郑和下西洋是中国古代规模最大、参与船只和海员数量最多、持续时间最为久远的海上航行活动，从明永乐三年（1405）至宣德八年（1433），先后航行七次。郑和下西洋在继承中国唐宋时期的航海技术基础上，还广泛吸收、改造、引入源自印度洋、地中海以及阿拉伯等地区的先进航海技术，直接推动了中国航海技术的突破性发展与进步。

一、明代之前中外航海计程技术的发展

对古人而言，在海洋上计量距离是个很难解决的问题。船舶想要顺利在海上航行，就必须要明确目标港口的方向、预计的航行时间和所需航程，这样才能顺利到达目的地。然而在古代，获取这些数据远比陆地行进更为困难。在陆地上，人们可以通过各种技术，相对精确地测量行进距离，并预估所需时间。但在波涛起伏的海洋上，船舶受风浪影响显著，航行速度和方向都较不稳定，再加上缺乏精密的计时工具，就导致人们无法用陆地上的技术去测量海上航行的距离。

因此，受限于技术条件的古人们在记录海上航程时，就只能采用简单的估算方法，即基于顺风状态下的航行时间来预测到达下一站点的时长。在明代以前，中国的航海者们广泛采用航行一昼夜的时间或距离，作为海上航程的计量单位。例如，元朝学者陶宗仪在《南村辍耕录》中详细记录了从杭州至元大都的陆路及水路距离，“陆路赴都三千九百二十四里，若水程则四千四百四十里”，其中陆地与内河的航程数据均展现出了高度的精确性。然而，当提及从杭州至日本的海上距离时，记录则显得相对粗略，仅为“顺风，海洋七日七夜可到日本国”。这种计程方式显然不够精确，与陆地行程的记载形成了鲜明的对比。

关于海船在一昼夜间所能行进的距离，历代文献中并没有给出明确的统一标准。从东晋到明朝的文献资料中，明显能看到其中记载的数值存在显著差异。

[东晋]《太清金液神丹经》：一日一夕，帆行二千里。

[元]《岛夷志略》：一日一夜行百里。

[元]《大元海运记》：（顺风）一昼夜约行一千余里。

[明]《日本考》：顺风一日约五百里。

在探讨《太清金液神丹经》中所提及的数据测量方法时，据书中记载，船员是通过投掷物品入海，并在船行过程中观察该物品相对于船舶的位移变化。具体而言，船员注意到当船舶向前行进时，原先投入海中的物品在视线中呈现出向后移动的现象。基于这种观察，海船上的人员通过估算该物品相对于船的移动速度，并与陆地上千里马的移动速度相比较，进而得出结论，即海船航行的速度约为每天一千里。

当得行之日，试投物于水，俯仰一息之顷以过百步。推之而论，疾于逐鹿。其于走马，马有千里，以此知之，故由千里左右也。

很显然，这种基于目测的方法不仅精确度不高，而且只能反映海船在某一特定时刻的速度。考虑到海洋中风力的多变，以某一瞬间的航速来推测全程的航行时间，在计算总航程时就会出现显著的误差。但为了满足实际需要，古人总是期望能够尽可能精确地预估旅行时间。同时，由于山地和海洋的地形同样起伏不定，难以实现精确测距，因此，古人们逐渐尝试使用更短的时间单位来表示陆地和海洋上的距离。例如，古代巴比伦采取了一种名为“贝鲁”（Beru）的计量单位，它代表着两小时内所能行进的路程。[1]而在波斯和阿拉伯，人们则是采用1小时的行程作为计量单位，波斯将其称为“帕勒桑”（parasang），而阿拉伯则称之为“法尔萨赫”（farsakh）。[2]这些计量单位在古代中外交通地理文献中频繁出现，比如在9—10世纪的阿拉伯地理著作《道里邦国志》中，整本书都使用了“法尔萨赫”这一单位来记录路程，其中包括从阿拉伯到中国的陆路与海路。

此外，还有一种名为“扎姆”（zam）的计量单位，它代表着3小时的航程。扎姆很有可能是印度水手所惯用的计量单位，这一推断源于古代印度的一种典型计时方式，即将一天均分为8个时辰，每一时辰包括3个小时。一些前往印度求法的唐代僧人曾经在著作中提及此种计量方式，例如《大唐西域记》与《南海寄归内法传》等文献中均有所记录。这类计量单位在印度洋地区早已被广泛应用，例如9—10世纪的阿拉伯文献《中国印度见闻录》中，就可以看到这一单位的使用情况：

