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在中国历史上,蔡伦绝对是一个响当当的人物。作为中国古代四大发明之一“造纸术”的发明者,用“举世闻名”来形容蔡伦在历史上的知名度也不为过。

麦克·哈特的《影响人类历史进程的100名人排行榜》中,蔡伦排在第七位 ,排名仅次于中国的孔子。

美国《时代》周刊公布的“有史以来的最佳发明家”榜单中,蔡伦排在第四位。

2008年北京奥运会开幕式上,也用美轮美奂的视觉特效特别展示了蔡伦发明的造纸术。

蔡伦

从这些金光闪闪的记录中,我们深深为中国古代这样一位伟大的发明家感到自豪。但另一方面这些宣传的信息大都简短,往往让人难以了解蔡伦作为发明家具体的贡献和真正的伟大之处。甚至会给人造成“蔡伦发明了纸”或者“蔡伦发明了造纸术”误解,但这些都片面甚至不准确的。

因为,历史上真正的蔡伦,既没有发明纸,也没有发明造纸术,他只是在原有的造纸术中加入了自己的创新工艺内容,并使造纸术发挥光大。

本文将从“东汉之前的纸张和用途、蔡伦的造纸工艺创新以及‘蔡候纸’对中国及世界影响”三个方面来详细阐述蔡伦最具体的、最详细以及最真实的贡献。


东汉之前的纸张和用途

1933年,已故考古学家黄文弼在新疆罗布淖尔地区发现了一片麻纸,根据随同麻纸一起出土的竹简文字内容确定,这批文物属于西汉元帝元年,即公元前48年的物品。这个时间,比“蔡候纸”产生的时间早了近一个半世纪。这片麻纸宽约40厘米,长约100厘米,纸面清晰可见到麻,经化验分析,是由黄麻、布头、破履制成,用途尚不明确。


1942年在甘肃额济纳河东岸查科尔帖西汉烽燧遗址,和一捆木简兵器册,一起出土“查科尔贴纸”,有8行文字,每行7个字,约共50字。纸面上可见清晰的“兵器”、“转运”等字样,可见这是一封军事文书,涉及兵器的交接、运输问题。可考据的年代大概是公元前89-后77年间。

查科尔贴纸

1957年5月8日,西安灞桥砖瓦厂附近的汉出土的铜镜上,垫衬着几片古纸。考古学者将纸片取下,有80多片,被称为“灞桥纸”。纸色暗黄,经化验为大麻纤维,掺有少量苎麻,纸面粗糙,从出土时的状态断定,是用来包裹铜镜的。此墓为汉武帝时期古墓,“灞桥纸”无疑是已发现的世界上最早的植物纤维纸,现存陕西历史博物馆。

灞桥纸

1986年,考古队在甘肃天水市郊放马滩汉代墓葬区发现了一张麻纸,随同出土的竹简文字记载是公元前176-前141年,即西汉文、景帝时期的东西。从照片来看,放马滩麻纸用黑色线条画上了山川、河流、道路等图形,说明在西汉初期,纸张被用作地图载体。这是目前考证过后确认的最早出现的纸绘地图。

放马滩麻纸

从这此考古发现可以确认,在蔡伦生活的东汉之前的西汉,就已经有了以植物纤维为原料的麻纸。蔡伦生活年代大约在公元63年到公元121年间,比上述的最早使用麻纸的年代晚了两百多年。

而且麻纸的用途大致可分为三类:

包裹物品;书写军事文字;描绘地图。


蔡伦的造纸工艺和创新

东汉时期,约公元63年,蔡伦生于桂阳郡治城南,也就是今天的湖南耒阳市城南蔡子池。进宫任职后因为很有才干,被“加位尚方令”,负责“监作秘剑及诸器械”,所以他有机会接触当时的宫廷器物制造工艺。

公元105年蔡伦继承和发扬了前人的造纸方法,首次制造出质优价廉的纸张,迅速得到推广,被人们称为“蔡候纸”。


伦乃造意,用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸。元兴元年奏上之,帝善其能,自是莫不从用焉,故天下咸称“蔡侯纸”。——范晔《后汉书卷一百八·宦者列传第六十八》


