一、了解造船原理
在原始社会中，人们对水的浮力有了初步的认识，正是在此基础上发明了木排、竹排和独木舟。随着人类水上活动的增加，对水浮力的认识也在加深。首先，人们发现浮力的大小跟水的多少和深浅有关，水多水深浮力大，水少水浅浮力小。水太浅了，即使是很小的物体也浮不起来。庄子曾经总结过这种理解，他说：如果积累的水不深，那么就没有能力了。比如在洼地倒一杯水，草做的船只能浮起来，即使放在杯子上，也会粘在水底，因为杯子也是这些水的船。
虽然理解仍然非常原始、初步和肤浅，但它对造船具有非常重要的指导意义，即小船只能在较少的水和较浅的水中航行，只能在较大的水和较深的水中航行。造船和行船的长期实践逐渐加深了人们对水浮力的认识。比如大家熟悉的曹冲称象的故事，虽然不一定是真的，但却反映了当时人们已经发现同一艘船载着物体，如果吃水量相同，那么不管它所载物体的体积、比重有什么不同，重量一定是相同的。也就是说，人们已经意识到浮力的大小与船只排放的水量有关。虽然中国古代尚未得出浮力等于船体排出的水重的明确结论，但上述理解从定性理解阶段向定量理解阶段迈出了重要一步，并了解了浮力原理的基本内容。
从对浮力的理解出发，人们对船舶的体积和载重量有了更准确的测量，知道船舶能承载多少人或材料，甚至用载重量来衡量船舶的大小。唐代以后，万斛船和2000种材料（石斛）船、千料船、二百料船等都是这样量的。石斛和料是中国古代的体积单位，相当于石头。如果一块石头是120斤，那么万斛船的载重就相当于600吨，在古代世界可以说是巨大的。
除了对浮力的理解，我们还可以从船型中看到古人对水的阻力有了初步的了解。如果说瘦长的独木舟受到天然原料的限制，那么木船出现后，所有船(即使是几艘船组成的连体船，单体船身也是如此)的形状都比宽，头尾比中间窄，这是人们有意识的行为。也就是说，在航行实践中，人们已经意识到船舶在航行过程中会遇到水的阻力。为了减少水的阻力，他们故意使船体两端变窄变长。特别是军用快船，比普通船长。当然，也不能排除有人可能制造过诺亚方舟式的方形船，但由于驾驶困难，速度非常慢，自然会被淘汰。
简而言之，古人在长期的造船和航行实践中积累了丰富的水特性知识。虽然这些知识只是经验性的，有些甚至非常粗糙，但它表明古人的造船和航行活动是科学的，而不是盲目的。船舶的设计和制造是基于这些理解。
二、船型
内河和海疆的地理状况复杂。在河流中，不仅河流的流速、流量、曲直、宽度、深度不同，而且上下游的地理条件也有很大的差异。在海域中，南北近海的深度、风浪、潮汐、沉淀物、礁石、岛屿等方面也有所不同。根据不同水域的地理特点，设计和建造了许多不同类型的船只。
例如，在杭州湾以北的港口和沿海航线上，由于水浅、海滩多，一般建造和使用平底船；在杭州湾以南，沿海水较深，海湾较窄，岛屿较多，一般建造和使用尖底船。清朝学者谢占王总结了南北海船的地理因素。他指出，长江地区的海洋被称为沙船，因为它们的底部很宽，可以穿过浅滩，停泊在沙洲附近。它们通常来自淤泥或淤泥，以及河流或浅港之间，以免被困。由于各省海域条件不同，船型也不同。他的段落反映了中国南北海船型差异的一般情况和差异的原因。
除地理因素不同外，船舶的用途也不同。从用户的角度来看，有官方船舶、民用船舶、军用船舶等；从用途上看，有客船、货船、渔船、战舰等；每一个都可以细分。例如，在客船中，有皇帝的龙舟、官僚的豪华客舟、普通商人的客舟等。这导致了中国船舶类型的多样性。可以说，中国船型的多样性是古代世界任何国家和地区都无法比拟的。直到20世纪50年代钢船得到广泛应用，估计中国的木船约有1000种，其中只有200或300种海洋渔船。
