造船業(yè)在宋朝已經(jīng)大有發(fā)展，在前朝積淀的基礎上，元明時期的造船業(yè)達到了中國古代造船業(yè)的鼎盛時期。這一時期，造船能力強，船舶數(shù)量多、規(guī)模大，鄭和船隊及其實踐和理論成果，則是中國古代造船業(yè)和航海活動達到頂峰的典型象征。
一、元朝的海運與船舶
元朝幅員遼闊，在繼續(xù)沿用宋朝重要港口的基礎上，還在上海、溫州、杭州等處設立市舶司。航海貿(mào)易發(fā)展迅猛，來元朝貿(mào)易的國家和地區(qū)的人員，都是通過海上交通航行而來，元大都中外交流繁盛一時。歸納起來，元朝的海上交通航線主要有四條。
1.元朝海上航線
一是從大都經(jīng)運河至黃河入海，向東航行可至今日朝鮮附近；或由杭州沿海北上至登州，駛向東北抵達朝鮮附近，最后通往日本。二是由今寧波港東渡至日本。三是由泉州或廣州西南航經(jīng)今越南河內(nèi)，至今日的加里曼丹島，而后東至菲律賓；或由加里曼丹南航至今日的印度尼西亞。
四是由泉州或廣州到東南亞，途經(jīng)今天的泰國、馬來西亞、新加坡、印尼；在新加坡可以通過馬六甲海峽到達今天的緬甸、印度、孟加拉、斯里蘭卡，再往西南方向航行可到今天的馬爾代夫群島；或由斯里蘭卡經(jīng)印度南部到達今天的西亞、甚至可以到達南非的沿海國家。由此可見，元朝海上活動范圍之廣。
元朝統(tǒng)治者大力發(fā)展海上漕運和航海貿(mào)易。至元十九年到至正二十三年，先后開辟了三條海漕航路，漕運活動在東海和渤海區(qū)域頻繁開展，促進了中國東北部沿岸的海上經(jīng)濟貿(mào)易發(fā)展。
2.元朝船舶類型多樣
元朝的造船技術有較大水平的提高，所造船舶主要有三種：戰(zhàn)船、漕船、海船。為了軍事需要，元朝大力建造用于作戰(zhàn)的船舶和培養(yǎng)水上作戰(zhàn)的士兵。戰(zhàn)船少則幾百艘，多則幾千艘，據(jù)資料記載的元朝戰(zhàn)船累積起來有兩萬多艘，可見元朝當時戰(zhàn)船數(shù)量之多和造船能力之強。
元朝的海運漕船主要有遮洋船和鉆風船兩種型制?！独m(xù)文獻通考》記載：“先是海運船有千料者，有四百料者，名鉆風海船”，鉆風海船是指載重量比較小的海船。遮洋船平頭平底，船體扁淺，適應在沙多灘淺的地方行駛。元初的海船，來源方式多樣，比如繳獲南宋的戰(zhàn)船、收集沿海民船、利用戰(zhàn)船組建等。
后來元朝大力發(fā)展海上運輸，建造大量型制的海船。比如元朝有四桅遠洋海船，海船上有水手二百人，可載胡椒五、六千擔。無風時人為地搖櫓航行，且每一大船配備有二艘小船，以備拋錨時使用，體現(xiàn)了航行人員未雨綢繆的憂患意識。延祐年間《海道經(jīng)》載：“合造海船，大者八、九千兩（石），小者二千余石?！庇纱丝芍４?guī)模不一。元朝大規(guī)模的海上運輸活動，不僅提升了元朝的造船能力，還推動了船型的改進，促進了中國古代造船業(yè)的發(fā)展。
二、明朝的船舶和海運
明朝船型數(shù)量增多、體型增大，特別是在建造大型船舶時采用了榫卯結構技術。關于明朝船舶論述的著作較多，有《南船記》、《天工開物》、《龍江船廠志》、《漕船志》、《籌海圖編》、《武備志》等。
1.明朝的分類求實
《天工開物》記載明朝的船型，有“或以形名，或以量名，或以質名”等各類。依形而言，有“海鰍、蜈蚣、山梭”等仿生物船型；依量而言，有“萬石船、四百料戰(zhàn)座船”等；依質而言，有“楠木船、杉木船”等?！赌洗洝饭菜木?，作者以親身領導龍江船廠建造艦船的經(jīng)歷與體驗撰寫而成。第一卷記錄20多種船舶的圖式、尺寸及數(shù)量；第二卷記載船舶數(shù)量和修造規(guī)定；第三卷記述各類工匠和主管官員的信息；第四卷記載造船案例和收船、料余及稽考等案例。
明朝茅元儀撰寫的《武備志》，對海運、海防及航海有所論述，詳實敘述各類各型戰(zhàn)船的特點及其應用，包括廣東船、大福船、開浪船、喇叭唬船等，其中尤以大福船為代表?！段鋫渲尽酚涊d“福船高大如樓，可容百人，其底尖，其上闊，其首昂而口張，其尾高聳”。
福船有四層：第一層裝壓艙石以提高船舶穩(wěn)定性，第二層為士兵居住的地方，第三層放置淡水柜，最上一層為露臺，需從第三層登梯上去。為了滿足不同需求和船舶整體的穩(wěn)性，福船分層設置原理體現(xiàn)了分類、求實的科學思想。
