东汉

造纸术被认为是中国古代四大发明之一。

造纸术相传是由东汉时代的蔡伦（63-121年）所发明，但是也有考古证据说明，造纸术早就存在，蔡伦只是改进造纸术的重要发展者。

东汉的许慎在他编写中国第一部条理清楚、体系分明的字典《说文解字》里谈到「纸」的来源。他说：『「纸」从系旁，也就是「丝」旁。』。这句说话见当时的纸主要是用绢丝类物品制成，与现在意义上的纸是完全不同的。纸的发明、发展及传播也是经过了一个曲折的过程。

在纸尚未问世之前，古代中国的文字资料有许多不同的载体。

甲骨，指龟甲与兽骨（大多使用牛肩胛骨，面积大而平整，利於刻划），主要应用於於商代，作为占卜之用。据学者郭沫若研究，认为甲骨文从初创到成熟，起码要经历1500年以上，所以其起源约可回遡至西元前3000年。

金，即指各种金属器具，应用得最多的为青铜，即铜与锡的合金，也有少量铁、金、银等，流传於先秦时期。当时文字多铭刻於钟、鼎等典礼仪式用品，故称为金文或钟鼎文。

石：以石为载体的文献包括碣、碑、崖刻等，从秦朝到现代都有应用。

竹、木：将竹或木头劈成长而窄的竹片（木片），称为竹简（木简），可用来记录文字，广泛应用於先秦至三国两晋时期。此外，还有以宽木板作为书写载体的，称为牍。

帛，是古代高贵的纺织品，由蚕丝制成，质轻、柔软而坚韧，是很理想的书写用品。但是产量少、价钱昻贵，一般人用不起。1972年出土的马王堆汉墓，年代约在西元前193年，内有帛书多卷，内容包含历史（如《春秋》）、哲学（如《老子》）、医学（经络、养生）等，是一笔珍贵的人类遗产。

纸的发展史

1957年西安市东郊的灞桥出土了公元前2世纪的古纸，世称灞桥纸。这是中国古代最早发明的纸。经鉴定，该纸是以大麻和少量苎麻的纤维为原料制成的。制作技术较原始，质地粗糙，还不便於书写。

造纸技术改良者蔡伦蔡伦於汉明帝永平末年入宫，汉章帝建初年间，担任小黄门（较低品级的太监职位）。汉和帝即位之后，升任中常侍，参与国家机密大事的谋划。蔡伦有真才实学，为官尽忠职守，多次不惜触犯皇帝的威严，进谏指出朝廷施政的得失。

后来，蔡伦担任尚方令，监督宫廷物品的制作。人们认为就是从这个时候，蔡伦开始接触东汉最好的手工工艺，并改进当时的造纸技术。据《后汉书·宦者列传》记载，自古以来，书籍文档都是用竹简来做书写载体的，后来出现了质地轻柔的缣帛，但是用缣帛制纸的费用很高昂，而竹简又笨重，於是蔡伦想进行技术创新，改用树皮、破布、麻头和鱼网等廉价之物造纸，大大降低了造纸的成本，为纸的普及准备了条件。汉和帝元兴元年（105年），蔡伦把改进造纸术的成果报告给皇帝，皇帝对蔡伦的才能非常赞赏，并把改进过的造纸技术向各地推广，汉安帝元初元年（114年），朝廷封蔡伦为龙亭侯，所以后来人们都把纸称为「蔡侯纸」。

蔡伦（约63年-121年），字敬仲。东汉桂阳郡耒阳（今湖南省衡阳市）人。他改进了东汉时的造纸技术，被传为中国古代四大发明中纸的发明人。

蔡伦於汉明帝永平末年入宫，汉章帝建初年间，担任小黄门（较低品级的太监职位）。汉和帝即位之后，升任中常侍，参与国家机密大事的谋划。蔡伦有真才实学，为官尽忠职守，多次不惜触犯皇帝的威严，进谏指出朝廷施政的得失。

后来，蔡伦担任尚方令，监督宫廷物品的制作。人们认为就是从这个时候，蔡伦开始接触东汉最好的手工工艺，并改进当时的造纸技术。据《后汉书·宦者列传》记载，自古以来，书籍文档都是用竹简来做书写载体的，后来出现了质地轻柔的缣帛，但是用缣帛制纸的费用很高昂，而竹简又笨重，於是蔡伦想进行技术创新，改用树皮、破布、麻头和鱼网等廉价之物造纸，大大降低了造纸的成本，为纸的普及准备了条件。汉和帝元兴元年（105年），蔡伦把改进造纸术的成果报告给皇帝，皇帝对蔡伦的才能非常赞赏，并把改进过的造纸技术向各地推广，汉安帝元初元年（114年），朝廷封蔡伦为龙亭侯，所以后来人们都把纸称为「蔡侯纸」。

后来，蔡伦卷入宫廷斗争，由於掌权的窦太后的授意，参与诬陷汉安帝的祖母。窦太后驾崩，汉安帝亲政后，要他到廷尉那里去自首。蔡伦为了避免受辱，於是洗浴全身，换上整洁的衣冠，服毒自尽。蔡伦去世后，葬於自己的封地龙亭（位於现在的陕西洋县）。

造纸术

中国四大发明之一。人类文明史上的一项杰出的成就。

纸是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液，在网上交错的组合，初步脱水，再经压缩、烘干而成。中华人民共和国是世界上最早发明纸的国家。根据考古发现，西汉时期(公元前206年至公元前8年)，我国已经有了麻质纤维纸。质在粗糙，且数量少，成本高，不普及。

公元105年，蔡伦在东汉京师洛阳总结前人经验，改进了造纸术，以树皮、麻头、破布、旧渔网等为原料造纸。大大提高了纸张的质量的生产效率，扩大了纸的原料来源，降低了纸的成本，为纸张取代竹帛开辟了的前景，为文化的传播创造了有利的条件。关于蔡伦发明造纸见之古籍记载，《后汉书·蔡伦传》中说：“自古书契，多编以竹筒；其用缣者，谓之为纸。缣贵而简重，并不便于人。伦乃造意，用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸。”后世遂尊他为我国造纸术的发明人。

造纸术到公元7世纪初期（隋末唐初）开始东传至朝鲜、日本；8世纪西传入撒马尔罕，就是后来的阿拉伯，接着又传入巴格达；10世纪到大马士革、开罗；11世纪传入摩洛哥；13世纪传入印度；14世纪到意大利，意大利很多城市都建了造纸厂，成为欧洲造纸术传播的重要基地，从那里再传到德国、英国；16世纪传入俄国、荷兰；17世纪传到英国；19世纪传入加拿大。造纸的发明与传播，使文字的载体成本得到了大幅度的下降，知识在平民中的普及得以实现，从而极大的推动了世界科技、经济的发展。