巴士拉距尸罗夫水路一百二十法尔萨赫……尸罗夫到马斯喀特大约有二百法尔萨赫。[3]

10世纪阿拉伯文献《印度珍异记》记载：

有一名海员对我言道，他曾经乘一艘印度洋帆船(Sanbuk)从室利佛逝前往中国。他说：“我们总共航行了五十多扎姆。”[4]

与这些代表着1小时、2小时、3小时的距离单位相比，中国早期并未采用以短时间段来表示固定路程的计量单位。虽然人们有时也会用“一盏茶的时间”“一炷香的时间”或“一刻钟”等形容行走时长，但这些并未与具体的距离形成固定关系，更没有形成通用的计量单位。直至元明时期，中国的航海者在记录航行距离时，仍旧依赖于昼夜的计量方式。

二、以“更”为计量单位的短时段计程法

郑和下西洋之后，中国的航海计程技术向印度洋上的计程习惯方式靠拢，首次出现了名为“更”的计量单位。此单位特指顺风状态下，海船在2.4小时之内的航程，即一昼夜航程的十分之一。

中国先秦时期曾经采用过一种十时制，即将昼夜各分成5个计时单位，随不同季节的昼夜时长而改变。秦汉之后，这种十时制逐渐退出日间计时系统，但“更”在夜间计时的实践中却得以保留，即“半夜三更”一类习惯表达。然而需要强调的是，在郑和下西洋之前，中国并没有以“更”为单位来计量航程的实践。但在郑和下西洋之后，这一计量单位在航海领域得到了广泛应用，从24小时的粗略估算转变为2.4小时的划分，实际使得中国计量航海的精确度整体提升了一个数量级。

“更”这一计量单位，实为郑和下西洋的最大成果之一，尤其适用于中国周边海域岛礁众多的地理特征。在采用天作为计量单位的情况下，如果在1天内经过10个海岛，便难以准确描述这些岛屿的具体位置关系。例如，无法描述第一个岛屿与第二个岛屿之间的距离，或者从第三个岛屿前往第四个岛屿的时间和具体路径。若无法进行相对精确的量化描述，则很难在文献中记录这些岛屿及其相关信息，进而导致它们的名称无法被留存。然而，自从引入“更”这一计量单位以来，此种情况得到了改变，使人们能够更准确地为各岛屿进行定位。例如，在《西南沙更路簿》中，便详细记录了南沙各岛屿之间的具体航行路线：

用牵星板观星图（源自1988年人民交通出版社出版的《新编郑和航海图集》）

自三角去双门用癸字二更，自双门去断节用乙卯二更，自断节去牛车英用乙字二更……[5]

这种短时段计量单位的广泛采用，使众多处于密集分布状态中的岛屿信息得以记录，极大地推动了明清时期中国海洋国土的开发与海岛命名。除了西沙、南沙群岛之外，在通往琉球的东方海路上，也存在一系列岛屿，这些岛屿之间的距离多在十更之内，因此，明清史籍中也对这条航路上的钓鱼岛等岛屿做了明确的记载。

应如何界定一更的长度呢？在明清时期的航海指南中，描述较为模糊。例如，《顺风相送·行船更数法》中记载：“凡行船先看风汛急慢，流水顺逆。可明其法，则将片柴从船头丢下与人齐到船尾，可准更数。每一更二点半约有一站，每站者计六十里。”[6]这种投木测速的方法似乎缺失了一些信息，但在古代世界各地航海者交流频繁的背景下，各区域之间都可能出现类似方法的记录，可以通过其他域外文献加以相互印证。例如在1850年，一位英国东印度公司的军官在印度东南部的科罗曼德尔海岸，便观察到当地水手采用的一种传统测速计程方式：

当地海员通过事前实践，知道自己行进的速度，或者说他知道自己在不同的速度下，一个小时分别能走多少英里。他将一块木片从船头投向船外的水中，保持与木片向后流的同样速度走向船尾，然后他记下自己行走的速度，这就等于海船前进的速度。[7]