2.鄭和七下西洋
明朝海上交通活動，以鄭和下西洋航行最為顯著。在前朝造船業(yè)和航海技術的積淀下，明成祖積極支持鄭和以政府名義七次下西洋，其規(guī)模和影響在中國航海史上、乃至世界航海史上都是罕見的。鄭和下西洋是中國古代航海史上的空前壯舉，是中國古代造船技術和航海技術的集中體現(xiàn)。
七次下西洋遠航，足跡到達東南亞、南亞、西南亞、非洲東北部等，最遠到達今天的索馬里和肯尼亞一帶。由此可見，鄭和船隊航程范圍之廣。鄭和下西洋活動整個航行船隊有人員兩萬七千多人，這需要高超的造船技術和航海技術做支撐，也需要雄厚的物力做保障。
鄭和下西洋推進了華夏文明的傳播，促進了我國航海事業(yè)的發(fā)展，其意義已經(jīng)遠超航海本身，成為世界航海史上濃墨重彩的一筆。關于鄭和船隊成功完成七次航海的經(jīng)驗，可以歸納為：首先鄭和船隊組織有序，有與之相應的造船設備、造船廠和海港物資基礎；其次船隊成員專業(yè)分工明確，多種行業(yè)人才的精準分工和高效合作；再者鄭和船隊定位導航技術先進，用羅經(jīng)指示航向、用更數(shù)單位來計算航程；最后是寶船造船技術先進，將船體按船舶構造比例加寬后有效地提升了船舶抗沉性和穩(wěn)性。
3.鄭和寶船
從1405年到1433年，歷時28年的鄭和七下西洋的航海成就，是經(jīng)過一千多年的封建社會生產(chǎn)實踐積淀下來的。鄭和下西洋船隊浩大，最多時船隊有208艘，其中寶船62艘，在福建、浙江、江西、湖廣、揚州等地都有造船場地。據(jù)《明成祖實錄》記載，永樂元年五月至永樂十七年九月，建造或改造海船、海運船、寶船等不同用途的船舶約兩千八百艘，建造地點范圍之廣，其造船技術可見一斑。
4.鄭和寶船的規(guī)模
寶船，含“西洋取寶之船”之意。最大的鄭和寶船，有上層建筑4層，外觀樣式豪華精美，并有9桅12帆，可見當時造船規(guī)模之大和造船技術之高。記錄鄭和寶船資料的文獻，有談遷的《國榷》、馬歡的《瀛涯勝覽》、羅懋登的《三寶太監(jiān)西洋記》等?！秶丁罚蔷幾哒勥w花費30多年心血寫著的一部翔實可信的明史。書中記載鄭和第一次下西洋的情況：“役卒共二萬七千八百七十余人。
寶船六十三艘，其大修四十四丈，博十八丈；次修長三十七丈，博十五丈?！薄跺膭儆[》，明朝馬歡著，他前后三次隨鄭和船隊下西洋，是隨行的翻譯。馬歡將鄭和下西洋時途經(jīng)二十國的航路、海潮、地理氣候、人文工藝等信息記錄下來，期間花費35年時間進行修改和整理，最終完成了《瀛涯勝覽》。
該書首次記載了鄭和第四次下西洋的具體情況：“寶船六十三號，隨行的官兵船員人數(shù)共有兩萬七千六百七十人。從寶船數(shù)量和所載隨行官兵人數(shù)可知，鄭和下西洋船隊氣勢之浩大，可見明初高超的造船能力和造船技術之強。
羅懋登撰寫的《三寶太監(jiān)西洋記》記載了鄭和下西洋五種船型，分別為寶船、馬船、糧船、座船和戰(zhàn)船，并對不同船型的桅數(shù)和長寬尺度有詳細記錄。從中可以看到船舶型制最大的寶船有九桅，其船舶長和寬皆比其它船型要大，寶船長寬比值和馬船大體相同。根據(jù)不同需要而建造不同船型，且每個船型構造不一，體現(xiàn)了人們懂得根據(jù)實際情況而分門別類的求實、歸類意識。
三、寶船工藝先進
身為中國古代四大船型之一的沙船船型，說的正是鄭和寶船。這種沙船在縱向結構上，船底用數(shù)塊厚板組成了兩頭窄、中間寬的平板梭形龍骨，擱沙時能承受船體上的所有重量，利于在沙灘上行駛。沙船的兩舷有大櫓直壓到頭部，能抗擊風浪，由于它接近水面，還起著護舷木的作用。沙船在橫向結構上，靠一道道堅實的水密橫艙壁。
橫梁架在隔艙板上，下置肋骨，既防止船型的扭曲變形又保證橫向強度，使各艙各不相同。比如發(fā)生少數(shù)艙破損漏水時，不會導致全船沉沒。寶船上水密橫艙壁的設置，是中國先進造船技術的集中體現(xiàn)，它體現(xiàn)了人們對整體和部分關系的認識，具有系統(tǒng)化的科技思想意蘊。
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