今天，我們依賴先進的造船技術(shù)和航海裝備、細致的海域地圖和天氣預(yù)報，從中國的上海港出發(fā)，不到20天便可以抵達肯尼亞的蒙巴薩港。600多年前，明朝航海家鄭和統(tǒng)帥當時世界上最恢宏的船隊，歷經(jīng)28年7次遠航，出訪36個亞非國家，完成了史無前例的航?；顒?。
　　在這段光輝歷史下，我們不禁發(fā)出這樣的疑問：鄭和船隊是如何劈風破浪揚帆遠洋的？是怎樣巧妙規(guī)避海洋風險、精確掌握航線的？如此龐大的船隊又是以什么為動力完成數(shù)萬公里航行的？
　　近日，我校海洋科學學院董昌明教授在專著《鄭和下西洋中的海洋學》中揭開了一個個謎團。不同于以往更多從人文歷史角度研究鄭和下西洋，該書從嚴謹?shù)膶W術(shù)層面重演了鄭和航行的風貌海況，分析并驗證了鄭和對航線與航行計劃的精準把握。這是世界首部從海洋學角度研究鄭和下西洋的專著。
　　航海技術(shù)領(lǐng)先世界：明朝船隊也有“黑科技”
　　眾所周知，在鄭和遠探西洋百年之后，歐洲的航海家們才開始對于大海的探索之旅?！班嵑偷拇雀鐐惒嫉拇罅?00倍，如果說哥倫布的船是一艘帆船，那么鄭和的船就是航空母艦了?！倍鞔蛄藗€形象的比方。那么中國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下西洋的？
　　《鄭和下西洋中的海洋學》一書對此進行了詳細說明。從船舶結(jié)構(gòu)上看，鄭和船隊采用的是 “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。而從動力上看，鄭和也對硬帆與旋轉(zhuǎn)櫓這兩種驅(qū)動模式進行了獨特的設(shè)計和精巧的改進，使船不僅能夠更有效地利用多面來風，也可以在無風時保持相當航速，還不懼在狹窄港灣擁擠的水域航行。
　　“航空母艦”有了，“艦長”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，鄭和就開始探清航路、召募航海人才、研討地文和天文導航技術(shù)，用以觀測天文氣候、辨別方位、確定航線。他還趁出使東南亞和日本的機會，巡視東亞海面，熟悉航路，累次校正針路、牽星圖樣、海嶼水勢等。
　　《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、歷程、沿途海流、水深、礁石分布、停泊地點以及指南針、天文導航的豐富資料。如“過洋牽星術(shù)”“海道針經(jīng)”等導航技術(shù)，計程儀、測深儀等航海儀器，海圖、針路簿等航海地圖都是當時非常先進的航海技術(shù)。
　　季風充當“發(fā)動機”：鄭和還是“氣象學專家”
　　鄭和船隊航行距離這么遠，古代又沒有發(fā)動機，鄭和的船隊是怎么下西洋的？
　　“鄭和船隊的航行動力主要來自季風活動”，董昌明解釋道，“鄭和七下西洋所經(jīng)過的地區(qū)都是全球顯著的季風區(qū)，風向的季節(jié)變化既驅(qū)動了帆船，還帶動了海流的變化，為航行提供了動力?！?br>　　為了驗證鄭和下西洋對海況風貌的準確把握，團隊選取了歷史資料較為充實、航線較為綿長的第六次航行進行史實重建，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，以鄭和從臺灣海峽前往越南南部的那段旅程為例，就是董昌明團隊通過“好風十日”四個字還原出來的。通過距離和航行時間，團隊算出了航行速度；再通過該海域當時的氣候條件，推算出季風影響下的海流速度?！敖Y(jié)果證明，船型速度和海流速度一致，因此鄭和船隊的航行速度與季風確實相關(guān)?！倍髡f。
　　由此可見，鄭和早就對季風的規(guī)律了然于心，是個“氣象學專家”。最直觀的證據(jù)是，鄭和船隊整個航行往返的時間一般為一年半，而他航行所利用的四種季風之間的轉(zhuǎn)換也剛好是一年半?！?421年船隊于3月初從江蘇太倉出發(fā)，就是在等東北季風助力南下福建，風速能達4～5m/s?！倍髡f。