这种测速方法虽然看似很朴素，但与《太清金液神丹经》中记载的目测旧法相比较，却呈现出显著的进步与优化。据现有文献资料分析，直至15世纪末，全世界的航海技术发展水平相对接近，尚未有重大突破。譬如，当时欧洲航海家哥伦布的舰队，也采用了类似的估算方法进行测速。然而，由于其船体结构中存在建筑物阻碍，水手无法用奔跑的方法测速，仅能依赖观察海中浮游生物的移动进行估测，该方法在精确度上甚至不及流木测速法。

为何在郑和下西洋之后，中国航海技术的精确度得到了显著提升？这与下西洋船队所承担的任务紧密相关，因为他们需要保证航行安全。琉球航海文献《指南广义》中提到郑和船队“纳贡累累”，船上满载域外贡品及奇珍异兽。为了顺利完成航行，穿越岛礁密布的中国海域，让载满贡品的船队平安回朝，必须提高航行技术的精确度。值得一提的是，郑和的船队中还包括了“番火长”，即雇佣了外国领航员，与来自浙江、福建、广东的中国领航员共同工作。计量单位“更”的普及便源于这种中外航海者的协同合作，他们在借鉴印度洋上普遍使用的短时段计程法的基础上，结合中国传统的计时单位，共同确立了以流木测速法为基础，以“更”为计量单位的航海计程技术。这一技术的确立，为中国航海技术的飞跃式进步奠定了基础。

三、天文导航与测深技术的发展

郑和下西洋之后，还有一种航海技术出现在中国航海指南中，就是“过洋牵星术”。该技术的计量单位为“指”与“角”，其技术原理直接源于手指的宽度。古人早期的计量单位常与臂、手、足等身体部位直接相关，体现了技术来源于生产实践和生活的特征。作为一种天文导航技术，“过洋牵星术”基于同一纬度下北极星出地高度相同的原理，通过观测北极星的高度，实现等纬度航行。举例来说，如果在某一海岸的两个不同港口分别观测到北极星距离海平面三指和四指的高度，当航海归来并临近海岸时，再次航行至北极星出地三指或四指的位置，即可返回到相应的港口。

这种测星高的方法既可直接用手指进行度量，也可借助方形木片等工具进行。在中国，也存在类似的传统技术，其计量工具是手掌或直尺，相应的计量单位也分别为“掌”或者尺、寸、分。如1976—1981年间的南海社会调查显示，《针路簿》手抄本中有“定子午高低法”，称“吕宋子午高五寸六分，表尾子午高七寸二分，语屿门子午高一尺七寸”。此处说的“子午”就是北极星。

虽然中国航海者在南海海域时，可以使用习惯的尺、寸、分等计量单位来计量星高，但当郑和船队航行至印度洋时，基于文化差异，船员们必须选择入乡随俗，采用当地习惯的以指、角为单位的测量星高标准，以便与印度洋上的航海者交流，从而保持顺利沟通。在阿拉伯地区，水手们使用方木片与绳子构成的简易工具测量星高，或者直接使用几片木板来直接估算。由于阿拉伯人经常穿行在沙漠中，同样面临着无法辨认方向的问题，所以经常借助星辰定位，这种生活习惯促使他们广泛采用并发展了牵星术。生活在9—10世纪的阿拉伯天文数学家阿尔·巴塔尼，其所设计的测量仪器和制作的三角函数表，为此技术提供了科学支持。但在当时的条件下，普通的水手们并不需要知道所处的地理纬度，只要通过手指或是简易工具的估算，就能测量北极星高以实现导航，这也符合当时水手们普遍有限的数学水平。

郑和下西洋之后的中国航海指南中，还有大量信息涉及测深铅锤及其计量单位“托”的使用。这是一种用来测量水深的工具，即在秤砣型的铅锤下方打出浅坑，内填动物油脂，用长绳系住铅锤下沉海底，这样不仅能测量水深，还能借此机会粘起海底泥沙，为判断水下地形提供了依据。考古资料显示，此类工具在公元前的地中海周边地区已经广泛应用，其所使用的计量单位为“寻”（fathom），亦名“托”，其长度等同于两手平伸的距离。测深铅锤最晚在宋代已传入中国，相较之下，中国传统的测深工具——以竹子制作的水竿，以丈、尺作为计量单位，虽能探测水底泥沙厚度，但受限于其长度，在深水区的使用便利程度不及长绳连接的铅锤。