针对企图否定蔡伦是造纸术发明人，否定中华人民共和国是造纸的发明国的歪风1990年8月18日至22日在比利时马尔梅迪举行的国际造纸历史协会第20届代表大会一致认定，蔡伦造纸术的伟大发明家，中华人民共和国是造纸的发明国。据洛阳市地方史志编委会石建厚同志考证。位于洛阳汉魏故城近郊的缑氏(今本魏书注：“纸氏”作“缑氏”，马涧河流经缑氏那一段河流古时为“造纸河”，沿岸原有“造纸河碑刻”，借已失损。

据史书记载：汉和帝曾到缑氏巡视过，有可能是参观这里的造纸作坊)和纸庄(现分前纸庄和后纸庄，位于洛阳汉魏故城东约2000米，面临洛河)很可能是汉代造纸作坊所在地。这两个地方，附近有造纸需要的优越的地理环境，有比较丰富的造纸资源(如麻、楮林等)。

蔡伦是在东汉时期改良造纸术的。

蔡伦（？－121）字敬仲，东汉桂阳郡人。汉明帝永平末年入宫给事，章和二年（公元88年），蔡伦因有功于太后而升为中常侍，蔡伦又以位尊九卿之身兼任尚方令。蔡伦总结以往人们的造纸经验革新造纸工艺，终于制成了“蔡侯纸” 。元兴元年（公元105年）奏报朝廷，汉和帝下令推广他的造纸法。建光元年（公元121年），因权力斗争自杀身亡。

蔡伦的造纸术被列为中国古代“四大发明”，对人类文化的传播和世界文明的进步作出了杰出的贡献，千百年来备受人们的尊崇。被纸工奉为造纸鼻祖、 “纸神”。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。美国《时代》周刊公布的“有史以来的最佳发明家”中蔡伦上榜。2008年北京奥运会开幕式，特别展示了蔡伦发明的造纸术。

《后汉书·蔡伦传》记载：“蔡伦字敬仲，桂阳人也，永元九年，监作秘剑及诸器械，莫不精工坚密，为后世蔡伦像法。自古书契多编以竹简，其用缣帛谓之为‘纸’，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。元兴元年奏上之。帝善其能，自是莫不从用焉。故天下咸称‘蔡侯纸’。”晋张华的《博物志》亦云：“蔡伦始捣故渔网造纸。”董巴的《舆服志》云：“东京有蔡侯纸，即伦也，用故麻，名麻纸，木皮名谷纸，用故渔网，名网纸也。”南朝刘宋的盛弘之在《荆州记》中写道：“伦始以渔网造纸，县人今犹多能作纸，盖伦之遗业也。”这些记载一再表明蔡伦其人其事是有充分根据的。

蔡伦 东汉桂阳（衡阳耒阳）人，字敬仲。和帝时，为中常侍，曾任主管制造御用器物的尚方令。安帝元初元年（公元114年）封龙亭候。他总结西汉以来用麻质纤维造纸的经验，改进造纸技术，采用树皮、麻头、破布、旧鱼网为原料造纸，于元兴元年(公元105年)奏报朝廷，时有“蔡候纸”之称。《后汉书蔡伦传》:“自古书契，多编以竹简；其用缣帛者，谓之为纸。缣贵而简重，并不便于人。伦乃造意，用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸。”后世传为我国造纸术的发明人。

蔡伦生活在东汉和帝时候，他是桂阳人，桂阳就是现在的湖南来阳一带。在蔡伦出生的几十年前，我国发生了一次大规模的农民起义。这次起义在一定程度上打击了封建统治，推动了社会生产力的发展。从东汉初年到汉和帝时期，农业和手工业都不断进步。社会经济的发展，对纸张的生产提出了更高的要求。

蔡伦从小就到皇官里去当太监，担任职位较低的职务——小黄门，后来得到汉和帝信任，被提升为中常侍，参与国家的机密大事。他还做过管理宫廷用品的官——尚方令 ，监督工匠为皇室制造宝剑和其他各种器械，因而经常和工匠们接触。劳动人民的精湛技术和创造精神，给了他很大的影响。

当时，蔡伦看到大家写字很不方便，竹简和木简太笨重，丝帛大贵，丝绵纸不可能大量生产，都有缺点。于是，他就研究改进造纸的方法。

蔡伦总结了前人造纸的经验，带领工匠们用树皮麻头、破布和破鱼网等原料来造纸。他们先把树皮、麻头、破布和破鱼网等东西剪碎或切断，放在水里浸渍相当时间，再捣烂成浆状物，还可能经过蒸煮，然后在席子上摊成薄片，放在太阳底下晒干，这样就变成纸了。

用这种方法造出来的纸，体轻质薄，很适合写字，受到了人们的欢迎。东汉元兴元年（公元一0五年），蔡伦把这个重大的成就报告了汉和帝，汉和帝赞扬了他一番。从此，全国各地都开始用这样的方法造纸。

造纸技术很复杂，不可能是某一个人凭空想出来的；事实上，在蔡伦之前，劳动人民已经用植物纤维来造纸了。所以我们不能说纸是蔡伦发明的，但是也应该肯定蔡伦对改进造纸技术是有很大贡献的。

蔡伦带领工匠改进造纸方法，造出了质量较高的纸。他提出用树皮、麻头、破布、破鱼网来做原料，也是造纸技术的一大进步。这些原料来源广泛，价钱便宜，有的还是废物利用，因此可以大量生产。至于用树皮做原料,更是一个新的发现。后代人用木浆造纸，就是蔡伦用树皮造纸的启发。

蔡伦改进造纸方法成功，这是人类文化史上一件大事。从此，纸才有可能大量生产，给以后书芨的印刷创造了物质条件。

在蔡伦以后，别人又不断把他的方法加以改进。蔡伦死后大约八十年（东汉未年）又出了一位造纸能手，名叫左伯。他造出来的纸厚薄均匀，质地细密，色泽鲜明。当时人们称这种纸为“左伯纸”。可惜历史上没有把左伯所用的原料和制造方法记载下来。

两岸博物院所典藏中国历代书画作品，不但为一艺术欣赏的对象，更为一宝贵的史料，时代包涵隋、唐、五代、宋、元、明、清等，长达千余年之久，其主要材质不外绢、纸、墨及绘画颜料，初期多绘於绢上，画绢於画史上记载：「唐人五代绢素粗厚，宋绢轻细」，后因造纸技术的改良普及，至宋以后，画家渐多用纸。为了便於收藏展示，往往选择搭配画心（书画作品主体之绢纸心）且质佳的宣、棉纸加以托裱，除加固画心外，多装裱成卷、轴、册或框式，以利张挂展示或收藏保护。

