船既是工程技術的產(chan) 品，又象是宏偉(wei) 而精巧的藝術品，它包含著豐(feng) 富的科學原理。這些原理是古代勞動人民在數千年的造船與(yu) 航行實踐中逐步認識和掌握的。

　　一、浮沉有規律，排水知重量

　　船，首先要能在水上浮，就是潛水艇，也是有“潛”有“浮”。船在水中，受到水的向上的浮力，浮力的大小等於(yu) 船體(ti) 所排開水的重量(即排水量)。萬(wan) 噸輪能浮於(yu) 水，是因為(wei) 它體(ti) 積大，內(nei) 部空，隻要一部分沒入水中，產(chan) 生的浮力就可以和整個(ge) 船的重量相等。小小的一根針，放到水中就下沉，這是因為(wei) 針小，體(ti) 積有限，排水量小，產(chan) 生的浮力小於(yu) 針的重量。

　　我國古代勞動人民在長期的航運實踐中，看到船上多裝一些貨物，船就下沉一些;貨物卸下後，船又上浮了，從(cong) 而逐步掌握了船的浮性以及船的重量與(yu) 排水量之間的關(guan) 係。

　　公元3世紀時的三國時期，孫權送給曹操一隻大象，曹操想知道它的重量，無奈象體(ti) 龐大，哪有這樣大的秤來稱它呢?這時，曹操的小兒(er) 子曹衝(chong) 提出一個(ge) 建議:把象拉到船上，刻下船的吃水記號，再把象拉到岸上來，然後把別的物品裝到船上，直裝到所刻的吃水線為(wei) 止，這樣，稱出這些物品的總重量就可知道象的重量了。

　　這個(ge) 故事固然很有趣，但稱象所根據的原理決(jue) 不是一個(ge) 小孩的新發現。根據船的吃水確定載重量早已是船工們(men) 的常識，稱象的故事正說明這種常識在當時已達到了童稚也可以知道的地步。

　　古代勞動人民應用船的浮性原理，從(cong) 水中打撈重物的故事更是光彩照人。八百多年前，山西蒲州(潼關(guan) 附近)有一座橫跨黃河的浮橋，它是用大鐵鏈係在八隻大鐵牛身上加以固定的。有一年黃河大水，浮橋被衝(chong) 垮，有隻大鐵牛也沉到了河底。有什麽(me) 辦法把一條數萬(wan) 斤重的鐵牛撈上來呢?這可真是個(ge) 難題。當時貼出榜文，征求解決(jue) 難題的辦法。前來應征的卻是一個(ge) 家庭很貧困，從(cong) 小出家做和尚的人，名叫懷丙。

　　他用什麽(me) 辦法呢?說來也簡單，他將兩(liang) 隻裝滿了砂土的大船，夾在鐵牛兩(liang) 旁，把大木橫擱在兩(liang) 條船上，用粗大的纜索把它與(yu) 船係緊，再在大木上縛一根結實的纜索，纜索下端掛了鉤子，鉤住鐵牛，然後卸去船上的砂土，砂土越卸越少，船就愈來愈向上浮，鐵牛也就逐漸“浮”起來，最後船上砂土卸完，鐵牛就撈起來了。這個(ge) 事例可以說是我國近代和現代打撈工程的先聲，它比“稱象”的難度更大，水平更高。

　　“稱象”也好，“撈鐵牛”也好，都是對船的浮沉規律、船的重量與(yu) 排水量之間關(guan) 係的正確認識。與(yu) 此相關(guan) ，我國古代造船工人和船員對船的容積和載重量也早就有了比較確切的量度。古書(shu) 上記載著:唐代海船可載萬(wan) 斛;宋代往返中國與(yu) 朝鮮之間的客舟可載二千斛。明代的一些造船專(zhuan) 著記載有二千料的大黃船、二百料的巡沙船、一千料的海船等等。“斛”和“料”，都是古代度量單位，相當於(yu) 今天的擔。

　　二、船舶穩性好，不怕風和浪

　　船在水上不僅(jin) 要能浮，還要在航行中經得起風吹浪湧，不會(hui) 傾(qing) 覆。有的船更要求在風浪中平穩地進行作業(ye) 。

　　早在使用獨木舟時，人們(men) 就發現:在舟中站立起來活動就有翻船的危險，而坐下來就穩當得多。這類現象反複多次以後，就使人們(men) 認識到，重心的高低是船舶穩性的一個(ge) 重要因素。獨木舟之所以容易翻，還因為(wei) 它寬度較小。如果把兩(liang) 隻獨木舟並聯起來，就穩得多。舫船的使用，一個(ge) 重要目的就是為(wei) 了提高船的穩性。後來，這種形式的船應用相當廣泛。宋代有一幅《並舟舉(ju) 網圖》就是一例。

　　並舟固然可以提高穩性。單體(ti) 船加寬同樣可以達到這個(ge) 要求。有些較為(wei) 狹長的船隻，為(wei) 了提高穩性，也可以采取一些臨(lin) 時措施。例如長期以來在我國沿海航行的福州運木船，船體(ti) 狹長，航速快，但穩性較差。所以在它滿載木材的時候，兩(liang) 舷外側(ce) 綁紮許多木材。這樣，當船受到側(ce) 向強風吹襲，惡浪撲打，船體(ti) 傾(qing) 側(ce) ，但由於(yu) 這時舷側(ce) 所掛木材沒入水中，等於(yu) 增大了船寬，得到了補充的浮力，穩性大大提高了。這的確是勞動人民在實踐中的一個(ge) 創造。

　　重心低，寬度大，船的穩性就好。這個(ge) 道理在造船中有廣泛的應用。雙體(ti) 的勘探船在風浪中較順利地工作，不正是船寬大、穩性好的緣故嗎?

　　三、設置水密艙，抗沉能力強