计六十里。”这种投木测速的方法似乎缺失了一些信息，但在古代世界各地广泛交流的背景下，经常有相似的方法在各地流传，所以可以通过域外文献的记载加以补充互证。比如，在1850年，一个英国东印度公司军官在印度东南部的科罗曼德尔海岸，就观察到当地水手使用的一种传统测速计程方式：

“当地海员通过事前实践，知道自己行进的速度，或者说他知道自己在不同的速度下，一个小时分别能走多少英里。他将一块木片从船头投向船外的水中，保持与木片向后流的同样速度走向船尾，然后他记下自己行走的速度，这就等于海船前进的速度。”（Captain H. Congreve： A brief notice of some contrivances practiced by the native mariners of the coromandel coast， in navigating， sailing and repairing their vessels）

这种测速方法看起来很朴素，但与上文《太清金液神丹经》中提到的方法相比，还是能看出明显的进步。其实从现有文献来看，一直到十五世纪末，全世界的航海技术都是类似水平，更先进的方法还要过一段时间才能出现。比如，欧洲航海家哥伦布的船上，采用的也是估算方法，而且他的船上有建筑物阻拦，水手无法奔跑，所以只能用目测海中浮游生物移动的方法测速，其精确程度还不如流木测速法。

为什么郑和下西洋之后，中国航海技术的精确度会出现飞跃式进步？这与下西洋船队的任务有关，因为他们要保证航行安全。琉球航海文献《指南广义》里提到郑和船队“纳贡累累”，船上装了许多域外贡品、奇珍异兽，要带着它们平安地穿过岛礁众多的中国海域，就必须提高航行技术的精确度。郑和的船队里有“番火长”，也就是雇佣来的外国领航员，他们与许多来自浙江、福建、广东的中国领航员一起工作，此后就出现了计量单位“更”的普及。可以想见，中外航海者在下西洋的船队里协同合作，根据印度洋上普遍使用的短时段计程法，结合中国传统计时单位，共同确定了以流木测速法为基础，以更为计量单位的航海计程技术。

在郑和下西洋之后，还有一种航海技术出现在中国航海指南中，就是过洋牵星术，它的计量单位是“指”和“角”，直接来源于手指的宽度。这是一种天文导航技术，由于在纬度相同的地方，北极星的出地高度相同，所以就能参考北极星高度，实现等纬度航行。比如，在某海岸的两个港口，分别观测到北极星距海平面有三指、四指的高度，那么等到航行归来，回到海岸附近时，再航行到北极星出地三指、四指的地方，自然就回到了相应的港口。

这种测星高的方法可以直接用手指度量，也可以借用工具。中国也有类似的传统技术，只是采用尺、寸、分作为计量单位。如刘南威《我国民间的航海天文》中记载1976—1981年的南海社会调查，《针路簿》手抄本中有“定子午高低法”，称“‘吕宋子午高五寸六分，表尾子午高七寸二分，语屿门子午高一尺七寸。”此处说的“子午”就是北极星。

中国渔民可以在南海用尺、寸、分计量星高，但当郑和船队航行到印度洋时，还是要入乡随俗，采用当地的计量单位（“指”“角”），以便于和当地人交流。在阿拉伯地区，水手们使用木板和绳子组成的简易工具，来代替手指粗略估算星高，有时也采用若干片木板直接测量。阿拉伯人经常穿行在沙漠中，这种环境也会像在海洋里一样，需要用星辰来定位，这种生活习惯促使他们广泛采用牵星术。生活在九至十世纪的阿拉伯天文数学家阿尔·巴塔尼设计的测量仪器，以及他制作的三角函数表，成为这种技术的科学支持。但在当时的条件下，水手们并不需要知道所处的地理纬度，只要用手指或简易工具测量北极星高就可以导航，这也符合当时水手们数学水平普遍有限的现实情况。

郑和下西洋之后的中国航海指南中，还推广了测深铅锤和计量单位“托”的使用。这是一种用来测量水深的工具，在制作成秤砣型的铅锤下面打出浅坑，填入动物油脂，用长绳系住铅锤沉入海底，测量水深的同时粘起海底泥沙，用来判断水下地形。根据考古资料，这种工具早在公元前的地中海周边地区已经普遍使用，其计量单位是“寻”（fathom），也称“托”，即两手平伸的长度。测深铅锤最迟在宋代已经传入中国，而中国传统的测深工具是用竹子制作的水竿，用丈、尺作为计量单位。水竿适合用来探测水底泥沙的厚度，但长度有限，在深水区不如长绳连接的铅锤更为便利。

经过郑和下西洋船队中航海者的整理，让中国航海文献形成了一种相对固定的格式，并在明清时期的航海指南中广泛使用。定向、测深、计程、天文导航四种计量单位全面趋于统一，也更为精确。此前各地航海指南的书写中存在一定差异，比如，在保留了元代至明初北方航路信息的《海道经》中这样记录航路信息：

望南挑西一字行驶，好风一日，点竿累戳二丈，渐渐减作一丈五尺。水下有乱泥，约一二尺深，便是长滩。渐渐挑西，收洪。如水竿戳着硬沙，不是长沙地面，即便复回，望大东行使。

而郑和船队第六次下西洋后编绘的《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》（简称《郑和航海图》）中记载：