唐太宗用麻纸写敕，黄纸写诏；高宗以白纸多蛀，颁下「诏制敕并用黄麻纸」；后曾因图书损坏严重，召艺工及天下画工入京修内府图书。南宋孝宗时，《左传》《国语》等书多蛀伤，奉敕用枣木椒纸各造十部，至清约六百年，无一遭受虫蛀，可见历代对纸质文物的保存维护工作深为重视。

纸质文物的演变过程，则与主要构成材料纸的发明及造纸术的改良制作的进程有著直接关系，试略加分述之。

第一节 纸的发明

纸发明於何时？是谁发明的？长期以来在学术界争论不休，一般都认为，纸是东汉时的宦官蔡伦发明的，随著考古工作的深入发展，出土的纸文物为我们回答纸的起源问题，提供了有价值的实物标本。1933年考古学家黄文弼先生在新疆罗布卓尔汉代烽燧亭遗址中发现麻制纸张。1957年5月8日，在陕西西安灞桥附近又出土了西汉时期的麻纸（亦有一些造纸及学术界人士认为，是否为麻絮而非纸），1978年在陜西扶风则发现汉宣帝时麻纸。以及在甘肃武威、内蒙等地出土的古纸残片。这些实物的发现，证明早在蔡伦以前，我国人民已发明用植物纤维造纸了。

到了东汉(公元105年)，蔡伦在前人实践的基础上总结了民间造纸的经验，采用官府提供的设备加以改良、提高和推广，使造纸术有了前所未有的突破。从此，我国造纸业得到进一步的发展。

第二节 中国造纸术的进程

一、中国造纸术的起始及发展阶段

蔡伦之后，左伯在总结蔡伦造纸术的基础上，在造纸原料、工艺上又作了进一步改正。如果说，西汉是中国造纸术的起始阶段，那麼魏晋南北朝则进入发展阶段。这时期的造纸术与汉代相比，不仅在产量、质量等方面有所提高，而且造纸原料扩大，设备更新，出现了新的工艺技术，并且用黄孽汁浸染纸张，以防虫蛀等措施，是我国人民染潢技术的首创。

二、中国造纸术的兴盛时期

隋唐五代是中国造纸术的兴盛时期，其造纸原料比魏晋南北朝又进一步扩大，成本降低，纸制品在日常生活中广泛应用。同时，在改善纸浆性能，改革造纸设备等方面也取得了一些进步和提高。随著对外文化交流，造纸术从东、西、南三个方向传播到日本、阿拉伯和印度、尼泊尔等东南亚、东亚和西亚各国。

三、中国造纸术的成熟阶段

宋元时期称为中国古代造纸术的成熟阶段，造纸原料从原来的树皮、麻、破布和旧鱼网，又增加了竹子、稻草、麦杆等。由於造纸原料的扩大，造纸技术革新，造纸设备改进，这一时期造出来的纸，比前代数量更多、质量更高的各种纸，如竹纸和麦、稻杆纸，这标志著造纸史上的新纪元。纸在绘画、印刷、货币等方面广为应用，同时纸制品还运用於制作衣服、帐、被和枕头等，成为缣帛、纺织品的部分代替物。

四、中国造纸术的集大成时期

明清时期的造纸术可以说是集大成的阶段，不但造纸的原料、技术、设备和加工方面大为改进，就是纸的产量、质量、用途、产地均比前代更为增长。甚至还出现了专门记载造纸和加工技术的著作，为前代所少见。

五、中国近代工业造纸的发轫

随著纸的需求量日益增加，原来传统，手工造纸已不能满足社会发展和日常生活的要求。在工业革命浪潮影响下，清光绪十三年（西元1887年）於香港设大成造纸厂，李鸿章於1891年引进了西欧造纸机器和技术，在上海创办了机器造纸厂--「伦章造纸厂」，从此，使我国造纸业开始步入到机器造纸阶段，后续於上海浦东设「华章造纸厂」，上海龙华路设「龙章造纸厂」，1911年张之洞於汉口设「度支部官纸厂」。至1978年台湾计有造纸厂170余家，纸及纸板产量，居世界第22位。

在纸尚未发明或普遍使用之前，文字刻在龟甲、兽骨、玉石器、金属上，有的书写在竹简、木牍、缣帛上，由於这些载体笨重，而保存、阅读、携带极不方便，因此，难以普及、推广，阻碍了文化传播与交流。随著纸的发明、生产和使用，使纸成为书写、绘画、印刷的载体和日常生活中不可缺少的材料。它对思想、学术的广泛传播起了巨大的作用，对於推动人类社会的进步具有划时代的意义。

历代遗留的手稿、图书、绘画、经卷、报纸、文献等，都是历史真实的记录，是研究历史、政冶、科技、文化、艺术的原始材料，不仅数量多，而且内容相当丰富，是中华民族宝贵的文化资产，对於研究人类社会的进步和科学技术的发展有著十分重要的价值。

随著岁月的流逝，由於内在因素(酸化和材质的变化)以及外在因素：温度、湿度的剧变、光的照射、有害气体的侵蚀、昆虫的蛀蚀、微生物的滋生，机械的磨损、撕破、鼠咬、火灾、水灾等都会造成纸张的变质和损坏，甚至造成无可挽回的损失。因此，研究纸张损坏的原因及其维护方法，延长其使用寿命，便成为纸质文物保护的一项迫切任务。

第二章 纸质文物的构成材料

纸质文物是由纸、书写的墨迹、印刷的油墨、绘画的颜料以及粘合剂等材料所构成。这些材料质量的好坏，直接关系著纸质文物能否长期保存的内在因素。

第一节 造纸的主要材料

纸是纸质文物主要构成材料，纸的种类可分为手工纸和机械纸。手工纸有麻纸、皮纸、藤纸、竹纸、棉纸，还有宣纸、毛边纸、连史纸等。19世纪末，机器纸逐渐代替了手工纸，常用的有新闻纸、印刷纸、打字纸、有光纸、图画纸、牛皮纸等。

造纸的主要原料是植物纤维，而植物纤维的种类很多，基本上可分为:韧皮纤维、茎纤维和种毛纤维。

表一 造纸植物纤维的种类

木本

桑、楮、藤

茎纤维

一年生

稻草、麦杆、芦苇

多年生

竹类

种毛纤维

棉花

一、 韧皮纤维:

是古代造纸主要原料，由於含纤维素多，一般多在 60% ~ 83% 之间。加上纤维长达120~180毫米，纤维长度比宽度约大於950至1230倍。由於韧皮纤维很长，造出纸来很坚韧。

二、 茎纤维:

