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第六节 手工业技术的蓬勃发展（第1页）

第六节　手工业技术的蓬勃发展

秦汉时期，随着社会经济的恢复和发展，各地经济文化交流的日趋频繁，手工业技术得到了蓬勃的发展。东汉时期蔡伦发明的造纸术，是中国对世界文化发展的一项重大贡献。此外，在冶炼、纺织、印染、陶瓷、酿酒和机械制作方面，生产技术也有了全面的提高，取得了前所未有的成就。

一、造纸术的发明

在造纸术没有发明以前，中国古代曾先后使用龟骨、兽骨、金石、木牍、缣帛等材料记事。直到西汉时期，简牍、缣帛依然是十分重要的书写材料。但是，这些材料或因书写、刻画不易，或因使用、保存不便，或因价格昂贵，均不能满足社会经济、文化进一步发展的需要。于是，寻求廉价、方便易得的新型书写材料，便成为人们的迫切要求。经过长期的实践和探索，人们终于发明了用麻绳头、破布、旧渔网等废旧材料制成植物纤维纸的方法，从而引起了书写材料史上的一场革命，进而影响了整个世界文明史的发展。

造纸术的发明，是秦汉时期手工业技术中取得的一项最重大的成就。

秦汉之际以次茧作丝棉的手工业已十分普及，如韩信未发迹前遇到的漂母，大概就是以此为生的。这一手工业包括反复捶打，以捣碎蚕衣和置水中漂洗等工艺。而在漂洗时，留在器物上的残絮，晾干后自然形成一层薄薄的丝棉片。这可能给造纸技术的发明以直接的启示。当然，最初的造纸术，还不能一下子产生用于书写的纸张，但新的道路既已开辟，迫切的社会要求又在催促着技术的改进，可以用于书写的纸张的产生也就为期不远了。

从现代考古学的发现看，中国造纸术的产生，并不是始于传统所认为的东汉时宦官蔡伦的发明。自1933年至今，我国先后发现了六批西汉古纸，它们有的显得细薄均匀，有的却十分粗糙原始，但都在不同程度上反映了我国古纸发明的痕迹及其工艺特征。这就是说，中国早在西汉时期就已发明了新的书写材料——植物纤维纸。

1933年，考古学家黄文弼先生在新疆罗布淖尔汉烽燧遗址中发现了一张西汉麻纸，白色，作方块薄片，四周不完整，长约40厘米，宽约10厘米，质甚粗糙，不匀净，纸面尚存麻筋。同时出土的还有一些汉宣帝黄龙元年（前49年）的木简，由此可知它是公元前1世纪的古物。黄文弼先生还判断说，因为是“初造纸时所做，故不精细也”。

1957年，在陕西西安市东郊的灞桥出土了一些纸片，原叠放在铜镜下面。纸呈泛黄色，已裂成碎片，最大的长宽约10厘米，最小的也有3厘米×4厘米。经鉴定，它是以大麻和少量苧麻的纤维为原料的，其制作技术较原始，质地粗糙，还不便书写。据推测，其年代不会晚于汉武帝元狩五年（前118年）。

1973—1974年，考古工作者在甘肃居延肩水金关西汉烽塞遗址的发掘中，也发现了麻纸二件。其中一件与宣帝甘露二年（前52年）木简共存，出土时已揉成一团。展开后，最大一块长宽约分别为21厘米和19厘米，颜色白净，细薄均匀，一面平整，一面稍起毛，质地细密而坚韧。另一件出土于西汉晚期平帝以前的地层，长宽约分别为11。5厘米和9厘米，暗黄色，尚含麻筋、线头和碎布头，结构较为松弛。由于这两件西汉古纸发现于边塞地区，故内地纸的出现应更早一些。

1978年，陕西扶风县中颜村西汉窑藏的铜泡中也发现了一些纸片。1979年，敦煌马圈湾汉代烽燧遗址中也发现了古纸五件八片，麻质，大多为西汉中期的遗物。1986年，考古学者又在甘肃天水放马滩发掘出土了纸质地图一幅，此图原置于死者胸部，纸薄而柔软，色黄，图的画法与长沙马王堆汉墓出土的帛图接近。据推断，该物为西汉文景时期作品。

由此可见，中国在西汉时期确实已发明了植物纤维纸。但是，为什么在整个西汉时代书写纸的用量很少，而没有得到流行呢？这可能是因为：（1）蔡伦以前的植物纤维纸都比较粗糙，不便于书写，到了蔡伦才造出质地优良的堪作书写用的植物纤维纸。这可能正是我们至今没有发现书写有文字的西汉纸的一个原因。（2）在蔡伦对造纸术进行改革前，造纸的原料受到较大的限制，到蔡伦时才变得真正普及了。经过蔡伦的改革，不但用麻、破布、渔网，而且可用树皮为原料，从而大大降低了纸的成本。据《后汉书》记载，在蔡伦将所造的纸献给皇帝，并受到皇帝的称赞以后，“自是莫不从焉”[37]。因此，说西汉时期就已发明了纸，丝毫不减蔡伦对于造纸术所作的巨大贡献。

