对造船技术的探究引发

温州龙舟造船工艺的思考

       通过查阅资料，我们知道了一艘船受浮力、阻力、船型等多种因素，决定了他可以行驶在哪种水域，速度多快，外观如何。

浮力

       原始社会时期，劳动人们就已经发明了木排、竹排和独木舟等，对水的浮力就有初步的认识 。后来，随着水上活动的不断增加，对水浮力的认识也不断加深。首先，人们发现浮力的大小跟水的多少和深浅有关，水多水深浮力大，水少水浅浮力小。虽然很粗浅，但是它对造船却具有很重要的指导意义，就是在水少、水浅的水域里只能航行小船，只有在水多、水深的水域里才能航行比较大的船只。比如大家熟悉的曹冲称象的故事，就反映了一个事实：负载物体的同一只船，如果吃水量相同，那么不管它所载物体的体积、比重有什么不同，重量一定是相同的。也就是说，人们已经认识到浮力的大小只跟船只所排开的水量多少有关。

       由此，中国古代的劳动人民对船的容积和载重量有了比较确切的量度，知道建造多大的船可以载多少人或者多少物资，甚至用载重量来衡量船的大小。在唐朝以后的万斛船、二千料(斛)船、千料船、二百料船等等，就是这样量度的。“斛”和“料”都是我国古代的容积单位，相当于石。一石是一百二十斤，那么万斛船的载重量就相当于六百吨，它在古代世界中可以说是巨大无比了。

       现在，我们已经知道了浮力的测量公式就是阿基米德浮力定律：浸在流体中的物体（全部或部分）受到竖直向上的浮力，其大小等于物体所排开流体的重力。即F浮=G排，计算可用它的推导公式F浮力=ρ流体×g×V排开流体（ρ液为液体的密度，单位为kg/m³；g为地球表面的引力场强度，等于重力加速度，是重力与质量的比值，取g=9.8N/kg，粗略计算时可取10N/kg；V排表示排开液体的体积，单位为m³）。

       通过这个公式，我们就能轻而易举的算出一艘船的浮力是多少啦！

    阻力

       我们从船型还可以看到古人对水的阻力已经有了初步认识。如果说，瘦长的独木舟是由于受到天然原料限制的话，那么在木板船出现以后，所有船的形状都是长比宽大，而且首尾都比中间狭窄，这就是人们有意识的行为了。也就是说，人们在航行实践中，已经意识到船在航行中要遇到水的阻力，为了减少水的阻力，有意把船体造成两头狭的瘦长形状。

       从水中遇到阻力的公式F阻力=1/2×C×ρ×v2×s也可以知道。(ρ为密度，v为速度，s为垂直方向横截面积，C为阻力系数)。

船型

       不同的船型适应不同的水面。例如，在杭州湾以北的港口和沿海航线上，由于水浅、沙滩多，所以一般建造和使用平底船舶；在杭州湾以南，沿海的水比较深，海湾狭长，岛屿也比较多，所以一般建造和使用尖底的海船。中国古代的船型种从船首形状大体来分，可以分成尖首和方首两大类；从船底样式来分，可以分成尖底和平底两大类。在历史的演变中，福船是最著名的尖首、尖底船型的代表，沙船是最著名的方头、平底船的代表。

      福船高大如楼，底尖上阔，首尾高昂，首尖尾方，两侧有护板，船舱是水密隔舱结枃。尖首尖底利于破浪；底尖吃水深，稳定性好，并且容易转舵改变航向，便于在狭窄的航道和多礁石的航道中航行。

       而龙舟便是福船的一个支脉，尖底尖头的船形、贯穿全船的龙骨与福船相似。

       既然中国造船的历史这么悠久，那我们温州的龙舟又是何时开始起源的呢？

       据明万历《温州府志》载：“竞渡起自越王勾践。永嘉水乡用以祈赛。温州龙舟”温州竞渡，至迟在宋时已很流行。叶适诗：“一村一船遍一邦，处处旗脚争飞扬，祈年赛愿从其俗，禁断无益反为酷。”可见，温州一带的竞渡，渊源于古代越族龙图腾崇拜的祭祀活动，主要是用于祈求平安和丰收。温州各乡都有龙船，各庙宇设香官神，专管划龙船。每逢端阳节，有些地方要做新龙船，四月初一就擂鼓开殿门，祭香官神，开始造船。2012年，温州被国家体育总局评为“中国龙舟名城”。

      1960年10月，温州自来水厂扩建工程时在工地中发现了独木舟。最终判断独木舟应是东晋时期制作的。有专家认为，由于双体舟留下实物连同图像资料却屈指可数，西山出土的双体舟对研究我国双体舟发展历史提供新的实物资料。而且最近正在发掘的朔门古代商港遗址出土的船舶也属于福船一类，更加佐证了温州造船历史的悠久。