如竹、稻草。其纤维素含量在24％~ 60% 之间，长度比宽度约大於 100至 200倍。纸张在不同时期，选用什麼材料和工艺制作，其纸张的成份、性能是不同的。

三、 种毛纤维:

如棉花，棉花纤维素含量最纯、最多，一般可达 90% 以上。纤维长度比宽度大约有1250倍。由於纤维特别细长，交结力好，质地强韧、组织细致柔腻，造出来的纸较耐磨、耐久。

第二节 修护纸质的种类

破损纸质文物（书籍、绘画）的修补或装裱中经常遇到的是，如何选配颜色、质料、性能、厚薄相当的纸张，是关系著纸质文物维修质量好坏的重要因素。故就书籍、绘画维护中，经常遇到的各种纸质，依其时代、质地、性质和特点，加以简述之：

一、麻纸

麻纸就是以麻类纤维（萱麻和大麻）制的纸张。常见的有白麻纸、黄麻纸、麻沙纸、旱滩坡纸等。

二、藤纸

藤纸早在晋代已有制作，到了唐代已在浙江、江西两省大量生产，其纸是用藤树皮的纤维所造。当时有白藤纸、青藤纸、黄藤纸之分。

三、宣纸

宣纸是用檀树皮、稻草为原料制成的手工纸，出产於安徽宣州而得名。此纸质地柔轫、洁白平滑、细致匀整、色泽经久不变，被誉为「滑如春冰密如蚕」的美称。宣纸属皮棉纸类，因品种规格繁多，不一一详述，常见的有：罗纹纸、棉连纸、玉版宣、单宣、十刀头、夹连纸等，为我国唐、宋以来的古代书画所采用的纸。

四、棉纸

棉纸又称皮纸，是以楮树皮为原料制作而成，质地细柔、富有轫性。从纸的纵面撕去，其断裂处呈现丝棉状，因而得名。棉纸的品种因地而异，常见的有河南棉纸、贵州棉纸、上海棉纸、迁安棉纸、蚕茧纸、藏经纸、高丽纸、册子纸、美浓纸、开化纸、太史连纸等20余种。

五、竹纸

竹纸是用石灰处理的嫩竹为原料制作而成，因颜色略呈**，又称「黄纸」，主要有：毛边纸、毛太纸、川连纸、元书纸、梗棒纸、连史纸等十余种。

六、其它纸

除了上面介绍的几种纸以外常见的还有牛皮纸、磁青纸、虎皮宣、蜡笺纸、发笺纸、金纸等。

图2-1 出土古麻纸

图2-2 宣纸

图2-3 棉纸

图2-4 竹浆纸

图2-5 老墨

图2-6 收藏墨

第三节 书写材料

在纸上书写、印刷、绘画所用的材料为墨、颜料、墨水、圆珠笔油、铅笔及胶料等，兹分别略述如下：

一、墨和墨汁

墨在我国已有4700年左右的历史，相传西周刑夷始制墨，秦以前多用天然石墨，秦以后出现人工造墨。汉墨重点产地在陜西汉阳，古称「隃縻」。到了唐代，块墨不仅闻名於中国，而且当时的徽墨已经闻名於世界。历代制墨名家辈出，如魏之韦诞、南唐之李廷珪、北宋潘谷、明代程君房、方于鲁、清代曹素功、胡开文等，尤其制墨名家李廷珪的墨，颇为时人喜用珍藏，更有「黄金易得、李墨难求」的美名。

（一）制墨的主要原料为炭墨烟、动物胶、防腐添加剂。

1炭墨烟：

为有机之碳氢化合物於不完全燃烧下，集烟而成，由於燃烧的原料不同，可概分为松烟、油烟、漆烟和工业炭黑等四种。松烟乃以松枝燃烧而成，取烟方式原采「立窑」，后改采「卧窑」，以清烟为上，一般松烟墨之墨色深重，较缺乏光泽。油烟制墨始於南唐，至宋才流行於世，古人曾采菜油、豆油、猪油、皂青油、麻油、桐油烟造墨，其中以桐油炼烟为墨，写成的墨色黑润而光亮，经久不褪。漆烟则於宋代有以古松蘸漆渣炼烟者，明代程君房的漆烟墨质地最佳，是燃烧桐油和一定数量的漆而成的，其字迹特别有光泽，颇得人们喜用。工业炭黑为矿物油或工业烟经燃烧提炼而成，品质较差。

2动物胶：

动物胶为一种蛋白质，由骨胶原经水解而成，种类以骨胶、皮胶为多，大底加工方式为经取料、水洗、石灰浸、去除非胶蛋白质、酸洗、水煮、过滤而成。历代曾用鹿角胶、鱼鳔胶、牛皮胶等，其作用使炭墨的微粒粘固在一起，便於制成块状，使书写的字迹牢固。

3防腐添加剂：

其作用为防止动物胶生霉、改善气味、色泽或黏度，历代名家所用防腐添加剂亦多有差异，种类统计近千余种，常用於防腐及改善气味的有龙脑、麝香、丁香、檀香、甘松、藿香、零陵香等，改善色泽以增光助色的有朱砂、雌黄、珍珠粉、金箔、银箔、硫酸铜、银朱、秦皮、地榆、紫草、茜草、黄芦、黑豆、五倍子、胡桃、牡丹皮、薰草豆、石榴皮等，改善黏度使墨坚而不裂则有於不同制成分别添加梣皮、蛋白、生漆、紫矿、木贼草、当归、皂角水、巴豆汁等，甚或有另添加各式药物如熊胆、犀角粉、藤黄、丹参、黄莲、乌头、大梅片之类。

（二）传统制墨程序

可依序细分为1浸油2烟碗3烧烟4筛烟5和胶6用药7搜烟8蒸剂9杵捣10秤剂11鎚鍊12丸扞13样制14入灰15出灰16印脱17修墨18阴乾19描字著彩20包装等。烟以细而轻者为佳，而且愈陈愈好，且需经漂洗及筛选。和胶及杵捣则为制墨的重要工序，胶的比例往往视工法、添加物及环境气候的不同有所差异，胶以勿过重或过轻为宜，胶多则利於成型及发彩，胶过重又会滞笔，古有所谓「轻胶十万杵」的说法，用胶偏轻时，杵捣的工夫则更为繁复。

（三）墨汁的主要原料

墨汁的主要原料为炭烟、胶料、添加剂和溶液等，一般经由机械的加工而成。炭烟的种类繁多，包括各种矿植物及动物原料经燃烧或热分解而成。胶则除动物胶外，多采植物胶（阿拉伯胶）或各种合成胶如压克力胶、聚醇树脂等。添加剂则有各式稳定剂、渗透剂、湿润剂、防腐剂、芳香剂等等。

