正文 第二章 乘風破浪的水上交通的發展(一)(1 / 3)

人工開鑿的水道——運河

運河起源於古代中東地區。那時,公路極不發達,人們有效地運送貨物及旅客,主要依靠水道。所以,最先興起的城鎮都是靠近河道的地區。然而,水道都是自然形成的,有些地方沒有水道,人們便發揮自己的力量,用人工開鑿出了一條條水道,這些水道就是運河。

世界上最古老的運河之一是建於公元前7世紀為尼尼微輸送清水的運河,長達50英裏。

公元前510年,人們修建了一條早期的蘇伊士運河,可以連通紅海和尼羅河。大流士大帝敕令,該運河沿著現在的運河河道,從紅海入大苦湖,然後再入提穆薩湖,由此向西分叉,沿一條自然河道入尼羅河。這條運河雖然工程浩大,但它僅僅是公元前1470年埃及人修建的運河的重建。古埃及人所修的運河比現在的蘇伊士運河早了約3500年。

這些早期的運河都是在較為低平的地區修建的,深度僅容小舟航行其中,而且目的往往是連通兩個水道,運河的水也是來自所連通的水道。

大約在1373年,荷蘭人發明了一種叫做運河河閘的截水方法。把一個密封的水櫃注滿水後再放出,這樣水櫃裏的船隻就可以隨著水位的高度升降。采用這種方法,可以在有坡度的地帶修建運河。來往的船隻,可以通過河閘從一種水位提高或降低到另一種水位。這一技術使英國和歐洲大陸的運河體係迅速擴大,運河把許多地區與城鎮連在一起,從而推動了糧食和商品的運輸。

運河是古代的重要運輸渠道。貨船一被拉動,就能靠慣性運動,而且船與水之間的摩擦力極小,隻需要很小的力就可以把船拉動行走。所以,運河推動了水道邊城鎮的交流,促進了貿易的發展和文化的傳播。

我國在隋朝時就修建了著名的大運河。

為防盜而誘發的創造——運河船閘

每一個見過現代運河的人,都會熟悉船閘。它有兩個閘門。船從一個閘門進入,閘門就在它後麵關上。然後讓閘內的水位上升或下降,使其與船航行前方的水位一致。水位調整好以後,船前方的閘門就打開,讓船通過。

運河船閘是公元984年在中國發明的,發明者是喬維嶽。

在公元984年以前,船舶隻能經過雙向滑道在運河的高低水麵之間通行。中國船舶沒有龍骨,底幾乎是平的。因此在中國發展出一種在兩個不同水位之間的運輸方式,即把原先設計用來調節水流的滑道以平緩斜度向前後兩端延長,伸到水裏去。船來到後拴上用牛拉絞船牽繞的繩子。兩三分鍾後,船就被沿著斜坡拖到較高的水麵上,當中有一段會搖搖欲墜地懸在空中。然後它就像離弦之箭一樣疾駛在比它原來所在的水位高幾尺的運河水麵上。乘客和船員必須把自己緊緊捆在船上,以免被拋到空中而受傷。這種獨特技術的最大缺點是在把船拖上石坡時的摩擦和扯拽經常會使船破裂或嚴重損壞。每當有船在斜坡上損壞時,貨物馬上就被有組織的團夥——包括贓官——劫走,他們等的就是這個。有時候,顯然是故意對船隻野蠻操作,或是人為造成或甚至專門找到船隻的薄弱環節,以便有意在造成此類“事故”。

公元983年,喬維嶽被封為淮南轉運副使。他想,糧食是通常的賦稅載體,把糧食安全運到各地中心倉庫是朝廷的生命線,在糧食運送過程中,穀物被盜是嚴重的社會和政治問題。為了防治當時在運河運輸過程中大量糧食被盜的情況,他冥思苦想,發明了船閘,取代了雙向滑道。

《宋史·三零七·喬維嶽》記載了喬維嶽發明運河船閘的事實:“因此喬維嶽首先下令在西河(淮陰附近)第三堰建造兩個門。兩門相距50餘步,整個空間用一個大屋頂覆蓋,像一個大棚。這兩個門是‘懸門’;當它們關閉時,水像潮水一樣積聚到需要的水位,然後到適當的時間又讓水流出。他還在兩岸之間架了一座水平橋梁,又壘上砌石以保護岸基。對所有雙滑道都這樣改建之後,以前的弊病就安全消除,而過往船隻就可以毫無阻礙地通行了。”

