今日要点:

科技:滚动 | 互联网 | IT业界 | 通信 | 人物 | 访谈 | 深度 | 图集   手机:新品 | 靓机 | 导购 | 测评 | 维修   数码:相机 | 笔记本 | MP3 | 家电
当前位置:首页 > 科技频道 > 造纸机术 > 纸机改造 > 正文
中国古代科技:造纸术的发明
时间:2014-07-12 16:21:52    来源:学科网    浏览次数:    科技首页    我来说两句()

人类对自然的认识,发明、发现、经验的总结无法通过遗传传给下一代的,它需要通过一种媒体记录下来,供后人学习、继承。在没有发明文字的时代,只能靠口传心记。文字发明之后,则需要有记录的载体。人类尝试了各种天然物品,龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍、缣帛等,这些物品虽然也能记录文字,但有的昂贵,有的笨重,有的不易多得。寻找新的载体是我们的先人的梦想。纸的发明大大提高了人类积累、继承前人经验的能力,为社会的发展提供了有力的保障。

  纸发明前的书写材料
  
  文字发明以前古人以结绳记事,由于无法辨认绳结所代表的事物,经常出现错误。文字出现以后,我国先民曾利用甲骨、金石记事。金石笨重,使用起来很不方便。在纸出现之前,竹简、木牍、缣帛是主要的书写材料。竹简、木牍十分笨重,所占的空间又很大,写作和阅读都很不便利。秦始皇统一天下,政事不论大小,全他一人裁决,他规定一天看章奏(竹简)一百二十斤(秦一斤合今半市斤),不看完不休息。可算是一个“体力劳动者”了。当时的所谓“学富五车”书的大学者,其实也没有读过多少书,只不过看过五车竹简、木牍而已。它所含的信息量很难与现在一本比较厚的书相比。晋朝人挖掘了战国时期魏襄王的坟墓,从中得到竹简古书15篇,约有10万余字,装了数十车。可见这种书的笨重。缣帛虽然便于书写,但价格昂贵。汉代一匹缣(2.2汉尺宽,4.0汉尺长)值六石(720汉斤)大米,只有少数皇家贵族才能享用,一般人根本消受不起。
  
  三千多年前,人们把文字刻在龟甲和兽骨上,称为甲骨文,这是我国最早的文字。
  
  起源于商代,单独的竹片称为简是一种书写材料,若干根简编缀在一起叫册。
  
  起源于战国,人们将文字写在丝织品上称为帛书。
  
  纸的发明过程
  
  西汉初年,政治稳定,思想文化十分活跃,对传播工具的需求旺盛,纸作为新的书写材料应运而生。许慎著的“说文解字”,成书于公元100年。许慎认为纸是丝絮在水中经打击而留在床席上的薄片。这种薄片可能是最原始的“纸”,有人把这种“纸”称为“赫蹄”。这可能是纸发明的一个前奏,关于这种“纸”的记载,可以追溯到西汉成帝元延元年(公元前12年)。“汉书·赵皇后传”中记录了成帝妃曹伟能生皇子,遭皇后赵飞燕姐妹的迫害,她们送给曹伟能的毒药就是用“赫蹄”纸包裹,“纸”上写:“告伟能,努力饮此药!不可复入,汝自知之!”。由此推测纸可能与丝有一定关系。
  
  远古以来,我们的先人就已经懂得养蚕、缫丝。秦汉之际以次茧作丝绵的手工业十分普及,韩信在未发迹之前“乞食漂母”的漂母,大概就是以此为生的。这种处理次茧的方法称为漂絮法,操作时的基本要点包括,反复捶打,以捣碎蚕衣。这一技术后来发展成为造纸中的打浆。此外,借助竹器沥干丝缕也是此法的一个重要步骤,它是造纸中抄纸的原型。我国古代常用石灰水或草木灰水为丝麻脱胶,这种技术也给造纸中为植物纤维脱胶以启示。纸张就是借助这些技术发展起来的。
  
  从迄今为止的考古发现来看,造纸术的发明不晚于西汉初年。最早出土的西汉古纸是1933年在新疆罗布淖尔古烽燧亭中发现的,年代不晚于公元前49年。1958年5月在陕西省西安市灞桥出土的古纸经过科学分析鉴定,为西汉麻纸,年代不晚于公元前118年。1973年在甘肃居延肩水金关发现了不晚于公元前52年的两块麻纸;
  