比较之下墨汁的使用便利性较墨锭为佳，但因大量使用各式各样合成材料，以防止其变质沉淀及腐败，其是否会对人类及纸质文物造成不利的影响，将是有待进一步加以评估及探讨的问题。反观中国墨锭的特质在於色黑有光泽，墨质稳定，且墨色耐久不变，在遗存的千年古文书及绘画中仍可见神采如新，远非其他文明古国如埃及、希腊、罗马的墨所可比拟。中国墨的品质特殊，曾为其他国家争相仿制而不可得，十七世纪时法国传教士拉康特（Louis Le Comte）曾说：「中国墨品质极佳，法人一再仿造而不得。」杜哈德（du Halde）於西元1735 年亦称欧洲人企图仿制中国墨而未能成功。 故中国的墨为历代重要的发明，不但用来书写作画、印刷拓碑、饰染宫殿、妇女画眉，又可作治血症与目疾的药物，它的主要特点是不变色、不褪色，不论六朝唐人写经，或五代初印本，经过千年或是一千五六百年，还是漆黑发光。其主要因素为碳的化学性质在常温下很稳定，加以传统合胶加工的程序已累积出许多方法，所以经书写而成的字迹，能耐热、耐水、耐光、不易褪色，适於长期保存。

二、墨水

墨水是随著书写工具的改正，如钢笔的使用而出现，从其原料的化学性能，可分为蓝黑墨水和颜色墨水。

（一）蓝黑墨水

又称鞣酸铁墨水，是由变黑持久不褪成份、色素成份、稳定剂、抗蚀剂、润湿剂和防腐剂等组成。

1变黑持久不褪成份：

主要是 鞣酸（C4H10O9）、没食子酸（C7H6O5H2O）和硫酸亚铁（FeSO4）等成分彼此化合，生成鞣酸亚铁和没食子酸亚铁，氧化后都变成不溶性的高价铁，即鞣酸铁和没食子酸铁，前者增强耐水性，后者增强变黑性，这样使墨水耐水、变黑，色持久不褪。

2色素成份：

目前常用的是酸性墨水蓝和直接湖蓝染料，黑水蓝是墨水的主色，水溶液遇酸不变质，但遇碱则变为棕色。直接湖蓝在墨水中起助色作用，由於其中含杂质较多，不宜多用，在潮湿环境易长霉。

3稳定剂：

在墨水中加稳定剂的目的，主要是消除墨水的沉淀，以免书写时发生断水现象。常用的稳定剂有 硫酸（HSO4）、草酸（COOH）2、甲醛（HCHO）溶液。这些稳定剂都具有一定酸性，给纸张酸化埋下了潜在的危害，不宜多用。

4抗蚀剂：

因墨水中加入的稳定剂具有较强酸性，为防止腐蚀，常加抗蚀剂，使它和铁质结成薄膜，降低硫酸的腐蚀作用 90％。使墨水中的含铁量不会因腐蚀笔尖而增加，从而增加了墨水的稳定性。

5润湿剂：

为防止墨水中的水份蒸发，造成书写不便，在墨水中加入不易挥发，且有吸水性的 丙三醇〔C3H5（OH）3〕，使笔尖保持湿润，以利书写。

6防腐剂：

墨水原料中所含有机物等物质，在潮湿环境下容易腐烂、长霉，为防止腐烂常加苯酚或五氯酚钠等药剂为防腐剂。

（二）纯蓝墨水和红墨水

纯蓝墨水和红墨水是属於有机染料墨水，虽色泽鲜艳，但字迹的坚牢性不如蓝黑墨水，其字迹容易褪色。而红色墨水遇水很快就褪掉渗化，应特别加以注意。

三、颜料染料

中国绘画常用的国画颜料，可分为天然矿物颜料的石青、石绿、褚石、朱砂、明矾等，植物颜料有花青、藤黄，动物性颜料有胭脂、洋红、辱粉，金属性颜料有泥金、泥银、铅粉、锌钛白等多种。

四、胶矾

国画颜料的调制、矾绢、矾纸作画、全色都需要用矾、胶，胶分动物胶与植物胶，动物胶有牛皮胶、鹿胶、驴皮胶、骨胶、黄鱼胶等，植物胶有树胶、白芨胶、石花菜胶等，以牛皮胶、骨胶较为常用。

矾， 又称「明矾」或「白矾」，用矾矿石烧成。绘画装裱为了保护纸绢、增强抗水力、减少伸缩性，调成胶矾水刷在纸绢上。镶料染色颜色水当中加适量胶矾水，促使色度均匀。胶矾水的调制，通常是一克胶加60ml的30℃热水，把胶浸一天后如未化，则用文火隔水炖，溶化成胶水，每一克矾於冬季加10℃温水浸化成矾水，用二克胶一克矾的比例，俟胶水、矾水冷却后，将两者混合，用木棒不断调匀，即成为比例适当的胶矾水。

胶矾水虽能增强纸绢的抗水力，但明矾在潮湿环境中吸收水份，促使明矾分解产生硫酸，会加速纸张的酸化，是值得注意和重视的。

第三章 纸质文物损坏原因及机理

第一节 内在原因

一、造纸原料

造纸的主要原料是植物纤维，植物纤维的主要化学成分是纤维素、半纤维素、木质素三大成分。另外还含有少量单宁、果胶、树脂、脂肪、蜡、色素及灰分等次要成分。

（一）纤维素

纤维素是α纤维素的简称，是碳(C)、氢(H)、氧(0)的化合物，它是由许多个D-葡萄糖基联结而成。葡萄糖基之间，相互以 β-葡萄糖 键联接而成长链状的纤维素大分子。其分子式为(C6H10O5)n，式中n为葡萄糖基数目，称为聚合度。 n的数值为几百至几千甚至一万以上。聚合度的大小，跟纤维的强度有直接影响，聚合度越大，分子量越大，即分子链越长，纤维的机械性能越强。纤维素呈白色，比重为15~56，具有光学双折现象。由於纤维素分子含有羟基，所以在空气中能吸收水分。但不溶於水，这是由於分子排列的规则性和大量氢键存在缘故。纤维素在酸的介质中能水解成葡萄糖，硝酸可以使纤维素水解和氧化，使它生成硝酸纤维素。

纤维素在常温下是很稳定的，随著温度的升高，其抗张强度也相应的降低。在高温、光照和氧存在时，会发生氧化反应，使纤维素生成氧化纤维素。

纤维素端点的葡萄糖为半缩醛形式，它与氧化剂反应使纤维素发生如下反应：

O O

∕

纤维素----C 十3HclO3 → 纤维素-C +2ClO2

H OH

纤维素还能发生酯化和醚化反应，使纤维素生成甲基纤维素、羟甲基纤维素等。

纤维素的化学性质与半纤维素和木质素相比还是比较稳定的，纸张中所含纤维素的成分越高，分子量越大，纸张中的强度和耐久性就越好。我国古代的手工纸，由於纤维素纯，纤维长，所以保存的时间就长。