       温州的船文化悠远深长。这其中，龙舟文化是温州船文化中的特别存在。

       温州龙舟之所以能够美名远扬，必定有其独特的奥妙之处，那其中又包含了哪些科学原理呢？

温州龙舟船型

       温州的传统龙舟有18档，划手共需36人，加鼓、梢、锣、旗、唱神、托香斗六种执事12人，就需48人。整船呈长条形，两侧较为平坦，两端窄中间扩大，有利于提高船的速度和稳定行，同时减少水的阻力。

选材

       温州龙舟的制作材料主要有木材、竹子、漆等。其中，木材是龙舟的主要材料，常用的有杉木、樟木等。一只船基本要用到六棵树，选料是最难的，因为需要挑选大小合适，比较平直的杉木和樟木。         

        而且杉木在干的情况下，密度大约为0.4，质轻浮力大，船速就快一点，而樟木密度大，木质硬，可以让固定船身。竹子则用于制作龙舟的桨和舵，漆则用于保护龙舟表面，增加其耐水性和美观度

制作工序  

       温州龙舟的制作工艺也非常讲究。首先要选用优质的木材，经过干燥、切割、雕刻等工序，将两块整杉木连接在一起，俗称接龙骨。然后，要使用锯、钻、斧、凿、刨、尺、锤等工具，还有一种温州独有的工具“板契”（谐音）来保持船身两侧船板不倾斜。

标准化制作

       如今，温州龙舟的制作需要按照标准化制造以增加龙舟的安全性。除了材料和工艺，在尺寸和比例也有严格的规定，如船头、船尾、船身等部分的比例应该协调、合理。一般来说，温州龙舟的长度在19米左右，头尾宽度在0.45米左右，中间高度在0.5米左右。这样能有效保证龙舟的行驶安全。

       龙舟前行是典型的物体由静止变为运动，且重心平衡向后用力划船，船向前进可知力的作用是相互的。

 重心平衡

      因为龙舟上坐的人比较多，稍有不慎就会侧翻，所以龙舟各档分坐左右两人，能够有效的维持龙舟的平衡。特别是龙头龙尾的装饰也能够保证龙舟划行时不会一边倒。

速度前行

       为了增加龙舟的前进速度，可以增大桨叶以增加桨和水的接触面积。并增加划桨时的吃水深度。同时，在前进时大家频率一致，整齐划一能够有效的保持龙舟以最快的速度前行。

汪茗萱

       这次的龙舟探索之旅让我对“龙舟”这两个字有了更深入的了解和更深刻的印象。最让我深刻的是里面手工的乐清首饰龙，在温州乐清、永嘉等地，盛行着一种叫"首饰龙"的龙灯。它是依照鱼船结构，以一条弧形木条做基础，上面用竹条和篾丝糊纸扎成一只龙船。"龙身"上有5-7层楼阁。饰有70多个制作精巧的亭台，在各层亭台中又配饰着近300个精彩的绸塑人物。组成80多出戏，内容大多取材与《三国演义》、《说岳全传》等。整个龙灯还装有木制齿轮传动装置，由一个人操作，可牵动全部绸塑人物，各自表演不同的动作，栩栩如生， 首饰龙的制作工艺复杂，集木工、油彩、纸扎、龙灯、刻纸等工艺。我发现从龙舟既可以在水里划，也可以在陆地上欣赏。原来，龙舟不仅是速度的象征，还是美与精致的象征。

管圣桐

      我参观了龙舟文化博物馆，龙舟的制作过程十分艰难，不仅要选择合适的木材还要进行干燥，切割，雕刻等工序，非常复杂。当我了解到当时温州的工匠特别利用了一种温州独有的工具“板契”来保持船身两侧船板不倾斜，让我非常敬佩他们的智慧。在古代就出现了龙舟，智慧的劳动人民知道如何将阻力和浮力运用到龙舟的制作中。龙舟前进的动力来源于船桨，船员划桨时对水的作用力使龙舟前进，而且船员们的划桨频率一致才能有最大的合力让龙舟更快速的前进，对于龙舟的比例和尺寸也有非常高的规定。“同舟共济，奋勇争先”的龙舟精神和温州人“敢为人先”的精神一脉相通，这也是温州被评为中国龙舟名城的主要原因。我们是新时代的生命力，要把龙舟精神传承下去。

李丞潇

       通过学习，我对制造龙舟所包含的科学奥秘愈发兴趣。我知道了造船技术需要考虑浮力、阻力、船型等因素。我也学习到了关于力的科学公式和道理。我感叹古人的伟大，龙舟看似简单，却需要大量的人力、物力和技术，需要精确的标准，否则就会“差之毫厘、谬以千里”。现在，我们伟大祖国的造船技术已走在前列，世界领先，我们已经拥有了自己的航空母舰、巡洋舰、驱逐舰等新型舰船。可以期待，在不远的未来，我们的造船技术必将日新月异、独领风骚、保卫国家、造福人民。

      科技强国！科技兴国！

       通过本次科学小课题研究，让我们对龙舟背后蕴藏的历史和科学有了更深的认知和感悟。

       我们衷心希望传统民俗文化能够在时代的发展中和科技融合，迸发出新的生命力，也祝愿温州龙舟继续发扬光大。