船閘使得真正的越嶺運河成為可能。在每個閘門處水位相差四五尺完全不成問題。因此,在一片地域上運河的水位可以提升到海拔百尺以上,例如大運河就是這種情況(升到海拔138尺)。這樣就有可能形成一個廣大的運河網,也使得水利工程師們可以不受許多惡劣地形的限製。

運河船閘還可以節省保貴的水。中國的許多運河在夏天都會變得幹涸,需要等許多天才能從很長一段運河裏積存起足夠的水以便打開溢洪閘放船通過。在每個閘門前可能有幾百條船在等候通過。而用船閘後,每次就隻需用一閘的水。這意味著,由於節約用水,運河可以延長使用好幾個月。沈括在他的《夢溪筆談》一書中也講到一條運河:“我發現,每年可省500個人工,並省雜費125萬錢。用牽船過堰的老辦法,每條船能運的載重不超過21噸,而在雙門建造完畢之後,便開始使用載重28噸的船,而後來,貨物重量越來越增加。今天,官船載重可達49噸,而私人船隻可運多至800袋,重達113噸。”

河道上的彩虹——鋼纜懸索橋

在世界各國的不少河道上,一座座鋼纜懸索橋象彩虹一樣飛架在河道兩岸,為兩岸的交通帶來了方便。

在古代,人們要從較寬的河的一岸走到另一岸去,是一件非常困難的事情。為了解決這個問題,他們先發明了渡船。可渡船很不方便,又非常危險,於是人們想到了架橋。

在古代中國,人們發明了用繩子製作懸索橋。秘魯的印加帝國,也發明了這種懸索橋。用繩子製作懸索橋,材料易取,製作簡便,但使用時間短,也不太安全。

19世紀,隨著工業革命的興起,人們發明了用鋼纜製作懸索橋。這一發明的主要先驅者是美國工程師約翰·奧古斯都·羅布林。他於1851年在尼亞加拉河穀建造了一座懸索橋,又於1867年在辛辛那提的俄亥俄河上建了另一座,後來這座懸索橋就以他的名字命名。

世界上最有名的鋼纜懸索橋是由羅布林建造的布魯克林懸索橋。羅布林於19世紀50年代早期就開始在紐約東河上設計一座大橋,1867年他被指定為建造東河大橋或布魯克林大橋,聯接布魯克林和曼哈頓。1869年在一次事故中,羅布林的一隻腳被砸壞,結果因感染了破傷風而去世。他的兒子華盛頓·奧古斯塔斯·羅布林接著主持完成了這座大橋,於1883年通車。布魯克林鋼纜懸索橋的建成,被認為是一項輝煌的成就。當代人們對19世紀科技評論時,都將布魯克林大橋視為19世紀前所未有的科技工程奇跡之一。

布魯克林大橋當時在三方麵獨樹一幟:作為底座的水下橋墩、石塔和鋼纜索,後來20世紀許多橋梁都仿照布魯克林大橋修建。羅布林還是第一位倡導不用鐵纜而用鋼纜建橋的人。1964年,布魯克林大橋被宣布為美國國家曆史裏程碑。

最古老的諾亞方舟——人力船

船可以說是人類最早的交通工具。地球表麵積有51100萬平方千米,其中海洋約占71%,陸地僅為29%。正是由於船的出現,才使得原來隻能在陸地上活動的人類,將活動範圍擴大了3倍之多。

人類在遠古時就發現,落葉、木頭和捆紮起來的蘆葦能浮在水上隨水流移動。受這一現象的啟示,他們便造出了船。《世本》中就寫著:“觀落葉因以為舟”。意思是說古人看到樹葉落到水麵上並且漂遊的情景,就造出了船。考古學的一係列重要發現表明,人類使用人力槳船的曆史至少延續了10000年之久。

世界上最早發明的船是獨木船,製造的方法大致是:剖開原木的一麵,並掏挖成凹形,這樣既減輕了原木的重量,使船能在水中更穩定地運行,也增加了船運輸貨物的數量。船的動力來自於人類自身,用槳劃水推動船前行,所以這些船稱為人力船。雖然沒有遠古的船隻遺留下來,我們卻能從某些古老民族今天的手工造船中看到遠古船隻的影子,從一些文物中亦可了解古老船隻的情況。在英國約克郡一個沼澤裏,發掘出了一支公元前7500年的木槳,這支槳被認為是用來劃一種中間掏空的獨木舟的。在荷蘭發現了一隻這樣的獨木舟,其年代約為公元前6300年。這種獨木舟用火遂石製的工具挖成,可以做得相當大。在英國發現的一隻獨木舟,長達16米,寬1.5米。