用长绳系铅锤探测海水深度与海底状况，是宋代之后中国航海活动中常见的做法。这种方法是在铅锤的底部涂上油脂等物，系上数十丈长的绳索，放入水中测量深浅。油脂等物粘带起海底沙泥，由此判断海底是泥质、沙质还是石质。在此前的研究中，林瀚《传统航海测深用具“铅锤”考》一文考察了多种民间征集和水下考古而来的铅锤，并通过对老船工的访问和文献记载，详细说明了中国传统航海术中这类工具的特征和用法。[84]
图3-16 宁波“小白礁I号”清代沉船出土铅锡合金测深锤[85]
从历史源流来看，用铅锤测深的方法最早出现在两部北宋文献中。庞元英的《文昌杂录》中记载有北宋使臣前往高丽时的经历：
鸿胪陈大卿言：昔使高丽，行大海中，水深碧色，常以镴碢长绳沉水中为候，深及三十托已上，舟方可行。既而觉水色黄白，舟人惊号，已泊沙上，水才深八托。凡一昼夜，忽大风，方得出。[86]
镴是铅锡合金，“碢”同“砣”，镴碢也就是含有铅成分的金属制成的秤砣状物。北宋徐兢在《宣和奉使高丽图经》中，解释了之所以用铅锤探测海底地形，是为了防止海船搁浅：
《客舟》：海行不畏深，惟惧浅阁。以舟底不平，若潮落，则倾覆不可救。故常以绳垂铅硾以试之。
《黄水洋》：故舟入海以过沙尾为难，当数用铅硾时其深浅，不可不谨也。[87]
从以上三条记载中可以看到，北宋时已经使用铅锤测量水深，且计量单位为“托”。明代《东西洋考》中解释“托”的含义：“方言谓长如两手分开者为一托”[88]，与中国早期计量单位“寻”同义。北宋时的文献没有提到铅锤底部是否有油脂，而在南宋之后的文献中，能看到测量水深的工具已经具备了从海底取泥沙的功能。如《萍洲可谈》中记述：
（舟师）或以十丈绳钩，取海底泥嗅之，便知所至。[89]
这里说要取海底泥，具体该如何取？如果直接用长绳系住表面平滑的重物放到水底，肯定无法取出泥沙，既然能钩取，重物表面一定有黏着物可用以取样。又如《梦粱录》中记载：
（过七洲洋时）舟中测水，约有七十余丈……凡测水之时，必视其底，知是何等沙泥，所以知近山有港。[90]
虽然《萍洲可谈》和《梦粱录》里未明确提到测水深的工具是何物，但从其特征来看，应是一种能粘取海底泥沙的重物，结合此前列举的几种文献来看，它很可能就是底部涂有油脂的铅锤。清代《台海使槎录》中记载了这种工具的细节：(www.xing528.com)
寄碇先用铅锤试水深浅；绳六七十丈，绳尽犹不止底，则不敢寄。铅锤之末，涂以牛油，沾起沙泥，舵师辄能辨至某处。[91]
此前国内相关研究中虽对此技术多有介绍，但并未提及这种测量工具的技术来源。如果观察世界航海科技史的发展，会看到在古代地中海周边地区早有使用这种工具的记录。如Lionel Casson在《古代世界的船舶与航海技术》中介绍，每条船上都有一个系有绳子的铅块，铅块下方有一个凹陷处，其中装入动物油脂，可以用它测量水深并粘上水底的样品[92]。古希腊历史学家希罗多德在《历史》中记载：
如果你从海上向埃及陆地靠近，离陆地还有一日航程的时候，如果你放下测深索，你就会把泥带上来，并知道那里的海水深度为11寻，这就表明从陆地上通过河流冲刷下来的泥土一直沉积到这么远的地方。[93]
按照John Peter Oleson在《测水：测深锤在古代地中海航行中的作用》一文中的总结，这种测深锤至少在公元前6世纪的地中海上已广泛使用[94]，文中列举了大量文物资料，呈现了这类工具的不同形态[95]。它们一般呈半球形、钟形或圆锥形，底部有凹槽用来放动物油脂，有顶部的铁环或耳部的孔洞用来系绳。测深锤底座宽阔，重心较低，这是为了能尽量大面积与海底泥、沙、鹅卵石等沉积物牢固接触。用来放动物油脂的凹槽通常会有一个突出的边缘，内部有隔片，或者用钉状物来固定填充物。之所以用动物油脂填充，是因为它原本就是船上的常见物品，一般用来烹饪和维修设备，而且动物油脂在较冷的环境中也能保持相对柔软，可以让更精细的水底沉积物附着其表面。在已出土的一件铅锤凹槽中，确实也发现了牛油的痕迹。测深锤一般用铅制作，因为它密度大，价格便宜，可以防锈蚀和破碎，最重要的是容易铸造。有时也会出现用石头制造的测深锤，其中一些做过加工处理，还有的未经加工，依然保持着不规则的形状。[96]
图3-17 一些公元前地中海沉船中的测深锤示意图[97]
从计量单位可以看出，地中海周边测深锤使用的计量单位为fathom，意为人伸展开双臂的长度，正与中国的“托”含义相同。由这些线索可以判断，宋代之后的铅锤测深法正是古代中外航海交流的结果。
虽然这种技术最晚在宋代就已经传入中国，但在明代之前的航海书中，能看到中国航海者使用的工具并不统一，除以“托”为计量单位的铅锤外，航海者还会使用长竿测水，其计量单位是丈和尺，这应是铅锤测深法传来之前，中国本土的测深方式。记录元代到明初北洋航线情况的《海道经》中没有出现铅锤，而是使用水竿测深：
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。[98]
对比铅锤和水竿，可知铅锤测深的范围更大，用绳子放入海底，可以达到六七十丈的深度。而水竿由于材质所限不会太长，即使将数支长竿连接在一起，其上限也较为有限。但长竿也有其优势，即测量者可以通过下戳长竿时的手感判断水底的状况，如这段文字中提到的“一二尺深”的乱泥，就是铅锤测深无法达到的效果。从《郑和航海图》之后，中国航海工具书中普遍采用铅锤的“托”作为计量单位，但也有以丈、尺记载的数据，可能是航海者依然保留着水竿测深方法作为辅助方式。
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