  1973年在甘肃金关出土,为西汉麻纸,暗黄色,质地较粗糙。
  
  1978年在陕西扶风中延村出土了西汉宣帝时期(公元前73~49年)的三张麻纸;1979年在甘肃敦煌县马圈湾西汉烽燧遗址出土了五件八片西汉麻纸。1986年甘肃天水放马滩出土的西汉文帝时期(公元前179~前141年)的纸质地图残片,表明了当时的纸可供写绘之用。从上述西汉出土的纸的质量来看,西汉初年的造纸技术已基本成熟。
  
  历史上关于汉代的造纸技术的文献资料很少,因此难以了解其完整、详细的工艺流程。后人虽有推测,也只能作为参考之用。造纸技术环节众多,因此必然有一个发展和演进的过程,绝非一人之功。它是我国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶。
  
  蔡伦改进造纸技术
  
  关于造纸术的起源,过去多沿用历史学家范晔在《后汉书·蔡伦传》中的说法,认为纸是东汉时代宦官蔡伦于汉和帝元兴元年(公元105年)发明的。其实古籍中的已有记载,在蔡伦‘发明’纸之前,已经有人使用纸张。“后汉书·贾逵传”提到,建初元年(公元76年)汉章帝命贾逵选择成绩优秀的太学生二千人,奖给“简、纸、经传各一通”。这说明当时已用纸抄写书籍,这个时间早于蔡伦造纸近30年。“东观汉记” 中只记有“蔡伦典尚方作只纸” “东观汉记”的作者刘珍、延笃等人,都是蔡伦同时代的人,如果蔡伦发明了纸他们是不会不记载的。20世纪以来由于西汉古纸的发现,蔡伦发明纸的说法开始动摇,继而被否定。蔡伦虽然不是纸的发明者,但他仍然是一位造纸技术的革新和推广者。
  
  蔡伦,字敬仲,东汉桂阳(今湖南耒阳)人,东汉明帝十八年(公元75年)入宫当宦官,章帝建初年间为小黄门。和帝即位提升为中常侍,永元九年(公元97年)兼少府尚方令。尚方是皇家的手工场,专门监督制造各种御用器物。那时,造纸术虽然已经发明,纸张可能只在民间流传。由于质量问题,纸张也难登大雅之堂,不少文人雅士并不看好纸张。蔡伦看到了纸张取代简帛的前景,利用尚方的有利条件,改革造纸技术,制造了一批质地精良的纸。
  
  蔡伦认真总结了前人的经验,他认为扩大造纸原料的来源,改进造纸技术,提高纸张质量,就可以使纸张为大家接受。蔡伦首先使用树皮造纸,树皮是比麻类丰富得多的原料,这可以使纸的产量大幅度的提高。树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高,因此树皮的脱胶、制浆要比麻类难度大。这就促使蔡伦改进造纸的技术。西汉时利用石灰水制浆,东汉时改用草木灰水制浆,草木灰水有较大的碱性,有利于提高纸浆的质量。元兴元年(公元105年)蔡伦把他在尚方制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇,汉和帝很称赞他的才能,马上通令天下采用。这样,蔡伦的造纸方法很快传遍各地。公元114年蔡伦被封为“龙亭侯”,民间便把他制作的那种纸称为“蔡侯纸”。汉安帝时,宦官和外戚轮流执政,相互倾轧。蔡伦难于应付这种政治斗争,于公元121年服毒自杀。
  
  “汉代造纸工艺流程图”形象地再现了两汉时期的造纸术,将麻头、破布等原料经水浸、切碎、洗涤、蒸煮、漂洗、舂捣、加水配成悬浮的浆液、捞取纸浆、干燥后即成为纸张。
  
  蔡伦献纸之后,造纸技术和纸张广为流传。东汉末年,东莱人左伯也是一位造纸能手。他造的纸,比蔡侯纸更为白洁细腻。赵歧著的《三辅决录》中,提到左伯的纸、张艺的笔、韦诞的墨,说它们都是名贵的书写工具。笔、墨和纸并列,说明纸已是当时常用的书写材料。纸成为竹简、木牍、缣帛的有力竞争者,到了三、四世纪就基本上取代了简帛,成为唯一的书写材料,这就有力地促进了科学文化的发展。
  
