造纸术

更新时间:2024-09-23 14:15

造纸术,是中国四大发明之一。西汉时期,人们已经懂得了造纸的基本方法。东汉时,宦官蔡伦总结前人经验,改进造纸工艺,用树皮、麻头、破布、旧渔网等植物纤维为原料造纸,纸的质量大大提高。这种纸原料易找,价格便宜,易于推广。此后纸的使用日益普遍,纸逐渐取代简帛,成为人们广泛使用的书写材料,也便利了典籍的流传。

历史沿革

早期雏形

纸问世之前,古人把文字刻画、书写在甲骨简帛上面,或铸刻在青铜器物上面。秦汉时期的公文往来、私人书信以及典籍等都用简帛写成。后人用“册”“编”“卷”来称书籍的篇幅,就是从简的编连方式和存放特点得来的。简用竹木制成,分量很重;帛虽然轻,但价格昂贵。人们使用起来受到很大限制。

关于造纸起源,大体有两种不同观点。其一认为东汉宦官蔡伦于105年发明了纸,主要依据文献记载。在考古学新发现以前,此说千年来颇为流行。其二认为蔡伦之前的西汉已有纸,主要依据现代考古发现。这是从1933年考古学家黄文弼在新疆罗布淖尔汉烽燧遗址出土西汉麻纸(前49年)并提出西汉造纸说承袭下来的观点。1949年以来,两种观点各抒己见。

一种观点认为,西汉时期,人们已经懂得了造纸的基本方法。1933年,新疆罗布淖尔古烽燧亭中发现西汉古纸;1957年5月,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。西汉时期的麻纸有的上面还有文字和地图。这证明西汉时已生产纸。但这种纸质地粗糙,使用不便。专家认为,在“蔡侯纸”未发明之前,麻纸的使用价值不大,西汉是麻纸萌芽阶段,纸产量不大,产地不广,质量欠佳,不足以代替简帛。

另有学者认为,只有蔡侯纸才是真正的纸:1957年在西安市出土的“灞桥纸”基本没有经历过符合造纸要求的切断处理,并不是纸,而是一些废旧麻絮在铜镜下的衬垫物;1986年在甘肃天水市出土的“放马滩纸地图”保存在博物馆后,没有机会取样做破坏性化验,因为这张“地图”能在有积水并且死者尸骨都腐烂无存的墓葬中残留下来,专家对“地图”的表面结构分析后认为并不是纸,很可能是帛。

《后汉书·贾逵传》记汉章帝于建初元年(76年),曾令贾逵选20人来教授《左传》,并“给简、纸经传各一通”。《后汉书·邓皇后纪》则记载永元十四年(102年)邓皇后赐给前来贡献的方国以纸墨。此时的纸,似已作为书写的载体。

蔡伦造纸

东汉永元十四年(公元102年),汉和帝的皇后邓绥下令郡国进献纸墨。当时蔡伦出任尚方令,负责御用器物的制造,能够随时随地接触到各地进贡纸张,为其改进造纸术提供了物质条件。不仅如此,蔡伦在掌管宫内文书档案过程中深感“帛贵而简重,并不便于人”,于是他决心造出比西汉更好的纸。

也有观点认为,蔡伦改进造纸术的想法,源于皇帝批改的奏折。如李向阳表示,当时皇帝批阅的奏章都是写在“简牍”上,成捆的竹简由太监用车拉来,几个人抬着放到皇帝的御案前,堆成小山,皇上每天在案几上展卷批阅,累得腰酸背疼。蔡伦整天跟着皇帝,看在眼里、急在心头,所以急于创造出一种新的书写材料。

《后汉书·蔡伦传》记载:“自古书契,多编以竹简,其用缣(jiān)帛者,谓之为纸。缣贵而简重,并不便于人。伦乃造意(发明、创造)用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸。”

蔡伦造纸,是他在任尚方令期间。那时,他经常到洛阳近郊收集制作材料,虚心听取建议,认真总结西汉以来用麻质纤维造纸的经验,经过反复试验,创造了以树皮、麻头、破布、旧渔网为原料的造纸术。