据《后汉书·蔡伦传》记载，蔡伦字敬仲，桂阳（今湖南郴州）人。东汉明帝永平末年入宫为宦者，章帝建初年间升为小黄门。和帝即位（89年），转为中常侍，复加位尚方令，主管制造御用器物。他有才学，敢于谏诤。每当假日，往往闭门不接客，或亲历田野考察。永元九年（97年），由他监制秘剑及各种器械，莫不“精工坚密，为后世法”。与此同时，他又主持了造纸技术的改革和推广。《后汉书·蔡伦传》中说：“缣贵而简重，并不便于人，伦乃造意用树肤、麻头及敝布、渔网以为纸。元兴元年（105年）奏上之，帝善其能，自是莫不用焉，故天下咸称蔡侯纸。”因此后世传说蔡伦是造纸术的发明人。

汉代造纸工艺图

有必要说明的是，蔡伦对造纸术的改革，并不是单纯地扩大了纸的原料范围，而且对造纸技术也作了改进。如用破渔网作为造纸原料，要把小而硬的网结捣碎，不用石灰水蒸煮是十分困难的。

西汉时期已发明纸，经过蔡伦对造纸术的改革与推广，纸才逐渐取代了其他所有的书写材料，成为书写材料中的佼佼者，并对世界文化的发展产生了巨大的影响。纸是中国古代著名的四大发明之一。

造纸术发明后，逐渐流传到世界各地。大概在7世纪时，中国的造纸技术就已传到了朝鲜和日本。印度可能也在此时由中国的求法僧人传入了这一技术。往西，则是先通过丝绸之路，传到西域，再传到阿拉伯，并由阿拉伯人将这一技术传入埃及和摩洛哥，后至欧洲。西方人一直误以为造纸术是阿拉伯人的发明，直到20世纪初英国人斯坦因在我国西北古长城的一座烽燧中找到几封用粟特文写成的信纸，并断定这些用破布褴褛制成的“褴褛纸”是中国古代劳动人民的发明，纸的发明权属于中国才为世界大多数人所公认。

二、冶炼业的成熟

秦汉时期，中国的冶炼技术有了突飞猛进的发展。主要表现是：竖炉炼铁术有了很大提高，生铁品种及其用途有了扩展，发明了炒钢、灌钢和百炼钢，铜及其他有色金属的炼制技术有了较大提高，铸造技术也有了进一步发展。与此同时，黄金和白银的使用也更加广泛。

（一）冶铁技术

在古代世界，冶铁技术的发展程度，往往直接反映并影响着一个国家的农业、手工业的发展，并进而制约其军事的强盛与否。它是一个国家经济及科技发达程度的重要标志。秦汉时期，中国的冶铁技术有了很大发展，在冶铸和生铁加工等方面都进入成熟阶段。

迄今为止，已发掘的两汉时期的冶铸铁遗址有20多处。其中规模较大的有河南巩县铁生沟遗址，河南鹤壁、南阳瓦房庄、郑州古荥镇等处遗址。从这些考古发掘材料看，中国两汉时期的冶铁业不仅颇具规模，而且炼铁技术已达到相当高的水平。

由于生产规模的扩大和生产技术的提高，这一时期，竖炉炼铁得到了进一步的发展。具体表现在：第一，竖炉容积不断增大。在河南鹤壁发现的13座汉代冶铁炉遗址中，最大的一座炉缸长轴为3。1米，短轴2。4米，横截面积5。8平方米。在郑州古荥镇发现的一座高炉，复原后，高度也有5—6米。第二，筑炉技术有了提高。从考古资料可知，汉代炼铁竖炉中，有的炉缸已采用椭圆形状，并在与长轴垂直的方向加装鼓风口。这样做，既扩大了炉缸面积，又不至于影响炉缸的温度。这是高炉炼铁的一项重要改革。美国直到1850年才建成这种高炉。第三，为了克服炉渣中由于SiO2含量高、黏度大，给操作造成的困难，汉代已经懂得在炉料中加入石灰石作溶剂，这也是冶金史上的一大发明。第四，为了改善炉内透气性能，汉代人已经懂得按比例配料及对矿石进行“整粒”。第五，汉代炼铁高炉的燃料主要是硬质木炭，但从一些铸铁成分的分析看，汉代有一些炼铁炉已用煤作燃料。在巩县铁生沟和郑州古荥遗址均发现了煤饼。第六，鼓风设备有了改善。东汉人杜诗发明的“水排”，不但节省了人力、畜力，而且也提高了鼓风量。在欧洲，水力鼓风装置直到12世纪才发明出来。

