今天，我們依賴(lài)先進(jìn)的造船技術(shù)和航海裝備、細(xì)致的海域地圖和天氣預(yù)報(bào)，從中國(guó)的上海港出發(fā)，不到20天便可以抵達(dá)肯尼亞的蒙巴薩港。600多年前，明朝航海家鄭和統(tǒng)帥當(dāng)時(shí)世界上最恢宏的船隊(duì)，歷經(jīng)28年7次遠(yuǎn)航，出訪(fǎng)36個(gè)亞非國(guó)家，完成了史無(wú)前例的航?；顒?dòng)。
　　在這段光輝歷史下，我們不禁發(fā)出這樣的疑問(wèn)：鄭和船隊(duì)是如何劈風(fēng)破浪揚(yáng)帆遠(yuǎn)洋的？是怎樣巧妙規(guī)避海洋風(fēng)險(xiǎn)、精確掌握航線(xiàn)的？如此龐大的船隊(duì)又是以什么為動(dòng)力完成數(shù)萬(wàn)公里航行的？
　　近日，我校海洋科學(xué)學(xué)院董昌明教授在專(zhuān)著《鄭和下西洋中的海洋學(xué)》中揭開(kāi)了一個(gè)個(gè)謎團(tuán)。不同于以往更多從人文歷史角度研究鄭和下西洋，該書(shū)從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)層面重演了鄭和航行的風(fēng)貌海況，分析并驗(yàn)證了鄭和對(duì)航線(xiàn)與航行計(jì)劃的精準(zhǔn)把握。這是世界首部從海洋學(xué)角度研究鄭和下西洋的專(zhuān)著。
　　航海技術(shù)領(lǐng)先世界：明朝船隊(duì)也有“黑科技”
　　眾所周知，在鄭和遠(yuǎn)探西洋百年之后，歐洲的航海家們才開(kāi)始對(duì)于大海的探索之旅。“鄭和的船比哥倫布的船大了100倍，如果說(shuō)哥倫布的船是一艘帆船，那么鄭和的船就是航空母艦了。”董昌明打了個(gè)形象的比方。那么中國(guó)古代有哪些神秘的造船和航海技術(shù)？又是怎樣支撐鄭和一次次遠(yuǎn)下西洋的？
　　《鄭和下西洋中的海洋學(xué)》一書(shū)對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。從船舶結(jié)構(gòu)上看，鄭和船隊(duì)采用的是 “水密隔艙”
　　的結(jié)構(gòu)，可以提高船舶的抗沉性和遠(yuǎn)航的安全性。從船型上看，鄭和寶船采用的是福船船型，尖底、深吃水、船體高大、操縱性好，排水量有2500多噸。而從動(dòng)力上看，鄭和也對(duì)硬帆與旋轉(zhuǎn)櫓這兩種驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行了獨(dú)特的設(shè)計(jì)和精巧的改進(jìn)，使船不僅能夠更有效地利用多面來(lái)風(fēng)，也可以在無(wú)風(fēng)時(shí)保持相當(dāng)航速，還不懼在狹窄港灣擁擠的水域航行。
　　“航空母艦”有了，“艦長(zhǎng)”的職業(yè)素養(yǎng)又是如何培養(yǎng)的呢？董昌明介紹，在下西洋之前幾年，鄭和就開(kāi)始探清航路、召募航海人才、研討地文和天文導(dǎo)航技術(shù)，用以觀測(cè)天文氣候、辨別方位、確定航線(xiàn)。他還趁出使東南亞和日本的機(jī)會(huì)，巡視東亞海面，熟悉航路，累次校正針路、牽星圖樣、海嶼水勢(shì)等。
　　《鄭和航海圖》提供了佐證，圖籍中保存了大量關(guān)于航海路線(xiàn)、歷程、沿途海流、水深、礁石分布、停泊地點(diǎn)以及指南針、天文導(dǎo)航的豐富資料。如“過(guò)洋牽星術(shù)”“海道針經(jīng)”等導(dǎo)航技術(shù)，計(jì)程儀、測(cè)深儀等航海儀器，海圖、針路簿等航海地圖都是當(dāng)時(shí)非常先進(jìn)的航海技術(shù)。
　　季風(fēng)充當(dāng)“發(fā)動(dòng)機(jī)”：鄭和還是“氣象學(xué)專(zhuān)家”