　　而在遙遠的海域，鄭和還能精確測算季風嗎？“稍微近一點的地方還能通過前人的資料記載獲取季風信息，但是在阿拉伯海域這種比較遠的地方就只能通過季風的輻射區(qū)域大膽假設(shè)、小心前行了?！倍髡f。通過資料分析，當時鄭和團隊很有可能認為阿拉伯海域的氣候條件跟東海類似，并根據(jù)東海的氣候條件做出航海計劃。
　　事實證明，鄭和的假設(shè)成功了。在阿拉伯海區(qū)域，鄭和船隊于夏季自南向北在該區(qū)域行駛，此時西南季風盛行，且在七八月份達到最強風力，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；冬季船隊自北向南航行，該區(qū)域的海流也不會對回航造成明顯阻礙。另外，除了季風推動鄭和船隊前行外，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程中的海況，董昌明團隊嘗試通過數(shù)據(jù)分析，復原距今久遠的明朝海洋狀況。經(jīng)過多次討論與嘗試，團隊利用氣候態(tài)數(shù)據(jù)資料進行模式推演，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，最終實現(xiàn)了鄭和航行的風貌海況重演。
　　研究人員創(chuàng)造性地以小冰期為背景對鄭和下西洋進行了分析。“前人有研究認為1400年前后我國就開始進入寒冷時期，所以我們認為小冰期對鄭和下西洋產(chǎn)生了影響?！倍髡f。
　　小冰期是指近1000年以來在暖期之間的寒冷期，由于其大部分時間與我國歷史上的明清兩代時間結(jié)合，所以我國又稱其為“明清小冰期”。董昌明團隊利用過去1200年間的氣溫數(shù)據(jù)，對每一年的溫度進行滑動平均，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，這導致了明朝全國各地連年遭災(zāi)，對于明朝這樣一個人口龐大的帝國來說是致命的打擊，大大削弱了國家的綜合國力。遠洋航行如此需要國家投入龐大人力、物力、財力的活動也必然受到其影響。除此之外，“鄭和在下西洋的過程中，氣候條件確實較差，航行條件十分艱苦。”董昌明解釋。同時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”
　　寫作這樣一本需要厚重歷史學底蘊的書籍，對于一個完全理學背景的年輕團隊而言可謂“頭昏眼花”。對于海量的史學資料不熟悉、對需考證內(nèi)容不明確等問題給團隊帶來不小的困擾。
　　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》《西洋番國志》《星槎勝覽》等古文書籍的時候，編寫團隊紛紛大呼 “想念公式”，“我現(xiàn)在練就了一項‘火眼金睛’絕活，就是能最快速地在地球科學文獻中檢索到文言文關(guān)鍵詞。”團隊成員余洋說。
　　團隊分組分地區(qū)，在江蘇省、福建省等現(xiàn)存有鄭和下西洋遺跡的地方進行實地考察。他們考證鄭和留下的碑文，登上復原寶船的甲板；頂著炎炎烈日，拜謁牛首山的鄭和衣冠冢；冒著瓢潑大雨，走進鄭和祈福的天妃宮，一群理科生們以一種看似“笨拙”和“費勁”的方法，試圖將歷史一板一眼地還原。
　　對于為何想到出版這樣一本專著，董昌明表示，在美國講授 《海洋科學導論》時，教材中對鄭和下西洋這一壯舉只字未提，“因此回到祖國后，特別是在實踐‘海洋強國夢’的今天，我下定決心要寫好這本書?！背诉€原歷史，董昌明還希望通過對歷史氣候的研究來更好地預(yù)測未來。“研究幾百年前氣候環(huán)境的變化，也能為未來的氣候預(yù)測提供更多的數(shù)據(jù)?！倍髡f，以 “小冰期”為例，它就是一個突發(fā)氣候事件，分析它的成因、影響，也能在一定程度上給未來的氣候發(fā)展提供借鑒。 （林雯 余洋）