茶山在东北边过，用巽己针，四更，船见大小七山，打水六七托。

在华盖星五指内去，到北辰星四指，坐斗上山势，坐癸丑针，六十五更，船收葛儿得风，哈甫儿雨。

从对比中可以看到，定向单位从下西洋之前的东西南北变成了天干地支八卦，测深从原来的丈、尺变成了托，计程从昼夜变成了更，还增加了牵星术的数据。在这几项技术中，测定航向的罗盘在中国宋代已经广泛使用，测量航程所用的计更法来自印度洋地区，测水深的铅锤来自地中海地区，星高导航技术则来自阿拉伯地区。测深铅锤最迟在北宋传入中国，而计更法和过洋牵星术则是通过郑和下西洋的船队直接引入中国。

由此可见，郑和下西洋实际促成了中国航海技术的重大飞跃，但在明朝中期之后，却有一种传闻称郑和航海水程被毁，导致后人无法再下西洋。从这个传说演变的情况来看，它实际是一种以讹传讹的结果，前后的变化可以分为三个阶段。

传言的第一阶段，可以概括为“刘大夏暂时藏匿了征交趾的档案”。这种说法出现在正德年间刘大夏去世时，相关材料见于《明武宗实录》和刘大夏神道碑，这是值得信赖的史料，可以证明刘大夏藏匿的并非郑和航海档案。

传言的第二阶段，可称为“刘大夏藏匿了下西洋的水程”。这种说法出现在嘉靖中期，即刘大夏去世二十年之后。明代万表《郊外农谈》中称，“命一中贵至兵部查三保至西洋时水程……如是者三日，水程终莫能得”。这时刘大夏才开始和下西洋档案联系在一起，但《殊域周咨录》的作者严从简发现这段记载与交趾档案一事非常相似，在书中留下了疑问。

传言的第三阶段，终于演变成“刘大夏烧毁了下西洋档案”。这种说法出现在万历后期，即刘大夏去世一百年之后。这种说法的来源是顾起元的猜想，他曾经看到郑和随员费信所作的《星槎胜览》，书中主要介绍西洋各地特产和风土人情，顾起元深感不足，认为还应该记载有更多航行中奇妙历险的故事，从而称下西洋档案被毁。（顾起元《客座赘语》：“当时不知所至夷俗与土产诸物何似，旧传册在兵部职方。成化中，中旨咨访下西洋故事，刘忠宣公大夏为郎中，取而焚之。”）这是一种没有根据的推测，其实顾起元生活的时代距离下西洋已经有两百年时间，人们的写作习惯也发生了很大改变。《星槎胜览》与宋代《诸蕃志》、元代《岛夷志略》等文献相似，它们的写法实际是中国传统风土志在海外的延伸。而在顾起元生活的晚明时期，文艺创作远比永乐、宣德时期繁荣，以郑和下西洋为原型的《三宝太监西洋记》甚至被写成了神魔小说。因此不宜用明朝后期的文风为标准，去评判明朝早期的记录，因为这些后人关心的细节故事，很可能根本就不在当年人们的书写范围之内。

传说中的郑和档案是“水程”，这其实是一种记录路程的书写方式，风格很简洁。比如，略早于郑和下西洋时期的《大元海运记·漕运水程》中记载：

再得东南风一日夜，可至成山。一日夜至刘岛，又一日夜至芝罘岛，再一日夜至沙门岛。守得东南便风，可放莱州大洋，三日三夜方到界河口。

几乎与郑和下西洋同时的永乐四年《奉使安南水程日记》记载：

初十日午，至市桥堡。十一日早，行于吕都督营宿。十四日早，至大营白议事毕。十八日，复回，暮宿于野。十九日，至市桥堡宿。

可见当时的水程只记录路程，不记录方向，没有更多事件细节，也无法用来指导航行，只是一种档案式的简单记载。事实上，郑和下西洋时也曾有这种记录，并一直流传至今。明朝学者祝允明《前闻记》中记载：

宣德五年闰十二月六日龙湾开船，十日到徐山打围。二十日，出附子门，二十一日到刘家港。六年二月十六日到长乐港……二十七日到旧港。七月一日开船，行七日。八日到满剌加。八月八日开船，行十日。十八日到苏门答剌……

这则名为《下西洋·里程》的记载，其实就是郑和第七次下西洋的水程记录。可见，传说中的郑和航海档案并没有被焚毁，今天的人们依然可以看到它。在郑和船队带回的计更方法流传开之后，形成了更精确的、带有方向的水程，如明代慎懋赏《四夷广记·宁波至日本路程》记载：

“由乌沙门开洋，七日即到日本。若由陈钱山，用艮寅针，海程四十八更船至日本。”

清代郁永河《采硫日记》记载：

“厦门至台湾水程十一更半，自大旦七更至澎湖，自澎湖四更半至鹿耳门。”

由此可见，在郑和船队返航后，随着来自沿海各地的水手们返回家乡，将船队中的计更方法和实测数据广泛传播，形成了明清航海技术和海洋文献记载的新形态。这实际是在航海罗盘普及之后，中国航海技术史上的又一次飞跃式进步。代表着中央政府权威的下西洋船队在海洋上统一了度量衡，为中国航海业确立了一套可操作的行业规范和技术标准，大幅提高了航海技术的安全性能，让此后五百年间无数航海者的生命和财产得以保全，这种价值是无法用数字衡量的。这些技术遗产促进了海防事业和海洋相关生产力的发展，促成了明清时期的海岛开发和海洋国土命名，同时也体现出了传统视角之外，郑和下西洋的另一番意义。

（作者单位：中国科学院自然科学史研究所）