　　鄭和船隊(duì)航行距離這么遠(yuǎn)，古代又沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)，鄭和的船隊(duì)是怎么下西洋的？
　　“鄭和船隊(duì)的航行動(dòng)力主要來(lái)自季風(fēng)活動(dòng)”，董昌明解釋道，“鄭和七下西洋所經(jīng)過(guò)的地區(qū)都是全球顯著的季風(fēng)區(qū)，風(fēng)向的季節(jié)變化既驅(qū)動(dòng)了帆船，還帶動(dòng)了海流的變化，為航行提供了動(dòng)力。”
　　為了驗(yàn)證鄭和下西洋對(duì)海況風(fēng)貌的準(zhǔn)確把握，團(tuán)隊(duì)選取了歷史資料較為充實(shí)、航線(xiàn)較為綿長(zhǎng)的第六次航行進(jìn)行史實(shí)重建，將途經(jīng)的東海、南海、馬六甲海峽、印度洋區(qū)域、非洲沿海區(qū)域等分為23個(gè)框區(qū)，逐一分析論證了框區(qū)內(nèi)的海氣狀況，原創(chuàng)性地再現(xiàn)了鄭和下西洋的海上經(jīng)歷。
　　重建這段海上經(jīng)歷并不容易，以鄭和從臺(tái)灣海峽前往越南南部的那段旅程為例，就是董昌明團(tuán)隊(duì)通過(guò)“好風(fēng)十日”四個(gè)字還原出來(lái)的。通過(guò)距離和航行時(shí)間，團(tuán)隊(duì)算出了航行速度；再通過(guò)該海域當(dāng)時(shí)的氣候條件，推算出季風(fēng)影響下的海流速度?！敖Y(jié)果證明，船型速度和海流速度一致，因此鄭和船隊(duì)的航行速度與季風(fēng)確實(shí)相關(guān)?！倍髡f(shuō)。
　　由此可見(jiàn)，鄭和早就對(duì)季風(fēng)的規(guī)律了然于心，是個(gè)“氣象學(xué)專(zhuān)家”。最直觀的證據(jù)是，鄭和船隊(duì)整個(gè)航行往返的時(shí)間一般為一年半，而他航行所利用的四種季風(fēng)之間的轉(zhuǎn)換也剛好是一年半?！?421年船隊(duì)于3月初從江蘇太倉(cāng)出發(fā)，就是在等東北季風(fēng)助力南下福建，風(fēng)速能達(dá)4～5m/s?！倍髡f(shuō)。
　　而在遙遠(yuǎn)的海域，鄭和還能精確測(cè)算季風(fēng)嗎？“稍微近一點(diǎn)的地方還能通過(guò)前人的資料記載獲取季風(fēng)信息，但是在阿拉伯海域這種比較遠(yuǎn)的地方就只能通過(guò)季風(fēng)的輻射區(qū)域大膽假設(shè)、小心前行了。”董昌明說(shuō)。通過(guò)資料分析，當(dāng)時(shí)鄭和團(tuán)隊(duì)很有可能認(rèn)為阿拉伯海域的氣候條件跟東海類(lèi)似，并根據(jù)東海的氣候條件做出航海計(jì)劃。
　　事實(shí)證明，鄭和的假設(shè)成功了。在阿拉伯海區(qū)域，鄭和船隊(duì)于夏季自南向北在該區(qū)域行駛，此時(shí)西南季風(fēng)盛行，且在七八月份達(dá)到最強(qiáng)風(fēng)力，西印度洋沿岸的北向流速為一年最大值，非常適合船舶向北航行；冬季船隊(duì)自北向南航行，該區(qū)域的海流也不會(huì)對(duì)回航造成明顯阻礙。另外，除了季風(fēng)推動(dòng)鄭和船隊(duì)前行外，海流和波浪也起著不可小覷的作用。
　　氣候變遷影響航行：用千年數(shù)據(jù)“重返明朝”
　　為了更好地還原 600多年前鄭和下西洋過(guò)程中的海況，董昌明團(tuán)隊(duì)嘗試通過(guò)數(shù)據(jù)分析，復(fù)原距今久遠(yuǎn)的明朝海洋狀況。經(jīng)過(guò)多次討論與嘗試，團(tuán)隊(duì)利用氣候態(tài)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行模式推演，分析了區(qū)域海洋地貌、海洋溫度、鹽度、潮汐以及大環(huán)境海洋環(huán)流、氣候系統(tǒng)的影響作用，最終實(shí)現(xiàn)了鄭和航行的風(fēng)貌海況重演。