元兴元年(公元105年),蔡伦奏报朝廷,在和帝的支持下,大量生产纸并推广应用。后来,他因为造纸这一伟大功绩被封为“龙亭侯”,因此,人们把这种新型的书写材料称为“蔡侯纸”。

国内流传

“蔡侯纸”平滑光洁,适宜书写,而且原料廉价,降低了造纸的成本,适合大规模推广造纸的技术。3至4世纪,纸已经基本取代简牍绢帛,成为中国唯一的书写材料。

同汉代相比,魏晋南北朝时期造纸在产量、质量或加工等方面都有提升,原料不断扩大,造纸设备得到更新,出现新的工艺技术,产纸区域和纸的传播也越来越广,造纸名工辈出。

从留存的实物看,魏晋南北朝的纸比汉代纸有明显的进步,主要表现在白度提高、表面更光滑、结构较紧密,纸质细薄且有明显的帘纹,纸上纤维束较少,有的晋纸纤维打浆度达到70%,接近机制纸。

如果说书写材料在汉代还是简帛并用,纸只是作为新材料尚不足以完全取代,那么这种情况在晋代已发生根本变化。由于能造出大量洁白平滑而方正的纸,人们就无须再用昂贵的缣帛和笨重的简牍,逐步习惯于用纸书写,最后彻底淘汰了简牍。东晋末年桓玄晋安帝而自称为帝,随即下令曰:“古无纸,故用简,非主于敬也。今诸用简者,皆以黄纸代之。”考古发掘表明,东晋以后,墓葬或遗址中出土的文书便不再是简牍,而全是纸了。

这时南北各地都建立有官私纸坊,就地取材造纸。北方以长安(今西安)、洛阳、山西、山东、河北等地为中心,生产麻纸、楮皮纸、桑皮纸。东晋南渡后,今绍兴、安徽南部、南京、扬州、广州等地成了南方造纸中心,纸种基本与北方相同。但浙江嵊州剡溪沿岸又成为藤纸制造中心。

为改善纸的性能,晋代已有施胶技术,早期施胶剂是植物淀粉剂,或刷在纸面上,或掺入纸浆中,这样处理可增加纸对水透过性的阻扰能力,将纤维间毛细孔阻死,或改善纸浆悬浮性。经化验,西凉建初十二年(416年)写本《律藏初分》用纸即以施胶技术处理。而迄今年代最早的施胶纸是后秦白雀元年(384年)墓葬物清单用纸,表面施以淀粉剂,再经磨光。

表面涂布技术是将白色矿物细粉用胶黏剂均匀涂刷在纸面,再以石砑光,这样既可增加纸表的白度、平滑度,又可减少透光度,使纸表紧密,吸墨性好。检验发现,前凉建兴三十六年(348年)文书纸及东晋写本《三国志·孙权传》用纸都是表面涂布纸,比欧洲早了1400多年。

隋唐五代时期在中国造纸技术史上是个重要的发展阶段,造纸原料品种进一步扩大,纸制品普及于民间日常生活之中,造纸区遍及南北各地,在改善纸浆性能、改革造纸设备等方面取得一些进步,可造出更大幅面的佳纸,满足了书画艺术的特殊要求,纸的加工更加考究,出现了一些名贵的加工纸而载于史册,并为后世效法。由于交通及中外科学文化交流的发展,中国造纸技术沿不同方向向外国传播。雕版印刷术的发明更是刺激了造纸业的进一步发展。

隋唐时所用的原料有麻类、楮皮、桑皮、藤皮、瑞香皮、木芙蓉皮、竹等;竹纸于9-10世纪在广东、浙江初露头角,以竹料造纸是造纸史上一大发明。虽仍主要造麻纸,但其他原料纸则比魏晋南北朝时产量大有增加,也出现更多的混合原料纸。唐代有用野麻生纤维造纸,需沤制脱胶,比用破布费事,但原料丰富,成本低廉。藤纸在唐代达到全盛期,产地不局限于浙江,青、黄、白色藤纸各有不同用途。广东罗州(今廉江)用栈香树皮造纸,名香皮纸。唐代女诗人薛涛(?—832)在四川用芙蓉皮为原料,再将芙蓉花汁掺入纸浆,造出粉红色等多种颜色的薛涛笺,名重一时。