从《后汉书》的记录,我们可以看到两个关键词:“造意”和“树肤”,即“首次提倡(这种)创意”和“树皮”。

首次提倡,说明蔡伦制造的纸和之前的纸有区别,而树皮是被直接记录的第一个区别。除树皮之外,我们还可以从“蔡候纸”和制造工艺过程中看到另外的区别。

麻纸制作步骤

  1. 首先,我们来看蔡伦推广的造纸的方法和程序。

陕西周至有个起良村,这个供奉蔡伦的村子,据传从汉代起就从事手工造纸,是古代造纸重镇,县志记载明代村里90%的家庭都是造纸作坊。当地蔡侯纸博物馆中资料记录,从泡制树皮开始,“蔡侯纸”制作大概需要一个多月的时间。蔡氏古法造纸是一个不停反复的复杂流程,由36道大工序、72个小工序组成。

总结一下,可以大致分以下五个主要步骤:

  • “选”,选“树肤、麻头以及蔽布、渔网”为原料。蔡伦抛弃了单纯以麻絮为原料的方法。(“选”料工艺)

  • “剉”,将原料切碎、碾碎。(“剉”料工艺)

  • “煮”,将已经剉好的原料加以蒸煮,使纤维间粘质分解。(“煮”料工艺或者“沤”料工艺)

《诗经·陈风》说:“东门之地,可以沤麻。”即可以用来纺织的麻原料可以在朝东的有阳光的池水中沤浸,因水温提高可以加快其发酵脱除木素与果胶。

蔡候纸加工关键——纸药

  • “捣”,将经过水煮的原料放入臼内进行舂捣(用木棍的一端撞击),用现代的造纸术语叫“打浆叩解”,即纤维帚化。

这是纤维能够相互缔结成纸页的关键工序,其作用是将初生壁的纤维外壳打破(压渍、劈裂、脱水),以露出其内部的微细纤维并使之纵裂帚化,在水中形成相当大的丝状表面积,使纤维分子结构上的氢或者羟基暴露于纤维表面,相邻纤维上的这类基团在水中形成水键,经脱水干燥后形成氢键,相互拉紧,形成具有强度的纸张。

这是构成纸页的关键,也是蔡伦造纸工艺的一大创新之处。今天,我们鉴别出土类纸物是麻絮还是纸张,首先就要看它是否经过打浆。(“捣”料工艺或者“打”料工艺)


  • “抄”,即将经过舂捣打浆的纤维均匀悬浮于水中,用抄纸帘过滤成湿纸页(包括“苫”和“箦”),干燥后即成纸张。这是古代纸页成型的方法,它包括“抄纸法”和“浇纸法”。(“抄”料工艺)


“蔡候纸”经过以上五道工序就制成了,真实的造纸工序比这更多更复杂,但这五道工序是最基本的。

蔡伦最伟大的创新之处,就在于严格确立了最基本的工序和方法,这一工艺创新也为现代造纸工艺树立了典范。


2.其次,蔡伦还发明和应用了纸药,这是“蔡候纸”工艺中最大的产品创新。

“纸药”是指抄纸时在纸浆悬浮液中加入的植物黏胶液,俗称“滑水”或“胶水”,根据考古学家研究和蔡伦故里传承的古法造纸文献记载,这种纸药成分是猕猴桃汁(当地人叫“羊桃汁”)。

纸药在造纸过程中具有非常重要的作用,突破了湿纸压榨后难以揭分的最后难关,从而造出了可大量生产、均匀完整平直的书写用纸。蔡伦的封地——今陕西汉中市洋县的龙亭地区,仍然流传着这样的民谣:“蔡公爷的滑子,不粘咱们的帘子”,“没纸药,莫干活”等等。

“滑子”即是纸药——猕猴桃汁。具体说,它有三种用途:

  • 一是悬浮分散,使纸均匀成型;

  • 二是保护压榨,使湿纸免于“压花”;