　　研究人員創(chuàng)造性地以小冰期為背景對(duì)鄭和下西洋進(jìn)行了分析。“前人有研究認(rèn)為1400年前后我國(guó)就開(kāi)始進(jìn)入寒冷時(shí)期，所以我們認(rèn)為小冰期對(duì)鄭和下西洋產(chǎn)生了影響。”董昌明說(shuō)。
　　小冰期是指近1000年以來(lái)在暖期之間的寒冷期，由于其大部分時(shí)間與我國(guó)歷史上的明清兩代時(shí)間結(jié)合，所以我國(guó)又稱(chēng)其為“明清小冰期”。董昌明團(tuán)隊(duì)利用過(guò)去1200年間的氣溫?cái)?shù)據(jù)，對(duì)每一年的溫度進(jìn)行滑動(dòng)平均，采取局部回歸的穩(wěn)健形式，做出了全球異常氣溫變化情況圖。可以看出，在鄭和航行的1400年前后有一個(gè)明顯的溫度降低的變化。
　　小冰期期間，北方的酷寒使降雨區(qū)域普遍南移，這導(dǎo)致了明朝全國(guó)各地連年遭災(zāi)，對(duì)于明朝這樣一個(gè)人口龐大的帝國(guó)來(lái)說(shuō)是致命的打擊，大大削弱了國(guó)家的綜合國(guó)力。遠(yuǎn)洋航行如此需要國(guó)家投入龐大人力、物力、財(cái)力的活動(dòng)也必然受到其影響。除此之外，“鄭和在下西洋的過(guò)程中，氣候條件確實(shí)較差，航行條件十分艱苦?！倍鹘忉尅Ｍ瑫r(shí)鄭和選擇沿岸航行而非穿越大洋，除受政治文化等因素影響外，推測(cè)也可能和海溫較低有關(guān)。
　　海量考證歷史資料：理科生大呼“想念公式”
　　寫(xiě)作這樣一本需要厚重歷史學(xué)底蘊(yùn)的書(shū)籍，對(duì)于一個(gè)完全理學(xué)背景的年輕團(tuán)隊(duì)而言可謂“頭昏眼花”。對(duì)于海量的史學(xué)資料不熟悉、對(duì)需考證內(nèi)容不明確等問(wèn)題給團(tuán)隊(duì)帶來(lái)不小的困擾。
　　鄭和下西洋的相關(guān)記載散落丟失較多，不易修編。在閱讀《明史》《西洋番國(guó)志》《星槎勝覽》等古文書(shū)籍的時(shí)候，編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)紛紛大呼 “想念公式”，“我現(xiàn)在練就了一項(xiàng)‘火眼金睛’絕活，就是能最快速地在地球科學(xué)文獻(xiàn)中檢索到文言文關(guān)鍵詞。”團(tuán)隊(duì)成員余洋說(shuō)。
　　團(tuán)隊(duì)分組分地區(qū)，在江蘇省、福建省等現(xiàn)存有鄭和下西洋遺跡的地方進(jìn)行實(shí)地考察。他們考證鄭和留下的碑文，登上復(fù)原寶船的甲板；頂著炎炎烈日，拜謁牛首山的鄭和衣冠冢；冒著瓢潑大雨，走進(jìn)鄭和祈福的天妃宮，一群理科生們以一種看似“笨拙”和“費(fèi)勁”的方法，試圖將歷史一板一眼地還原。
　　對(duì)于為何想到出版這樣一本專(zhuān)著，董昌明表示，在美國(guó)講授 《海洋科學(xué)導(dǎo)論》時(shí)，教材中對(duì)鄭和下西洋這一壯舉只字未提，“因此回到祖國(guó)后，特別是在實(shí)踐‘海洋強(qiáng)國(guó)夢(mèng)’的今天，我下定決心要寫(xiě)好這本書(shū)。”除了還原歷史，董昌明還希望通過(guò)對(duì)歷史氣候的研究來(lái)更好地預(yù)測(cè)未來(lái)?！把芯繋装倌昵皻夂颦h(huán)境的變化，也能為未來(lái)的氣候預(yù)測(cè)提供更多的數(shù)據(jù)?！倍髡f(shuō)，以 “小冰期”為例，它就是一個(gè)突發(fā)氣候事件，分析它的成因、影響，也能在一定程度上給未來(lái)的氣候發(fā)展提供借鑒。 （林雯 余洋）