  东晋末年,豪门桓玄把持朝政。公元404年,废晋安帝,并下令以纸代简。简牍文书从此基本绝迹。纸不仅在民间流通,而且成为官方文件的载体。
  
  造纸技术的发展
  
  造纸原料的多样性是造纸发展的一个重要方面。 西汉时期的纸大都以麻为原料,东汉也以麻纸为主,到蔡伦时代,又利用树皮(主要是楮皮)造纸。此后,各种树皮纸纷纷问世。魏晋时期发明了桑皮纸、藤皮纸。唐代又出现了利用某些香树的树皮造的纸,称为香皮纸。特别值得一提的是用竹子造纸,唐中叶出现了竹纸。竹纸的发明使造纸的原料大大丰富了。竹料制浆难度较大,必须改进制浆方法,提高制浆效率,我国劳动人民在唐代就解决了这个问题。竹浆造纸可以说是现代木浆造纸的先驱。
  
  以青檀皮为原料的宣纸,至今享有盛名,据《新唐书》记载,唐代宣州生产的纸为贡品。有人认为,这可能就是宣纸。宋代安徽徽州是当时的纸业中心之一。宋末,泾县开始生产宣纸。
  
  宋代,有人用废纸与新鲜纸浆混合,制成一种名为“还魂纸”的纸。苏易简在《文房四谱》中记录了用麦杆、稻草造纸事情。
  
  有关造纸术的著作,宋以后相继出现,宋代苏易简的《纸谱》、元代费著的《纸笺谱》、明代王宗沐的《楮书》。尤其是明代宋应星的《天工开物·杀青篇》对中国古代造竹纸和造皮纸的技术作了系统的总结。他把造竹纸过程概括为五个环节,即新竹漂塘、碱液蒸煮、打浆抄造、覆帘压纸、透火焙干。书中还有造纸作业图,是当时世界上关于造纸技术最详细的记载。
  
  纸药的应用是造纸术中一项重要的发明。造纸的过程中往往要向纸浆中加入某些植物粘液,古代纸工称之为纸药。纸药的作用是作为悬浮剂,使纸浆中的纤维分散。同时它还能防止纤维互相粘结,使湿纸易以分张或揭分。我国古代造纸时常用的纸药是从黄蜀葵、杨桃藤、槿叶等的植物榨取的粘液制成的。
  
  造纸术向外的传播
  
  造纸术首先传入与我国毗邻的朝鲜和越南,在蔡伦改进造纸术后不久,朝鲜和越南就有了纸张。朝鲜半岛各国先后都学会了造纸的技术。大约公元四世纪末,百济在中国人的帮助下学会了造纸,不久高丽、新罗也掌握了造纸技术。此后高丽造纸的技术不断提高,到了唐宋时,高丽的皮纸反向中国出口。西晋时,越南人也掌握了造纸技术。公元七世纪造纸技术经高丽传到日本。
  
  公元751年(唐玄宗十年)唐安西节度使高仙芝率部与阿拉伯军队交战,唐军大败,被俘士兵中有从军的造纸工人。阿拉伯最早的造纸工场,是由中国人帮助建造起来的,造纸技术也是由中国工人亲自传授的。最初造的麻纸,是以破布为原料,不但用了中国的技术,而且采用中国式的设备。
  
  欧洲人是通过阿拉伯人了解造纸技术的,最早接触纸和造纸技术的欧洲国家是一度为阿拉伯人统治的西班牙。公元1150年,阿拉伯人在西班牙的萨狄瓦,建立了欧洲第一个造纸场。公元1276年意大利的第一家造纸场在蒙地法罗建成,生产麻纸。法国于公元1348年,在巴黎东南的特鲁瓦附近建立造纸场。此后又建立几家造纸场,这样法国不仅国内纸张供应充分,而且还向德国出口。德国是14世纪才有自己的造纸场。英国因为与欧洲大陆有一海之隔,造纸技术传入比较晚,15世纪才有了自己的造纸厂。瑞典1573年建立了最早的造纸厂,丹麦于1635年开始造纸,1690年建于奥斯陆的造纸厂是瑞典最早的纸厂。到了17世纪欧洲个主要国家都有了自己的造纸业。
  
  西班牙人移居墨西哥后,最先在美洲大陆建立了造纸厂,墨西哥造纸始于 1575年。美国在独立之前,于1690年在费城附近建立了第一家造纸厂。到19世纪中国的造纸术已传遍五洲各国。
  
  造纸术的发明和推广,对于世界科学、文化的传播产生深刻的影响,对于社会的进步和发展起着重大的作用。

关键字:中国,古代科技,造纸术,的发明
分享到:
责任编辑:科学探索
   发表评论 共有条评论
用户名: 密码: 验证码:
匿名发表
网上购物
我要啦免费统计