汉代的生铁的品种也有了增加。战国时期，生铁主要是白口铁，麻口铁较少，灰口铁更少。秦汉时期，灰口铁有了明显的增加。在河北满城出土的西汉中期铁锏、南阳瓦房庄出土的东汉铁釜浇口等，都属于灰口铁。灰口铁的硬度虽不及白口铁，但由于灰口铁中含有片状石墨，因而具有良好的耐磨性和润滑性，宜于作轴承和犁铧等，故具有更好的应用前景。

与此同时，生铁的使用范围也有了扩展。战国时期，生铁主要用于直接铸器。到汉代，生铁有了两种新用途：一是作为炒钢原料；二是直接作脱碳退火，生产某种熟铁和低碳钢的半成品。在郑州古荥镇、南阳瓦房庄、鲁山望城岗等冶铸遗址中，均发现有长方形、梯形小铁板，从外形看是铸铁件，但经检验都为熟铁或低碳钢，是脱碳退火所致。这种半成品可以加工成各种不同的器物。

（二）炼钢技术

两汉时期，中国不仅冶铁技术已发展到了很高的水平，而且还发明了新的炼钢技术。在古代世界，除了印度等少数地区之外，大部分地区早期制钢都是在固态下进行的，中国也是这样。这种工艺的缺点是：渗碳过程进行得十分缓慢，产品含碳量往往较低，夹杂较多，从而限制了钢的数量及范围。随着生产力水平的进一步提高，汉代先后发明了炒钢、灌钢、百炼钢和坩埚钢技术，从而使钢的质量有了很大的提高。

炒钢技术大约产生于西汉中晚期。炒钢以生铁为原料，将生铁在空气中加热到1200℃左右，使其达到半熔化状态，然后搅拌，增加与空气的接触面积，生铁中的部分碳氧化，使铁的温度增高。由于碳的不断氧化，最终生成熟铁，倘若控制失碳程度，适时终止搅拌，就能得到中碳钢或高碳钢。由于炒炼过程是在液态半液态下进行，氧化脱碳较为迅速，生产率较高，成分可适当控制，产品质量也较好，因而它能较大程度地满足社会对可锻铁的需求。从考古发现情况看，巩县铁生沟、南阳瓦房庄、新安孤灯村等冶铸铁遗址中均有炒钢炉，铁生沟出土的铁块、残铁锄、铁锸等为炒钢制品。不过，炒钢法也有一个缺点，就是搅拌的时间不易控制，因而钢的质量不易保证。

灌钢技术大约出现于东汉晚期。王粲《刀铭》云：“和诸色剂，考诸浊清，灌襞已数，质象已呈，附反载颖，舒中错形。”这里的“襞”，是指“熟铁”之多层积叠、多次折叠；“灌”指生铁水向“熟铁”灌炼，“灌襞已数”是整个灌钢工艺。具体说来，灌钢是以生铁和“熟铁”为原料，把它们加热到生铁熔点以上，利用生铁含碳量较高，熔点较低，“熟铁”含氧化夹杂较多的特点，进行混合冶炼，最后取出加锤，以排除夹杂，均匀成分。灌钢工艺亦属半液态下冶炼，其优点是氧化反应进行得较为剧烈，去渣能力较强，成分也较易控制，因而使产品质量得到提高。这一方法主要用以制作刀剑器的刃部。

百炼钢是在块炼渗碳钢的基础上发展起来的。由于反复锻打，金属内部夹杂物细化，组织渐趋均匀，从而提高了锻件的性能。同时，由于多次在碳火中加热，起到了渗碳作用，金属件慢慢钢化，成为百炼钢。这一工艺至迟在东汉早期就已发明。1974年在山东苍山汉墓出土的30炼环首钢刀，1961年在日本奈良栎本东大寺古墓出土的中平（184—189年）纪年的百炼清刚刀，均为百炼钢。由于百炼钢制作较为困难，劳动量较大，因而主要用于宝刀、宝剑一类较为名贵器物的制作，很少用于制造生产工具。

1979年，在洛阳吉利区一座东汉古墓中出土了11个坩埚，其中一个的内壁上附着一块金属，经鉴定为过共析钢，金属基体为珠光体，晶粒间界上分布有许多网状渗碳体、磷共晶和部分氧化物。碳分布较为均匀，碳含量为1。21％。这是迄今为止我国古代唯一被发现的坩埚钢，在世界上也是较早的。据研究，这一坩埚钢是以铁矿石为原料，以某种含碳物质为还原剂，在高温下一次冶炼得到的。由此也可以看出中国汉代炼钢技术的发展水平。

（三）炼铜技术

铜是中国古代生产和生活中十分重要的金属材料。铜不仅可以用来制作许多生产工具，而且还可以制成多种容器、铜镜，以及制成钱币，广泛用于流通领域。秦汉时期，中国的炼铜技术较之战国时期又有了新的发展。