用牵星板观星图（源自1988年人民交通出版社出版的《新编郑和航海图集》）

四、中国航海文献精确度的提升

经过郑和下西洋船队中航海者们的整理，中国航海文献逐渐形成了一种相对固定的格式，并在明清时期的航海指南中得到了广泛应用。其中，定向、测深、计程、天文导航4种关键计量单位全面趋于统一，且精确度显著提升。此前，各地航海指南的书写方式存在一定差异，比如在保留了元代至明初北方航路信息的《海道经》中这样记录：

好风两日一夜见白水。望南挑西一字行驶，好风一日，点竿累戳二丈，渐渐减作一丈五尺。水下有乱泥，约一二尺深，便是长滩。渐渐挑西，收洪。如水竿戳着硬沙，不是长沙地面，即便复回，望大东行使。

而郑和船队第六次下西洋后编绘的《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》（简称《郑和航海图》）中记载：

茶山在东北边过，用巽己针，四更，船见大小七山，打水六七托。

在华盖星五指内去，到北辰星四指，坐斗上山势，坐癸丑针，六十五更，船收葛儿得风，哈甫儿雨。

经过对比可以观察到，定向单位从原先的东西南北四方位变为由天干地支八卦组成的专业术语，测深的单位也由丈、尺与托共存，而计程则由一昼夜的航程调整为了更为精确的“更”，同时还增加了新的牵星术的数据。就这几项技术而言，用于测定航向的罗盘技术在中国宋代便已得到了广泛应用，测量航程的计更法源自印度洋地区，测水深所用的铅锤来自地中海地区，而星高导航技术则具有阿拉伯和印度地区的背景。值得一提的是，测深所用的铅锤技术最迟在北宋时期传入中国，而计更法以及过洋牵星术，则是由郑和下西洋的船队直接吸收、改造并引入中国。

由此可见，郑和下西洋实际上促成了中国航海技术的重大飞跃。

五、郑和航海技术的广泛传播

明朝中期之后，有一种传闻称郑和的航海记录损毁，致使后人难以再次下西洋。从该传说的演变历程来看，这实则是一种谬误累积的现象，其转变过程可概分为三个阶段：

传言的起始阶段，可以归纳为“刘大夏曾经暂时将征交趾的档案藏匿起来”。这一说法来源于正德年间刘大夏去世之时，相关信息可见于《明武宗实录》以及刘大夏神道碑。这两种都是高度可信的史料，可见刘大夏藏匿的只是征交趾的档案，与郑和航海完全不相关。

传言的第二阶段，可总结为“刘大夏藏匿了下西洋的水程”，这一说法在嘉靖中期，即刘大夏去世的二十年后开始流传。明代万表的《郊外农谈》中提到，“命一中贵至兵部查三保至西洋时水程……如是者三日，水程终莫能得”。此时，刘大夏开始在传闻中与下西洋的档案产生关联。然而，《殊域周咨录》的作者严从简就曾经发现这段记载与交趾档案一事存在诸多相似之处，因此在书中提出了疑问。

传言的第三阶段，演变为“刘大夏烧毁了下西洋档案”的说法，这一观点出现在万历后期，即刘大夏去世的一百年之后。这一说法的来源为顾起元的猜测。郑和的随员费信曾著《星槎胜览》，主要描述了西洋各地的特产和风土人情。顾起元阅读后，认为书中内容尚显不足，应当有更多关于航行中奇妙历险的记载，从而提出了下西洋档案被毁的推测。

当时不知所至夷俗与土产诸物何似，旧传册在兵部职方。成化中，中旨咨访下西洋故事，刘忠宣公大夏为郎中，取而焚之。[8]

这一推测并无事实依据。顾起元生活的时代距离郑和下西洋已有两百年之久，人们的写作习惯也发生了显著变化。《星槎胜览》与宋代的《诸蕃志》、元代的《岛夷志略》等文献具有相似性，它们均为中国传统风土志在海外的延续。在顾起元所处的晚明时期，文艺创作繁盛程度远超永乐、宣德年间，以郑和下西洋为题材的《三宝太监西洋记》甚至被写成了神魔小说。因此，不宜以明朝后期的文艺创作倾向去评判明朝早期的记录，因为这些后人所关注的细节故事，很可能根本就不在当年人们考虑书写的范围之内。

