地球的表面70%是蓝色的海洋,地球上的生物约有80%在海洋之中。海洋为人类的生存和发展提供了丰富的宝藏和无穷的资源。人类在漫漫的历史岁月中不断认识、利用、开发海洋,创造了光辉灿烂的海洋文化。《联合国海洋法公约》宣告:“人类源于海洋,生存与发展依赖于海洋”;“海洋环境是一个整体,是全球生命支持系统的基本组成部分,是有助于人类实现可持续发展的物质财富”。海洋对于现今人类社会存在和发展的极端重要性,使得21世纪被称为海洋世纪。
航海是人类认识、利用、开发海洋的基础和前提。不论是从事海洋捕捞和养殖,还是在海上从事旅客与货物运输,在海洋中开展国防和军事活动,对海洋进行科学考察,开发海底石油和矿藏等资源,从古到今,人类在海洋中的一切活动都离不开航海,即人驾驶船在海上航行、停泊和作业。
航海历史的发展
回顾人类的航海史,早在公元前2500年以前,古埃及就有人驾驶帆桨船沿地中海东航至黎巴嫩,后来又沿红海南航至今索马里或也门。腓尼基人当时就建造了巨型桨船,顺风时能扬帆航行,古希腊人毕菲在公元前4世纪在海上探险中发现了不列颠群岛。中国的火药、造纸、印刷术、罗盘(指南针)四大发明在14世纪前后,分别由阿拉伯人和埃及人传入欧洲,在15、16世纪欧洲资本主义生产方式有了萌芽,欧洲海洋国家的航海活动取得了伟大的成果。在郑和下西洋(公元1405—1433年)之后,87年、92年、114年,1492年意大利人哥伦布横渡大西洋到达美洲,1497年葡萄牙人达·伽马绕过好望角远航印度,1519年葡萄牙人麦哲伦向西作环球航行,是西方历史学家所谓“地理大发现”最重要的标志。在推动资本主义最初发展上发挥了极其重要的作用,也永载世界航海史册。
航海科学技术的进步
航海历史的发展离不开航海科学技术的进步。《美国百科全书》认为:“航海通常包含了科学仪器和方法的发展,并且还包含了计算在内,航海仪器的熟练应用及对各种有用资料的解释,则可以被认为是一种技艺。”
航海科学技术的狭义解释是从航海人员驾驶船舶在海上航行的知识、方法和手段出发的,主要指地文航海技术、天文航海技术、无线电航海技术、船舶操纵与避碰技术。
广义的航海科学技术还应包括造船科学技术、船舶通信导航科学技术、船舶安全和防污染技术等。无论狭义的还是广义的航海科学技术都依赖于相关门类科学技术,并且是相关门类科学技术在航海上的综合、集成与应用。
唐代《海岛算经》中已有测量海中地形、地物的高度与距离的方法,对后来航海图的测绘有深远影响。世界上利用指南针进行海上导航的最早文字记载,见于北宋宣和元年(1119年)《萍州可谈》。该书中说:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”,这比1180年英国《论物质本性》中提到航海者利用水浮磁针指北,要早61年。明代《海道经》中保存了一卷据元人底稿而绘成的《海道指南图》,这是迄今所能见到的中国当代航海图中最早的一幅。到了明初,郑和七下西洋是中国古代先进航海科学技术之集大成。郑和航海术,主要记录在《郑和航海图》中。
在人类社会发展的进程中,欧洲国家率先从封建主义时代进入资本主义时代,各门类科学技术取得突飞猛进的发展。新的材料、机械、电气、电子、控制、信息技术逐步应用于航海,形成了近代和现代航海科学技术。就造船材料而言,18世纪炼铁业的发展导致1787年制造出第一艘铁木船,1841年建造出第一艘铁质船;1858年出现了钢,1866年开始用钢造船,1890年钢质船完全取代铁质船。就船舶动力而言,1769年研制成双向蒸汽机,1783年则制成蒸汽动力明轮船;1876年研制成功内燃机和1892年发明柴油机,1903年则制成内燃机船。就天文航海学来说,18世纪机械制造业发展与天文学结合,致使1730年发明航用六分仪,1767年天文钟在船上使用。就船舶通讯导航来说,1888年发现电磁波,1895年发明无线电报,尔后船舶采用无线电通信;1935年发明雷达,随即于1937年开始用于船舶探测目标、定位、导航与避碰;1957年发射第一颗人造地球卫星,1964年就研制出卫星导航系统,三年后向民用船舶开放使用。如此等等,都是例证。
当代航海科学技术
20世纪下半叶,伴随整个科学技术的迅猛发展,航海科学技术的进步日新月异,其重要标志如下:
1)船舶大型化
在20世纪60年代,1万载重吨的船就可称为“万吨巨轮”,2000年末世界上拥有10万载重吨的超大型油轮(vlcc)数百艘,其中包括3艘50万载重吨的特大型(ulcc)油轮。目前最大的散货船为36万载重吨。集装箱船近年来也越来越大,9000teu和10000teu的集装箱船正在建造和开发中。90年代后半期,欧美船东不断建造大型豪华油轮,1998年至2002年,年均建造13艘,其中多数是14万总吨级。
2)船舶专业化
过去的海洋运输船舶主要是客船、货船和油船。近20年来,集装箱船、滚装船(roll—roll)、液化气船(