（二）半纤维素

半纤维素是由植物细胞组成，在水解时能分离出木糖和半乳糖。它属於多聚糖分子的混合物。包括多聚戊糖、多聚乙糖、多聚葡萄糖，以及β和α纤维素。其分子含有200~500个半纤维素糖基，在纤维素和木质素之间起联结作用。它与纤维素的区别在於，纤维素为线性高聚物，而半纤维素含有短侧链的多聚糖。纤维素为单一多聚糖，半纤维素由两种以上糖基来组成它们同属多聚糖，在外界条件光、热、酸、碱的作用下，皆可脂化、醚化、氧化、降解和水解。

纸张中含有适量的半纤维素，不仅能缩短打浆时间，而且能增加纸的强度。如半纤维素含量太多反而影响纸张的寿命。

（三）木质素

木质素是植物纤维中主要成分之一，它具有芳香族的特性，是一种含有碳、氢、氧的化合物。根据化学分析木质素中含有以下官能团，甲氧基(-OCH3)，羟基(0H)，羰基(O =C )，醛基(-CHO)，醚键(-0-)等。

木质素呈白色或近白色，不溶於溶剂，质地脆弱，在高温下能溶解，其溶液呈乳白色或深褐色。 由於木质素中含有各种官能团，其化学性质比较活泼，如发生磺化反应，使木质素变成可溶性木质素磺酸盐，氧化作用变成可溶性氯化木质素。木质素最容易氧化，尤其在光照、高温和碱存在下，氧化更为迅速。现代纸张中含有较多的木质素，所以新闻纸极易变黄发脆，不易长期保存。

由此可见，由於造纸原料中含有植物纤维，尤其含有木质素和果胶、脂肪、色素等成份，给纸张的危害埋下了潜在的因子。

二、 造纸工艺过程与纸张耐久性的关系

纸张的耐久性，不仅与造纸原料有关，而且与生产工艺也有很大的关系。纸的生产方法有手工造纸法、机器造纸法两种。

（一）手工造纸法

我国是发明纸张最早国家。在十九世纪以前生产的纸，通称手工纸。手工纸又分竹纸和皮纸。历代许多珍贵的古籍、文献、书画都是采用皮纸做成的。这些纸张保存了几百年，甚至上千年仍然很好，是什麼原因呢这与手工纸的生产过程有著密切的关系。造纸术随著时代的发展，社会的进步，不断得以发展、改正、提高。

潘吉星先生经过实地调查研究、分析，在纸坊工人师傅的大力支持下，采取模拟实验，从汉纸制造最原始的八步流程：

浸湿→切碎→洗涤→舂捣→打槽→抄纸→晒纸→揭纸。

过渡到现今陜西凤翔造纸的十六步复杂过程：

浸湿麻料→切碎→碾料→洗涤→化灰水→灰碾→灰沃→蒸煮→洗涤→细碾→洗涤→打槽→剪纸→压榨→晒纸→揭纸。

但归纳起来，手工纸生产过程大致可分蒸煮、漂白、打浆、抄

纸四个阶段进行讨论。

1蒸煮: 造纸原料经机械预处理（浸湿、切碎、洗涤），在制浆过程中，用石灰乳〔Ca（OH）2〕，草木灰水作蒸煮剂浸透，目的在於脱去原料中的色素，除去污质、蜡质、松解原料中残留的胶质及其它填充物，使制成的纸张不残留有害的化学物质，而含有钙(Ca2+)、镁(Mg2+)等物质，使纸呈中性或偏碱性，阻止游离酸的形成，防止纸张进一步的变质，使纸延年起了很好的作用。

2漂白: 古代造纸的漂白工艺采用「日光漂白」，其方法据清人莫兴三《造纸说》: 「曝已复渍，渍已复曝，如是者三，则黄者转为白矣。其渍也必以桐子灰，黄荆木灰，非是则不白」。纸浆先经过阳光照射，利用空气中的臭氧产生氧化作用，使值物纤维中所含的天然色素或著色物质变成其他基因，然后利用桐子灰、黄荆木灰和草木灰的水溶液，溶出被氧化的物质，起到漂白作用。经过这种漂白处理的纸浆所造的纸，久不变色，不易老化变脆。

3打浆: 胡韫玉在《纸说》中写道:「铸之於臼，千锤万杵捣愈多，而质愈融，楮骨竹筋尽为液流」。 说明打浆要充分，只有通过充分的锤捣才能造出纤维交织均匀的纸来。

4抄纸: 植物纤维经上述处理制成纸浆，为使纤维在水中离散浮游，除了充份搅拌，通常加一些如黄蜀葵、杨桃藤、野葡萄、梧桐等悬浮剂，以便使纤维分布均匀，增加强度。

从上述简单过程可以看出: 手工法造纸加工缓慢，生产过程细致，残留在纸中的有害化学物质很少，纤维不易受到损害，因此纸就坚固、耐磨。目前我们见到的晋、宋代的书画和古书籍，已有1000多年的历史了，有的纸张仍然是洁白如玉，完整无恙，这些纸都是用传统手工方法生产出来的。

（二）机器造纸法

机器造纸大致经过以下几个过程，首先准备原料，然后再制成纸浆。由於制造纸浆时所用的方法不同，又有机械与化学法之分。

1机械法：就是用机械的方法来离解纤维制成机械木浆。这种木浆，木质素无法除去，且其纤维短而粗，又含有较多非纤维素，所以制成的纸张疏松容易破脆 ，在日光及空气中容易氧化变黄，这是耐久性差的其中一个因素。

2化学法，就是用适当的化学药剂，在蒸煮原料过程中，除去木质素及其它非纤维素，使纤维离解而成一种纸浆。根据所用的化学药品的不同，化学法可分为亚硫酸盐法、碱法和氯化法等。

（1）亚硫酸盐法:是用亚硫酸氢钙[Ca(HS04)2〕和亚硫酸(HS03)2的混合液，用这种混合液蒸煮纤维，制成亚硫酸盐化学纸浆，此种纸浆中含有一定量的半纤维素和蒸煮液以及产生木质素磺酸的酸性残留在纸浆中，因此，纸张的耐久性受到了很大的影响。

（2）碱法: 是用苛性钠(NaOH)作为蒸煮液与原料一起在高温下蒸煮的方法。由於碱性太大，对纤维损害较大，使纸强度降低，加上成本高，现已很少应用。

（3）氯化法: 是将原料同氢氧化钠一起蒸煮，经氯化、碱液后处理，除去木质素， 再经过漂白，在这过程中有时用碱，有时用漂白粉，有时用氯来处理，会使纤维素遭到不同程度的损坏。

