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

　　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，是因為它體積大，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船的重量相等。小小的一根針，放到水中就下沉，這是因為針小，體積有限，排水量小，產(chǎn)生的浮力小于針的重量。

　　我國古代勞動人民在長期的航運實踐中，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系。

　　公元3世紀時的三國時期，孫權送給曹操一只大象，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，曹操的小兒子曹沖提出一個建議:把象拉到船上，刻下船的吃水記號，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。

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

　　古代勞動人民應用船的浮性原理，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?這可真是個難題。當時貼出榜文，征求解決難題的辦法。前來應征的卻是一個家庭很貧困，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。這個事例可以說是我國近代和現(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?，都是對船的浮沉規(guī)律、船的重量與排水量之間關系的正確認識。與此相關，我國古代造船工人和船員對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，相當于今天的擔。

　　二、船舶穩(wěn)性好，不怕風和浪

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

　　早在使用獨木舟時，人們就發(fā)現(xiàn):在舟中站立起來活動就有翻船的危險，而坐下來就穩(wěn)當?shù)枚?。這類現(xiàn)象反復多次以后，就使人們認識到，重心的高低是船舶穩(wěn)性的一個重要因素。獨木舟之所以容易翻，還因為它寬度較小。如果把兩只獨木舟并聯(lián)起來，就穩(wěn)得多。舫船的使用，一個重要目的就是為了提高船的穩(wěn)性。后來，這種形式的船應用相當廣泛。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到這個要求。有些較為狹長的船只，為了提高穩(wěn)性，也可以采取一些臨時措施。例如長期以來在我國沿海航行的福州運木船，船體狹長，航速快，但穩(wěn)性較差。所以在它滿載木材的時候，兩舷外側(cè)綁扎許多木材。這樣，當船受到側(cè)向強風吹襲，惡浪撲打，船體傾側(cè)，但由于這時舷側(cè)所掛木材沒入水中，等于增大了船寬，得到了補充的浮力，穩(wěn)性大大提高了。這的確是勞動人民在實踐中的一個創(chuàng)造。

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

　　三、設置水密艙，抗沉能力強