隋唐五代时产纸区域遍及全国。据古书记载,仅唐代向朝廷贡纸的就有常州、杭州、越州、婺州、衢州、宣州、歙州、池州、江州、信州、衡州等11个州邑。由于产纸量大,社会上消耗量亦甚可观,只以唐内府集贤书院为例,大中三年(849年)一年内用蜀纸10000多张,抄写365卷书,这正是促使社会科学文化发达的物质后盾。

唐代可造出幅面更大的纸,纸本绘画从这一时期猛增,传世的有韩滉的设色《五牛图》,出土的有设色花鸟画及人物画。除文化及文书用纸外,隋唐五代时许多日用品也以纸制成,以代替其他昂贵材料,如灯笼纸及糊窗纸,纸的表面涂上油成为防水纸,可代替绢料。至于纸衣、纸帽、纸被、纸帐、纸甲、纸花、剪纸及包装纸等都可代替过去用的纺织品。唐代“飞钱”是纸币的先驱,用以代替金属货币。此外,也用纸做成纸人、纸钱为死者送葬时烧。纸的用途越来越广泛,中国名副其实地进入了纸的时代。

五代造纸技术直接承袭隋唐,但因南北割据,社会动荡,各地技术发展很不平衡。敦煌石室所出西北地区造的麻纸多不精良,书法亦不工,这也反映了当时社会经济不景气的现状。但统治者御用的“澄心堂纸”却为一时之冠。苏易简在《文房四谱·纸谱》中写道:“南唐有澄心堂纸,细薄光润,为一时之甲。”

宋元时期是中国造纸术的成熟阶段。此时造纸原料又有了新的开拓,竹纸和稻麦秆纸的发展标志着造纸史中的新纪元。造纸区域、纸的品种及加工技术越来越向更广的地方发展。纸的用途在社会上再度普及各个方面。以用量而言,宋元纸大部分用于印刷。竹纸崛起的同时,大幅优质皮纸的出现也是此时期不同于前代的特点。此外,还出现了有关纸的专门著作,也是前代所无。

宋元时大量用竹纸印书,宋元刻本以浙江杭州、福建建阳、四川成都、江西吉州等地为中心,福建本流传甚广,多印以竹纸。

由于原料不足,晋唐时一度盛行的藤纸,至宋元逐渐退出历史舞合;麻纸只在有限地区内生产,统治地位让给了竹纸及皮纸,这种趋势一直保持到19世纪末的清代晚期。宋元书画、刻本及公私文书中多用皮纸,其产量之大、质量之高均远在隋唐五代之上,这也导致书画家更喜欢在皮纸上创作书画。

宋元时还制造混合原料纸,这又是一大成就。如北京图书馆藏北宋米芾的《公议帖》《新恩帖》是竹、麻混料纸,《寒光帖》是竹、楮混料纸,而其《高氏三图诗》是麻、堵混料纸。混料纸的制造具有重大的技术经济意义,可兼收不同原料之优点,是中国造纸术的一种独特的技术。

宋元时期为扩大造纸原料来源,降低生产成本,还采用故纸回槽,掺到新纸浆中造再生纸的工艺,得到的纸叫“还魂纸”。明代宋应星天工开物》说:“其废纸洗去朱墨污秽,浸烂入槽再造,全省从前煮浸之力……名为还魂纸。”这就达到了废物利用和降低成本的经济目的。

宋元时期纸制品的广泛使用也超过唐五代,举凡纸帐、纸衣、纸伞纸被、剪纸、纸花等,应有尽有,游戏用的纸牌也深人民间。宋元时民间还有纸影戏。纸在工业生产中也广为利用,宋代烟火、火器制造中的火药筒、火药包及引线都以纸为之,而养蚕时雌蛾产卵在桑皮纸上。

明清在造纸原料、技术、设备和加工等方面都集历史上的大成,纸的产量、质量、用途和产地也比过去任何时期都处于更高的发展阶段。同时还出现专门论述造纸技术的插图本专著,为前代所未见。随着中外交流的紧密,中国精工细作的纸、纸制品及加工技继续传至国外。清末,中国又从西方引入机器造纸技术,从而在造纸技术上揭开了新的一页。