虽然中国古代船型种类繁多，但一般来说，从船头的形状可以分为尖头和方头；从船底的风格来看，可以分为尖底和平底。在历史演变中，福船是尖头和尖头船型最著名的代表，沙船是方头和平底船最著名的代表。
福船图
福船像大楼一样高，底尖很宽，头尾很高，头尾很高，两边都有一个保护板，船舱是一个水密结。尖尖的底部有利于破浪；底部吃水深，稳定性好，容易转动舵改变方向，便于在狭窄的航道和多礁航道中航行。
沙船的前尾，平底，俗称方船。其甲板表面宽敞，船型深小，干舷低，适合在浅水道航行。船上采用大梁拱，使甲板快速排水，舱内采用多水密隔舱结构。船舷大，大中型沙船每侧有四到六个大，从船头压到船尾，以增加结构强度。
广船图
除了福船和沙船，广船也是中国古代的优秀船型。广船产于广东，其基本特点是头尖体长，吃水深；梁拱小，甲板脊弧不高。船体的横向结构由紧密肋骨和隔板组成，纵向强度取决于龙骨和大维护。广船结构坚固，适航性能好，耐久性好，是中国古代南海航线的重要船型。
有人对中西古代船只进行了比较研究，发现中国古代船只虽然种类繁多，但大多有一个基本特征，那就是船型最宽的地方在中间后面，而不是西方船舶最宽的地方在中间前面间。
1840年，西方人注意到了中西方船舶的体型差异，并解释说原因是：因为我们最好的船体是以鱼为模型的，向头的一端往往很大，但中国人模仿鳍足水鸟。当它们漂浮在水中时，把最宽的部分放在后面。在这方面，它们很聪明，因为水鸟像船一样漂浮在空气和水之间，而鱼只能在水中游泳。后来有人更总结说:“欧洲人觉得他们应当按照鱼的外形来造船，而中国人却认为应当按照在水面上浮游的鸟的外形来造船”。
事实证明，这种理解反映了某种历史现实。在中国古代的船舶中，不仅最宽的地方一般在中间后面，而且有些船名是用鸟命名的。例如，在古代，许多船头上画着一种图案（古书中提到的水鸟像苍鹭）鸟，称船头为第一，有时甚至用它来指船。在《武经总要》中，海维船的披水板就像张开的维吾尔翼。从这句话可以推断，中国古代海船两侧的水板和太平篮可能是由水鸟两翼创造的，可以用来提高船在风浪中行驶的稳定性。
在闽浙地区，有一种船型叫鸟船，因为它的形状就像一只漂浮在水面上的水鸟，是中国古代的优秀船型。现代科学表明，这种仿水鸟造的船比仿鱼造的船要好得多，更符合科学原理。这也从另一个方面反映了中国古代船舶设计的聪明理念。
三、船舶设计
中国古代统治者不重视科技，知识分子的注意力大多集中在熟读经史上，进入仕途上。因此，虽然中国造船历史悠久，技艺精湛，但关于造船技术的文字记载却很少。即使有一些记录，也只是几句话，很难知道细节。我们只能从仅有的文献记载，参照出土文物，结合社会上工匠传授的传统技艺，得知一些古代的概略情况。今天，我们对许多古代科学技术和船舶设计的理解大多是这样的。
中国古代船舶设计一般遵循工匠传授的传统，即师传徒或父传子，代代相传。大多数造船工匠在造船实践中积累了丰富的经验，了解各种船舶的结构、尺寸比例（包括整个船舶和各种部件）、特点和性能，一些工匠也画了粗略的图案和简单的符号。他们是基于这些建造船舶的。这种历代传承形成了一种普遍采用的传统方式，虽然是经验丰富的初级船舶设计方法，但却是历代造船工匠心血的结晶。我们可以从清初福建追赶飞船的设计中了解一个大概的情况。
