船既是工程技術(shù)的產(chǎn)品，又象是宏偉而精巧的藝術(shù)品，它包含著豐富的科學(xué)原理。這些原理是古代勞動(dòng)人民在數(shù)千年的造船與航行實(shí)踐中逐步認(rèn)識(shí)和掌握的。

　　一、浮沉有規(guī)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，浮力的大小等于船體所排開水的重量(即排水量)。萬噸輪能浮于水，是因?yàn)樗w積大，內(nèi)部空，只要一部分沒入水中，產(chǎn)生的浮力就可以和整個(gè)船的重量相等。小小的一根針，放到水中就下沉，這是因?yàn)獒樞。w積有限，排水量小，產(chǎn)生的浮力小于針的重量。

　　我國(guó)古代勞動(dòng)人民在長(zhǎng)期的航運(yùn)實(shí)踐中，看到船上多裝一些貨物，船就下沉一些;貨物卸下后，船又上浮了，從而逐步掌握了船的浮性以及船的重量與排水量之間的關(guān)系。

　　公元3世紀(jì)時(shí)的三國(guó)時(shí)期，孫權(quán)送給曹操一只大象，曹操想知道它的重量，無奈象體龐大，哪有這樣大的秤來稱它呢?這時(shí)，曹操的小兒子曹沖提出一個(gè)建議:把象拉到船上，刻下船的吃水記號(hào)，再把象拉到岸上來，然后把別的物品裝到船上，直裝到所刻的吃水線為止，這樣，稱出這些物品的總重量就可知道象的重量了。

　　這個(gè)故事固然很有趣，但稱象所根據(jù)的原理決不是一個(gè)小孩的新發(fā)現(xiàn)。根據(jù)船的吃水確定載重量早已是船工們的常識(shí)，稱象的故事正說明這種常識(shí)在當(dāng)時(shí)已達(dá)到了童稚也可以知道的地步。

　　古代勞動(dòng)人民應(yīng)用船的浮性原理，從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(guān)附近)有一座橫跨黃河的浮橋，它是用大鐵鏈系在八只大鐵牛身上加以固定的。有一年黃河大水，浮橋被沖垮，有只大鐵牛也沉到了河底。有什么辦法把一條數(shù)萬斤重的鐵牛撈上來呢?這可真是個(gè)難題。當(dāng)時(shí)貼出榜文，征求解決難題的辦法。前來應(yīng)征的卻是一個(gè)家庭很貧困，從小出家做和尚的人，名叫懷丙。

　　他用什么辦法呢?說來也簡(jiǎn)單，他將兩只裝滿了砂土的大船，夾在鐵牛兩旁，把大木橫擱在兩條船上，用粗大的纜索把它與船系緊，再在大木上縛一根結(jié)實(shí)的纜索，纜索下端掛了鉤子，鉤住鐵牛，然后卸去船上的砂土，砂土越卸越少，船就愈來愈向上浮，鐵牛也就逐漸“浮”起來，最后船上砂土卸完，鐵牛就撈起來了。這個(gè)事例可以說是我國(guó)近代和現(xiàn)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?！币埠?，都是對(duì)船的浮沉規(guī)律、船的重量與排水量之間關(guān)系的正確認(rèn)識(shí)。與此相關(guān)，我國(guó)古代造船工人和船員對(duì)船的容積和載重量也早就有了比較確切的量度。古書上記載著:唐代海船可載萬斛;宋代往返中國(guó)與朝鮮之間的客舟可載二千斛。明代的一些造船專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?！磅焙汀傲稀?，都是古代度量單位，相當(dāng)于今天的擔(dān)。

　　二、船舶穩(wěn)性好，不怕風(fēng)和浪

　　船在水上不僅要能浮，還要在航行中經(jīng)得起風(fēng)吹浪涌，不會(huì)傾覆。有的船更要求在風(fēng)浪中平穩(wěn)地進(jìn)行作業(yè)。

　　早在使用獨(dú)木舟時(shí)，人們就發(fā)現(xiàn):在舟中站立起來活動(dòng)就有翻船的危險(xiǎn)，而坐下來就穩(wěn)當(dāng)?shù)枚?。這類現(xiàn)象反復(fù)多次以后，就使人們認(rèn)識(shí)到，重心的高低是船舶穩(wěn)性的一個(gè)重要因素。獨(dú)木舟之所以容易翻，還因?yàn)樗鼘挾容^小。如果把兩只獨(dú)木舟并聯(lián)起來，就穩(wěn)得多。舫船的使用，一個(gè)重要目的就是為了提高船的穩(wěn)性。后來，這種形式的船應(yīng)用相當(dāng)廣泛。宋代有一幅《并舟舉網(wǎng)圖》就是一例。

　　并舟固然可以提高穩(wěn)性。單體船加寬同樣可以達(dá)到這個(gè)要求。有些較為狹長(zhǎng)的船只，為了提高穩(wěn)性，也可以采取一些臨時(shí)措施。例如長(zhǎng)期以來在我國(guó)沿海航行的福州運(yùn)木船，船體狹長(zhǎng)，航速快，但穩(wěn)性較差。所以在它滿載木材的時(shí)候，兩舷外側(cè)綁扎許多木材。這樣，當(dāng)船受到側(cè)向強(qiáng)風(fēng)吹襲，惡浪撲打，船體傾側(cè)，但由于這時(shí)舷側(cè)所掛木材沒入水中，等于增大了船寬，得到了補(bǔ)充的浮力，穩(wěn)性大大提高了。這的確是勞動(dòng)人民在實(shí)踐中的一個(gè)創(chuàng)造。

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

　　三、設(shè)置水密艙，抗沉能力強(qiáng)