明清时的造纸作坊大多分布在南方的江西、福建、浙江、安徽等省,广东和四次之;北方以陕西、山西、河北等省为主。原料有竹、麻、皮料和稻草等,其中竹纸产量占首位,尤其南方近山区多造竹纸。皮纸多用于书画或印刷书籍,麻纸产量比例逐渐变小。

明清时在纸的加工方面集历代之大成,各种历史名纸都恢复生产,同时又推出一些新品种。明代加工纸中最著名的是宣德贡笺,制于宣德年间(1426-1435年),有五色粉笺、五色金花纸、瓷青纸等品种。此后仍继续生产,供内府使用,后从内府传出,遂为世人推重。清初时已将宣德贡笺与南唐澄心堂纸并称为稀世名纸。

明清时还有关于各种加工纸的技术记载,明人屠隆考槃余事》及冯梦祯快雪堂漫录》二书较集中地谈到各种纸加工技术,包括染制宋笺法、造金银印花笺法、造槌白纸法及染纸作画不用胶法。

传入海外

中国地处亚洲大陆东部,纸及造纸术首先传至邻近的亚洲国家。

中国与越南陆上相邻,中国纸及书卷在2世纪已传到越南。汉末社会动乱,大批中国人到越南避难,带去中原文化和生产技术。至迟在3世纪已能造纸,所造有楮皮纸,还有由当地蜜香树制的蜜香纸,太康五年(284年),大秦(东罗马)人献晋武帝蜜香纸30000张。

中国纸在汉末至魏晋南北朝时就已传入朝鲜半岛。朝鲜半岛造纸可上溯到4-5世纪,主要生产麻纸,但大部分纸仍从中国得到。高丽朝(936-1392年)统一半岛后,与宋朝保持往来,此时造纸业有了发展,皮纸成为新品种。高丽朝造的纸厚重、强韧而洁白,为宋代士大夫所喜爱。元代人鲜于枢《纸笺谱》将高丽蛮笺列为名纸之一。

日本和纸至今仍为书画艺术家所喜爱,也在日常生活中广泛使用。《日本书纪》记载,285年百济人将中国书卷带至日本,而610年高丽王遣高僧昙征(579-631)赴日,昙征知五经,且能制纸墨,过去史学家认为日本造纸始于610年。实际上,南北朝时的中国已与日本有频繁的直接往来,有可能在此过程中从中国引进造纸术。日本雁皮造纸始于奈良时代,造麻纸、楮纸技术与唐代是一致的。

中国纸和造纸技术南传后至今印度、巴基斯坦、孟加拉国、尼泊尔、泰国、柬埔寨、缅甸、菲律宾和印度尼西亚等国。这些国家造纸均晚于越南、朝鲜和日本等国家。

中亚、西亚各国,古书通称西域诸国,早在西汉时即与中国往来,纸张即从中国输入这些地区。1907年斯坦因在敦煌发现九封中亚商人南奈·万达(Nanai Vandak)于311-313年用中亚粟特文(Sogdian)写给在撒马尔罕(Samarkand)友人的书信,用的已是麻纸,可见该国人早在东晋时就已用中国纸书写,同时将纸运至中亚。

天宝十载(751年)唐帝国与大食在中亚的恒逻斯(Talas,今哈萨克斯坦境内)用兵。交战中部分唐士兵被俘,其中有造纸工人,随后在撒马尔罕由中国人指导的纸厂开始生产麻纸。此后,纸输往欧洲。随着阿拉伯势力延伸到非洲,造纸技术随之传入,641年倭马亚王朝征服埃及,900年前后在今开罗建立了非洲第一个纸厂。1100年前后埃及在今摩洛哥境内的非斯(Fez)建立了非洲境内的第二个造纸基地,至此在中亚、西亚及北非先后有了六个造纸工厂,都按中国方法生产麻纸,纸在阿拉伯境内普及开来。