至于传说中提到的郑和档案——“水程”，其实质为一种记载行程的简洁书写方式。例如，略早于郑和下西洋时期的《大元海运记·漕运水程》中，就有这样的记录：

再得东南风，一日夜可至成山。一日夜至刘岛。又一日夜至芝罘岛。再一日夜至沙门岛。守得东南便风，可放莱州大洋，三日三夜方到界河口。

几乎与郑和下西洋同时的永乐四年（1406）《奉使安南水程日记》记载：

初十日午，至市桥堡。十一日早，行于吕都督营宿。十四日早，至大营白议事毕。十八日，复回，暮宿于野。十九日，至市桥堡宿。

可见当时的水程记录仅限于路程，甚至未呈现方向信息，也少见其他事件细节的记录，所以无法作为航行指导，只能作为一种档案式的简单记录形式存在。事实上，郑和下西洋的航行中也有此类记录，并且流传至今。明朝学者祝允明在其著作《前闻记》中记载：

宣德五年闰十二月六日龙湾开船，十日到徐山打围。二十日，出附子门，二十一日到刘家港。六年二月十六日到长乐港……二十七日到旧港。七月一日开船，行七日。八日到满剌加。八月八日开船，行十日。十八日到苏门答剌……

这则名为《下西洋·里程》的记载，其实就是郑和第七次下西洋的水程记录。由此可知，传说中的郑和航海档案并未遭焚毁，而是流传至今，仍为世人所阅读使用。当郑和船队带回的计更方法广泛传播后，明清时期的地理、游记等文献中逐渐出现了包含方向信息的、更为精确的水程记录。例如明代慎懋赏所著《四夷广记·宁波至日本路程》记载：

由乌沙门开洋，七日即到日本。若由陈钱山，用艮寅针，海程四十八更船至日本。

清代郁永河《采硫日记》记载：

厦门至台湾水程十一更半，自大旦七更至澎湖，自澎湖四更半至鹿耳门。

由此可见，郑和船队返航后，浙江、福建、广东沿海各地水手回到家乡，将船队采用的计更方法及实测数据广泛传播，使得这一时期的航海技术与海洋文献呈现出崭新的形态。这无疑是航海罗盘普及后，中国航海技术史上又一次里程碑式的突破。郑和下西洋船队统一了海洋上的度量衡，为中国航海业制定了一套可操作的的行业规范和技术标准，大幅提升了航海技术的安全性。其价值之大，难以用数字衡量。这些技术遗产不仅推动了海防事业的发展，还促进了与海洋相关的生产力增长。它们为明清时期的海岛开发与海洋国土命名提供了重要支撑，同时也彰显了郑和下西洋在传统视角之外的深远意义。

（作者简介：陈晓珊，中国科学院自然科学史研究所研究员，中国科学院大学教授，主要研究方向为历史地理、科技史、海外交通史。）

栏目编辑：王魁诗

参考文献

[1]陈遵妫著.曾振华校订.中国天文学史[M].上海:上海人民出版社,1984:1528-1530.

[2]岑仲勉.中外史地考证（外一种）:唐代大商港Al-Wakin[M].北京:中华书局,2004:382-383.

[3]穆根来,汶江,黄倬汉译.中国印度见闻录[M]//中外关系史名著译丛.北京:中华书局,1983:7.

[4]费琅编.耿昇,穆根来译.阿拉伯波斯突厥人东方文献辑注（下）[M]//中外关系史名著译丛.北京:中华书局,2001:668.

[5]韩振华.我国南海诸岛史料汇编[M].北京:东方出版社,1988:396.

[6]向达校注.两种海道针经:顺风相送·行船更数法[M].北京:中华书局,2000:25.

[7]Harry Congreve. A brief notice of some contrivances practiced by the native mariners of the Coromandel coast, in navigating, sailing, and repairing vessels[J].The Madras Journal of Literature and Science,1850(16):103.

[8]顾起元撰.谭棣华,陈稼禾点校.客座赘语:卷1 宝船厂[M].北京:中华书局,1987:31.