船既是工程技术的产品，又象是宏伟而精巧的艺术品，它包含着丰富的科学原理。这些原理是古代劳动人民在数千年的造船与航行实践中逐步认识和掌握的。

　　一、浮沉有规律，排水知重量

　　船，首先要能在水上浮，就是潜水艇，也是有“潜”有“浮”。船在水中，受到水的向上的浮力，浮力的大小等于船体所排开水的重量(即排水量)。万吨轮能浮于水，是因为它体积大，内部空，只要一部分没入水中，产生的浮力就可以和整个船的重量相等。小小的一根针，放到水中就下沉，这是因为针小，体积有限，排水量小，产生的浮力小于针的重量。

　　我国古代劳动人民在长期的航运实践中，看到船上多装一些货物，船就下沉一些;货物卸下后，船又上浮了，从而逐步掌握了船的浮性以及船的重量与排水量之间的关系。

　　公元3世纪时的三国时期，孙权送给曹操一只大象，曹操想知道它的重量，无奈象体庞大，哪有这样大的秤来称它呢?这时，曹操的小儿子曹冲提出一个建议:把象拉到船上，刻下船的吃水记号，再把象拉到岸上来，然后把别的物品装到船上，直装到所刻的吃水线为止，这样，称出这些物品的总重量就可知道象的重量了。

　　这个故事固然很有趣，但称象所根据的原理决不是一个小孩的新发现。根据船的吃水确定载重量早已是船工们的常识，称象的故事正说明这种常识在当时已达到了童稚也可以知道的地步。

　　古代劳动人民应用船的浮性原理，从水中打捞重物的故事更是光彩照人。八百多年前，山西蒲州(潼关附近)有一座横跨黄河的浮桥，它是用大铁链系在八只大铁牛身上加以固定的。有一年黄河大水，浮桥被冲垮，有只大铁牛也沉到了河底。有什么办法把一条数万斤重的铁牛捞上来呢?这可真是个难题。当时贴出榜文，征求解决难题的办法。前来应征的却是一个家庭很贫困，从小出家做和尚的人，名叫怀丙。

　　他用什么办法呢?说来也简单，他将两只装满了砂土的大船，夹在铁牛两旁，把大木横搁在两条船上，用粗大的缆索把它与船系紧，再在大木上缚一根结实的缆索，缆索下端挂了钩子，钩住铁牛，然后卸去船上的砂土，砂土越卸越少，船就愈来愈向上浮，铁牛也就逐渐“浮”起来，最后船上砂土卸完，铁牛就捞起来了。这个事例可以说是我国近代和现代打捞工程的先声，它比“称象”的难度更大，水平更高。

　　“称象”也好，“捞铁牛”也好，都是对船的浮沉规律、船的重量与排水量之间关系的正确认识。与此相关，我国古代造船工人和船员对船的容积和载重量也早就有了比较确切的量度。古书上记载着:唐代海船可载万斛;宋代往返中国与朝鲜之间的客舟可载二千斛。明代的一些造船专著记载有二千料的大黄船、二百料的巡沙船、一千料的海船等等。“斛”和“料”，都是古代度量单位，相当于今天的担。

　　二、船舶稳性好，不怕风和浪

　　船在水上不仅要能浮，还要在航行中经得起风吹浪涌，不会倾覆。有的船更要求在风浪中平稳地进行作业。

　　早在使用独木舟时，人们就发现:在舟中站立起来活动就有翻船的危险，而坐下来就稳当得多。这类现象反复多次以后，就使人们认识到，重心的高低是船舶稳性的一个重要因素。独木舟之所以容易翻，还因为它宽度较小。如果把两只独木舟并联起来，就稳得多。舫船的使用，一个重要目的就是为了提高船的稳性。后来，这种形式的船应用相当广泛。宋代有一幅《并舟举网图》就是一例。

　　并舟固然可以提高稳性。单体船加宽同样可以达到这个要求。有些较为狭长的船只，为了提高稳性，也可以采取一些临时措施。例如长期以来在我国沿海航行的福州运木船，船体狭长，航速快，但稳性较差。所以在它满载木材的时候，两舷外侧绑扎许多木材。这样，当船受到侧向强风吹袭，恶浪扑打，船体倾侧，但由于这时舷侧所挂木材没入水中，等于增大了船宽，得到了补充的浮力，稳性大大提高了。这的确是劳动人民在实践中的一个创造。

　　重心低，宽度大，船的稳性就好。这个道理在造船中有广泛的应用。双体的勘探船在风浪中较顺利地工作，不正是船宽大、稳性好的缘故吗?

　　三、设置水密舱，抗沉能力强