中国造纸术是通过阿拉伯传入欧洲的,西班牙、法国和意大利是造纸术在欧洲传播的最早的转运站。阿拉伯倭马亚王朝被推翻后,前朝太子拉赫曼(Abd al - Rahman)带一批人逃到北非避难,再前往西班牙,并于756年在西班牙境内建立政权,后逐渐统治西班牙,这使其成为最早造纸的欧洲国家,西班牙最早的纸厂于萨狄瓦(Xativa)建于1150年。

法国与西班牙相邻,造纸技术可能来自西班牙。第一个纸厂于1189年建于南方的埃罗(Herault),因产量小,法国用纸仍大量从大马士革及西班牙供应。无疑,西班牙和法国主要生产麻纸。

11一12世纪,阿拉伯纸还通过地中海从北非的埃及、摩洛哥运往意大利,再转运到亚洲大陆各国,造纸术就借此商路传入意大利,1276年在蒙地法诺(Montefano)建立第一家纸厂生产麻纸。意大利造纸业发展迅速,至14世纪已成为欧洲用纸的供应地,产量超过西班牙和大马士革。

14世纪后期德国用纸量也与日俱增,1390年在印刷中心纽伦堡(Nuremberg)建立第一个纸厂,同时在科隆(Cologne)建立另一个纸厂。德国有了造纸业后,又成为向欧洲辐射造纸技术的另一中心。与德、法交界的荷兰于1428年建起早期纸坊,1586年在多德雷赫特(Dordrecht)兴建了更大的纸厂。通行德语的瑞士于1433年在印刷中心巴塞尔(Basel)建立纸坊,德国南面的奥地利于1498年在维也纳(Vienna)设造纸;与德国接壤的波兰于1491年在克拉科夫(Krakow)有了该国第一家纸厂。俄国较早就接触纸,但最早的纸厂1576年才在莫斯科(Moscow)兴建,还请了德国技师。

英国与欧洲大陆有一海之隔,虽于14世纪已从西班牙进口纸,但造纸时间较晚。最早的纸厂是1494年在哈福德郡(Hartfordshire)建立的。欧洲北部国家也因地理位置关系造纸较晚,丹麦于1635年开始造纸,而挪威则始于1690年。然而至17世纪时,欧洲各国基本上都有了造纸业。

美洲1575年才有第一家造纸厂,是西班牙人移居墨西哥后建立的。此前美洲仍用羊皮等古老材料,有时用纸靠欧洲进口。美国最早的纸坊于1690年建于费城(Philadelphia),而北美的加拿大于1803年才在圣安德鲁斯(Saint Andrews)兴建纸坊。

大洋洲第一家纸厂于1868年在澳大利亚的墨尔本(Melbourne)建成。

至19世纪后半叶,中国造纸术已完成其世界传播之旅程,遍及各国。

造纸影响

造纸术既方便了人们书写,又促进了文化传播。公元7世纪造纸术传入日本,公元8世纪造纸术传到欧洲各国,造纸术的广泛传播,对人类文化事业的发展起到重大作用。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。

造纸术加速了文字的传播,扩大了文化交流,提高了生产效率,同时,有利于文化的传承使纸张成为人们文化生活和日常生活的必需品,推动了文献的生产发展。

造纸术经阿拉伯人传入欧洲,廉价的纸张很快取代了欧洲长期使用的书写材料羊皮和小牛皮,促进了欧洲文化的发展。欧洲人借鉴中国的印刷术,造出了自己的活字印刷机,大大推动了文艺复兴运动宗教改革,促进了思想解放和社会进步。

正如英国科学家弗兰西斯·培根在评价包括造纸术在内的中国四大发明的时候所说的:“它们改变了世界上事物的全部面貌和状态,又从而产生了无数的变化;看来没有一个帝国,没有一个宗教,没有一个显赫人物,对人类事业曾经比这些机械的发明施展过更大的威力和影响。”

造纸方法

古代

蔡伦改进的造纸术,形成了一套较为定型的造纸工艺流程,其过程大致可归纳为4个步骤:

明朝造纸术有五个主要的步骤。图中所示的造纸方法为中国古代广泛流传采用的抄纸法,抄纸法制造速度较快。分为以下几个步骤:斩竹漂塘、煮楻足火、荡料入帘、覆帘压纸、透火焙干。