  • 三是防止纤维互粘,使湿纸易于揭分。

蔡伦在公元105年发明纸药后,一套完善实用的造纸术才得以形成,“蔡候纸”才大功告成。


3.再次,蔡伦还创造性地选用树皮做原料,这在造纸术原料中的一大创新。

树皮属于韧皮纤维,相对于除了麻料以外的其他材质,具备以下优点:

  • 所含的木质素和杂质细胞都很少,

  • 水溶性物质较多,

  • 有机杂质易于分解溶出,

  • 便于提取纤维制浆造纸,

  • 对工艺技术和工具的要求都不高,符合当时的技术条件。

  • 天然生长的植物纤维原料,在当时的自然条件下,资源丰富,分布面广,随处可得。

  • 取之不尽,用之不竭,成本低廉,为大批量产提供了可能性。

这样,蔡伦的蔡候纸从原料到成品实现了三大创造:

  • 标准工艺(固定五步法)

  • 新技术(纸药)

  • 新原料(树皮)


“蔡候纸”对中国及世界的影响

蔡伦所主导和提倡的这一切,在人类创新史上写下了不可磨灭的一笔。他大力推广的造纸术,很快产生了深远的影响。

造纸术首先丰中国得到了迅速地推广,公元3-4世纪在国内取代了棉帛、竹简,并于公元6世纪传入朝鲜、越南、日本,8世纪传入中亚、阿拉伯。

12世纪由阿拉伯传入欧洲、非洲,16世纪传入美洲并在欧洲广泛流行,从而取代了或笨重,或昂贵,或松脆,不合适大量推广的印度白树皮和贝叶、埃及的莎草纸、阿拉伯和欧洲的羊皮。“蔡候纸”逐渐被世界各地的人们采用为书写材料。


在18世纪以前,世界各国一直沿用“蔡候纸”技术生产纸张。

纸对西方文明整个生产进程产生了深远的影响。中世纪的欧洲如果要写一本书要就要用数十张羊皮,如《圣经》,需要用羊皮300张之多。成本高昂的书籍不是一般平民百姓能买得起的,因而限制了欧洲文化的普及和发展。

造纸术的传播,促进了西方文化的内部交流,为欧洲教育、政治、商业的活动提供了极为有利的条件,从而使文艺复兴成为了可能。

德国亚可布说“希腊罗马的人,从来没有想到纸的发明,我们还是靠中国人蔡伦的智慧,才享受现在的这种便利。”

最近美国作家马克·科尔兰斯基写了一本新书《一阅千年:纸的历史》,书中对蔡伦造纸术给予极高的评价,认为他的贡献不亚于苹果手机发明者乔布斯。


最后,总结蔡伦真正的发明和贡献

蔡伦是在总结前人的造纸经验基础上,严格制定出了标准的造纸方法步骤,使得这一工艺具备了可被大量复制的基础。

同时他看到了,仅仅用破布和麻线、渔网做原料,因为当时社会生产能力限制,无法满足大量生产纸张的需求,创造性地找到了树皮这一天然原料。原料丰富,加工简单,从而为纸的量产创造了可能。

他发明了纸药,相当于找到了可同时提升工艺品质和产品品质的利器,使得造纸成功率更高同时纸张的性能有了质的飞越。用现代产品理念来讲,就是提高了产品性价比。

“蔡候纸”制成之后,蔡伦做了一件重要的事:献给皇帝。从这一点可以看出,他懂得借助外力。虽然当时他已经贵为“龙亭候”,但在“皇权至上”的封建社会,他的力量远远不如一言九鼎的皇帝。酒香也怕巷子深,好的产品也需要好的推广,汉和帝的一句话,就是当时效果最好的市场营销。


从优化标准工艺——到降低成本提升品质——最后大力宣传推广,“蔡候纸”在汉代的广受欢迎,为它走向世界迈开了第一步。

也许蔡伦自己可能并没有想得如此遥远,但从整个操作流程上看,蔡伦实在是一位伟大的产品经理。



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文章标题:蔡伦很伟大,但他并没有发明纸发布于2024-04-27 14:33:44

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