从纸浆制造方法可以看出:纸浆的质量与纸张的耐久性有著直接的关系。

（三）造纸过程与纸张的耐久性

从造纸过程来看，纸张的耐久性与打浆、上胶、加填料亦有关系。

1 打浆的目的：

打浆是决定纸张性能和质量的重要工序之一，打浆的目的，使纤维横向切断变短，纵向分裂变细。同时使纤维「水化」膨胀呈胶性，以及使纤维两端帚化发毛，增加纤维交结能力，提高纸张的坚牢度。

2 纸张上胶的目的：

是为了降低它的吸湿性。目前

参考资料：

四大发明在人类文明史上的重要地位。印刷术、指南针、火药和造纸术，是我国古代的四大发明，是我国之所以成为文明古国的标志之一。古代，我国的科学技术在许多方面居于世界的前列。5世纪后的千余年里，欧洲处在封建社会之中。在这个漫长的时期里，我国的科学技术一直在向前发展，而欧洲的科学技术却停滞不前。只是到了十五、六世纪，由于封建制度的瓦解和资本主义制度的逐步形成，欧洲的近代自然科学才得以诞生。

我国的四大发明在欧洲近代文明产生之前陆续传入西方，成为“资产阶级发展的必要前提”(《马克思恩格斯全集》)，为资产阶级走上政治舞台提供了物质基础：印刷术的出现改变了只有僧侣才能读书和受高等教育的状况，便利了文化的传播；火药和火器的采用摧毁了封建城堡，帮助了资产阶级去战胜封建贵族；指南针传到欧洲航海家的手里，使他们有可能发现美洲和实现环球航行，为资产阶级奠定了世界贸易和工场手工业发展的基础。总之，我国古代的四大发明，在人类科学文化史上留下了灿烂的一页。这些伟大的发明曾经影响并造福于全世界，推动了人类历史的前进。

指南针的发明

中国古代四大发明之一。利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器，有多种形体。战国时期，已发现磁石吸铁的现象，并用天然磁石制造“司南之勺”，“其柄指南”。此后,经过长时期的实践,发现人工磁化的方法，造成更高一级的磁性指向仪器。宋代科学家沈括首先记载了地磁偏角，说用天然磁石摩擦钢针，使之磁化成为磁针，可以指南，而常微偏东，并介绍了四种支挂磁针的方法：一是浮于水面，二是放在指甲上,三是放在碗沿上,四是线缕悬挂（见彩图缕悬法指南针 据沈括记载复制模型）。宋军中配备指南鱼，是将薄铁叶剪成鱼形而磁化，用于阴天和黑夜判断行军方向。后来又发展成磁针和方位盘联成一体的罗经盘,即罗盘。曾三异在《因话录》中记载当时有“地螺”,“或有子午正针，或用子午、丙壬间缝针”。这种地罗还是一种水罗盘。当时，阴阳家用地罗看风水。在清丈田地和判决土地诉讼时,也使用地罗。据《萍洲可谈》、《宣和奉使高丽图经》、《诸蕃志》和《梦粱录》记载，至晚在北宋后期，指南针已用于航海，南宋时，使用“针盘”导航。这种针盘还使用“浮针”，这对于海上交通的发展，中外经济文化交流，起了极大作用。

最早的“指南针” 战国时代，我国人民利用磁铁造成了一种指示方向的工具，叫“司南”。“司南”就是指南的意思。

司南的形状和现在的指南针完全不同。它是根据我国古代的勺子的形状制成的，很象我们现在用的汤匙。

司南是怎样制成的呢？古书上缺少详细的记载，又没有实物留下来，所以我们没有办法知道它的准确形状。根据专家们的研究，司南大约是把整块的天然磁铁，轻轻地琢磨成勺子的形状，并且把它的S极琢磨成长柄，使重心落在圆而光滑的底部正中。

司南做好以后，还得做一个光滑的底盘。使用的时候，先把底盘放平，再把司南放在底盘的中间，用手拨动它的柄，使它转动。等到司南停下来，它的长柄就指向南方，勺子的口则指向北方。

司南的底盘是用青铜做的，有的是个涂漆的木盘，青铜和漆器都比较光滑，磨擦的阻力比较小，司南转动起来很灵活。这种底盘内圆外方，四周还刻有表示方位的格线和文字。现在的出土文物中，就有这样的铜盘和涂漆的木盘；还有东汉时候的一幅石刻，刻着一个小勺子放在一个小方台上，有人认为这就是司南。

司南是世界上最早的“指南针”。战国时候，有人去采玉，怕在荒山中迷路，就带上司南。

司南必须放在光滑的底盘上旋转，底盘还必须放平，否则就会影响它指南的作用，甚至会使它从底盘上滑下来。因此，人们发明司南以后，又继续不断地研究改进指南的工具。

指南鱼 公元九六零年，宋太祖建立宋朝，结束了五代十国时期的封建割据局面。北宋时候，农业、手工业和商业都有了新的发展。在这个基础上，我国的科学技术获得了辉煌的成就。宋朝时候，我国在指南针的制造方面，跟造纸法和印刷术一样，也有很大的发展。

大约在北宋初年，我国又创制了一种指南工具——指南鱼。

当时有一部有名的军事著作，叫《武经总要》，其中说：行军的时候，如果迂到阴天黑夜，无法辨明方向，就应当让老马在前面带路，或者用指南车和指南鱼辨别方向。《武经总要》这部书是在北宋仁宗庆历四年（公元一零四四年）以前写成的。这就是说，在那个时候，我国已经有指南鱼，并且把它应用到军事方面去了。

指南鱼用一块薄薄的钢片做成，形状很象一条鱼。它有两寸长、五分宽，鱼的肚皮部分凹下去一些，使它象小船一样，可以浮在水面上。

钢片做成的鱼没有磁性，所以没有指南的作用。如果要它指南，还必须再用人工传磁的办法，使它变成磁铁，具有磁性。

关于怎样进行人工传磁，《武经总要》没有明白的记载，但是它指出，指南鱼要用“密器收之”，也就是说，要拿一个密封的合子藏起来。根据这一点来看，当时的人工传磁法大约是这样的：把钢片做的鱼和天然磁铁放在同一个密封的 合子里，使它们接触，时间久了，钢片做的鱼就也会具有磁性，变成磁铁。