福建清初追赶飞船的设计是福建飞船系统设计放样的精髓。确定龙骨的关键是关键是确定龙骨。方法是先确定龙骨的长度，然后按比例确定首龙骨、中龙骨和尾龙骨的长度，然后确定龙骨两端的橇（即翘曲），即确定龙骨的弯曲度。龙骨长度和弯曲确定后，以龙骨为中轴，根据船的体型特点，选择前、中、后梁的位置，对称确定船的上下宽度，然后确定梁等部件，形成船体的基本线图。
这种设计方法非常简单，效果很好，改变船的上下宽度可以改变船的整体，改变底部和舷的弯曲程度可以局部调整。整体和局部有机结合，形成了简单、简单、聪明、灵活的设计方法。
除了这种传统的设计方法外，中国古代还有先设计制造船模，然后然后根据船模建造船只的工艺方法。在宋朝建造大船之前，张先建造了一艘小船，然后根据它的大小放大了十倍。据《金史张中彦传》记载，在金正隆年间（1156-1160年），张中彦奉命在黄河上修建浮桥，需要制造巨型船只，但工匠们不知道如何制造。因此，张中彦制造了几英寸大小的木船模型，让工匠模仿制造大船，顺利完成浮桥工程。这种先做模型再造船的方法是船舶设计的一大进步。
值一提的是，当张中彦主持建造的大船造好以后，有命令要征调附近百姓来拖船入水。张中彦却不劳师动众，他设计了一种船舶下水的新方法，只用几十个民工整理船只所在的地段，使它倾斜入河中，在地面上铺满新割的秫秸，再用大木头把秫秸两侧固定起来，到凌晨秫秸上结霜起滑后，就在秫秸上拖船入水，节省了大量劳力。这种巧妙利用地利和天时来节省劳力、提高工效的方法，可以说是一种具有很高科学价值的发明创造。在古代，我国大都是利用倾斜的地势使新船下水的，它体现了我国因地制宜和改造、利用自然环境的优良传统。
在宋朝以后，我国官方的造船厂中出现并且形成了一套先绘制“船样”，然后造船的设计法则。所谓“船样”就是比较详细的船舶设计图纸。《宋会要食货》中记载，温州曾经按照制置司发下来的两本《船样》，各建造了海船二十五艘。在《船样》中绘有船图，并且注明船体和各部件的大小尺寸还规定了用料、用工、造价。应用《船样》造船是船舶设计中的一个重大突破和发展，它体现了人们对船舶的结构和性能特点已经有了比较深入、系统的认识。
古代船舶设计图纸
这种设计方法，在明清的官方造船厂中得到了普遍应用。现存的清朝《闽省水师各标镇协营战哨船只图说》的手抄本，是这种设计方法的一个最好说明。书中既有船舶的整体图，又有平面图，记载有五类船只的大小尺寸、结构以及各部件名称。可惜的是这个手抄本不在国内，它流落在马堡的普鲁士国立图书馆中。
除了一般船舶的设计和建造外，我国古代还设计了许多特殊用途的船只。比如破冰船、浚河船以及连环舟和两头船等，甚至有人设想了水下航行的“沦波船”。“沦波船”的设想记载在四世纪的东晋王嘉的《拾遗记》中，它的形状象螺，所以又称做“螺舟”。想象中的“沦波船”可以“在海底潜行，水不会浸入。”虽然这个设想没有实现，根据当时的科学技术水平也无法实现，但这可以说是潜水艇的最早设想，在一千五六百年以前能有这样的设想，实在是十分难能可贵的。
雪龙号破冰船图
破冰船发明在十二世纪的金朝，金朝的蔡珪在《撞冰行》诗中，用“舡头傅铁横长锥”的诗句，描写了这种破冰船。“舡”就是船，“傅”字在这里是“附着”的意思，也就是说在船头包附着铁皮，上面横着长的尖锥，可以在结冰的河中破冰前进。它可以说是现代破冰船的鼻祖了。
主要参考资料：
《宋会要食货》
《宋元海船》
从造船原理的认识，到设计的巧妙，谈谈我国古代造船技术的牛X