现代

现代制纸工序已经机械化。

起源争议

20世纪50年代以前,各界对蔡伦是造纸术发明人的说法,并无异议。直到20世纪50年代,化学史家袁翰青首次挑战了这一“历世纪论”。他认为,像造纸这样一门多原料、多工序、多品种的技术,由一人发明,似乎不大符合实情。尤其是蔡伦作为一个太监,知识面有局限性。袁翰青在1954年第12期的《科学通报》上,首次提出“蔡伦是造纸术的改良者而不是发明者。”次年,当时在中国科学院历史研究所第一所工作的张德钧,撰文反驳袁文观点。

1979年,主管造纸局的轻工业部副部长王毅之率中国科技代表团访问日本。参观东京造纸博物馆时,发现展览说明中说“蔡伦以前的西汉已经有了纸”非常生气,认为这与中国的历史定论不同。代表团回国后,正好赶上国内媒体报道陕西扶风发现蔡伦之前的西汉麻纸。从这时起,轻工业部正式介入蔡伦是否是纸的发明人的论战。

1987年9月11日,中国造纸学会举行纪念蔡伦发明造纸术1882周年大会。会上,中国科协名誉主席、政协副主席周培源说,“决不可轻率地贬低蔡伦和修改历史”。大会最后宣布:蔡伦是造纸术的发明人,为期30年的纸史争议自即日起告结束。次日,新华社、《人民日报》、《科技日报》等各大媒体纷纷报道了这一纸史争议的“官方定论”。

灞桥纸发掘人、陕西省博物馆程学华专门针对该大会点名撰写了《西汉灞桥纸的补述论证与有关问题的说明》,在这份长达17页的《说明》中,程学华详细阐释了灞桥纸的发现经过、墓葬位置、断代依据等。此外,程用了一半的篇幅“揭穿了调查组深入调查的真相”:前后三次来调查的人员均要求他改变自己原有的说法。程学华在《说明》中写道,“这是学术研究领域内的怪事”。

纸史委员会委员安嘉麟曾撰写文章指出,蔡伦造纸说是“历史定论”,关系到祖国尊严和荣誉,神圣不可侵犯。挑战此说已不再是学术问题,而是是否爱国、维护国家尊严的政治问题。

日本学者、东京大学教授中山茂在其书中说,“由于感情问题作祟,反对纸的西汉起源说,只好说‘灞桥纸不能以纸定论’。”

随着甘肃放马滩纸和悬泉置纸先后发现,关于蔡伦是否是纸的发明人的争论渐渐平息。人民教育出版社1992年10月出版的初中课本《中国历史》第一册,引入了1986年甘肃天水发现的放马滩纸,正式使用了“蔡伦改进造纸术的说法”。而关于“西汉有纸说”的学术著作也逐渐被国际学术界所接受。

然而,新的发现和学术著作并没说服反对者。2005年10月,湖南省岳麓出版社出版了《纸祖千秋》。这本近55万字的文集收录了100多篇文章,清一色地由坚持蔡伦发明造纸术观点的人撰写。中国制浆造纸研究院高级工程师王菊华认为,灞桥纸并不是纸,放马滩纸地图也不是纸,很可能是帛。中国造纸学会和王菊华持相同观点,该学会秘书处雷煌认为,考古研究是项非常严谨的过程,虽然学界对于谁最早发明造纸术有争议,但并没有充分证据证明浇纸法造纸术早于蔡伦的抄纸法,首创和影响力决定蔡伦的历史地位无可动摇。

目前,学者多认为,蔡伦虽然不是造纸术的唯一发明者,但是他在改进和推广造纸技术方面所作出的历史贡献,是不容否认的。西汉的植物纤维纸,为蔡伦造纸打下了基础。经过蔡伦的改进,造纸才开始脱离纺织业,逐渐成为一门独立的手工业。蔡伦之后,用纸作为书写材料的记载大大增多。魏晋南北朝时期,伴随着用纸书写的普及,特别是纸作为书写工具的地位得到制度上的确认。

对蔡伦之前的造纸术的研究,有助于对“蔡侯纸”产生的技术条件和历史贡献等做出更符合历史事实的认识和评价。对于早期古纸的研究,可以让今人更加客观地看待蔡伦的历史地位。

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