原来，不管磁化或者没有磁化的钢铁里面，每一个分子都是一根“小磁铁”。没有磁化的钢条，它的分子毫无次序地排列着，“小磁铁”的磁性都互相抵消了。磁化了的钢条，所有的“小磁铁”都整整齐齐地排列着，同性的磁极朝着一个方向，不用说，整个钢条就具有磁性了。如果拿一块磁铁，紧紧擦着一根没有磁化的钢条，老是从这一头向另一头移动，那么，由于磁铁的吸力，普通钢条中的分子也都顺着一个方向排列起来，这样，就完成“传磁”的工作了。《武经总要》上讲到的“密器收之”，可能就是指这种人工传磁方法。

我国人民发明用人造磁铁做指南鱼，这是一个很大的进步。这说明我国人民在九百多年前就已具有相当丰富的磁铁知识了。

使用指南鱼，比使用司南要方便，它不需要再做一个光滑的铜盘，只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平，也不会影响指南的作用，因为碗里的水面是平的。而且，由于液体的摩擦力比固体小，转动起来比较灵活，所以它比司南更灵敏，更准确。

当时不但有钢片做的指南鱼，还有用木头做的指南鱼和指南龟。宋代《事林广记》记载了用木头做指南鱼的方法：用一块木头刻成鱼的样子，象手指那样大，在鱼嘴往里挖一个洞，拿一条磁铁放在里面，使它的S级朝外，再用蜡封好口。另外用一根针从鱼口里插进去，室南鱼就做好了。把指南鱼放到水面上，鱼嘴里的针就指向南方。

指南龟也是用木头刻成的，放磁铁的办法和木头指南鱼一样，插在尾部。指南龟不放在水里，人们在它的肚子下面挖一个洞，把它装在光滑的竹钉上面，使它便于自由转动，它尾部的那根针，也会自动指向南方。

这种木头指南鱼和指南龟，很可能是一些懂得方术的方士创造的，做成以后只是用来变戏法。所以《事林广记》的作者，把它们当作《神仙幻术》了。

火药的发明

中国古代四大发明之一。古代炼丹家制药时，逐渐发现硫黄(S)、 焰硝(KN□)和木炭(C)的混合物有燃烧和爆炸能力。唐末天□年间(904～906)，在战争中开始出现火药箭,还出现“发机飞火”的记载,即用抛石机投掷火药包，作燃烧性兵器。宋朝东京开封府(今河南开封)设广备攻城作，其中有生产火药的部门。《武经总要》一书记载了火药的三种配方,生产火药已达相当规模。尽管生产技术严格保密，仍传入辽朝，故从日本大量进口硫黄的同时，又严禁硫黄和焰硝向辽出口。宋神宗赵顼时，边防军中已大量配备火药弓箭、火药火炮箭等兵器。辽道宗时,也已在南京析津府(今北京)“日阅火炮”。南宋时，水军也配备了霹雳炮、火炮、火箭等兵器，在建康府（今江苏南京）、江陵府（今湖北江陵）等城市都设有火药兵器制造业。早期火药兵器威力有限，不可能取代冷兵器。但自南宋中期以后，火药兵器在兵器中的比重显著增大（见彩图火箭(模型)将火药筒缚在箭支的前部,利用火药燃烧时产生的后推力带动箭支前进,宋代军队配备的火药武器之一）。金朝火药制造技术来源于辽,金军攻宋之初,已使用火炮。此后，在宋、金、元之间的战争中，火药的使用愈益频繁。金末抗击蒙古军时，曾使用震天雷、飞火枪等火器。宋代出现了类似近代炮弹的铁火炮，却仍用抛石机投射；又发明了突火枪,以巨竹为筒,发射“子窠”,类似于后世枪炮，却尚未使用金属发射管。这是辽、宋、 金代火药兵器进步的极限，却已决定了后世火药兵器的发展方向。总之,辽、宋、金代可算是人类使用火药的奠基时期。到元、明又发现了铜铁铸造的管状火器——铳和炮。

火枪 南宋时候，火药的使用越来越普遍了，火器也得到了进一步的发展。 为了防御金兵的侵扰，南宋的军事家们就不断想法改进武器。南宋初，宋高宗绍兴二年（公元一一三二年），有一个叫陈规的军事学家，发明了一种管形火

器——火枪，这在火器史上是一大进步。

这种火枪是用长竹杆做的，竹管里装满火药。打仗的时候，由两个人拿着，点着了火，发射出去，用它烧敌人。

这是我国最早出现的管形火器。把火药装在竹管里做成火枪，在火药的应用上是个了不起的进步。用抛石机发射火药，不容易准确地打中目标；有了管形火器，人们就可以比较准确地发射和适当地操 纵火药的起爆了。

火枪发明以后，经过不断的改进，到了南宋未年，又有人发明了突火枪。突火枪是用粗毛竹筒做成的，竹筒里放有火药，还放一种叫“子窠”的东西。用火把火药点着以后，起初发出火焰，接着“子窠”就射出去，并且发出象炮一样的声音。

这种“子窠”，究竟是什么东西呢？它很可能就是一种最早的子弹，可惜古书上没有说明。

火枪的作用只在烧人，突火枪却能发出子窠打人，比火枪又前进了一步。

火枪和突火枪，都是用竹管做的原始的管形火器，威力不大，但它们是近代枪炮的老祖宗。近代的枪炮，就是从它们慢慢发展来的。

震天雷炮和神火飞鸦 最早的飞弹。

明朝时候，由于火药技术的进步，人们还发明了原始的两级火箭。

根据茅元仪《武备志》一书的记载，当时有一种名叫“火龙出水”的火箭。用一根五尺长的大竹筒，做成一条龙，龙身上前后各扎两枝大火箭，火龙出水，这就是原始的两级火箭。这是第一级火箭，用来推动龙身飞行。在龙腹里，也装几支火箭，这是第二级火箭。使用的时候，先发射第一级火箭，飞到两三里远，引火线又烧着了装在龙腹里的第二级火箭，它们就从龙口中直飞出去，焚烧敌人。

明朝时候，技术水平最高的火箭，发射出去还能再飞回来。这种火箭叫“飞空砂筒”。根据《武备志》记载，这种火箭是把装上炸药和细砂的小筒子，连在竹杆的一端；同时，再用两个“起火”一类的东西，一正一反地绑在竹杆上。点燃正向绑着的“起火”，整个筒子就会飞走，运行到敌人的上空时，引火线点着炸药，小筒子就下落爆炸；同时，反向绑着的“起火”也被点着，使竹杆飞回原来的地方。这种“飞空砂筒”，不但是一种两级火箭，而且还能飞出去又飞回来，真是巧妙极了。

十四世纪末，我国还有人幻想利用火箭的力量来飞行。这件事写在外国人赫伯特·瑟姆的书中。他写道，十四世纪末年，有一个中国官吏，曾经在一把椅子后面，装上四十六支大火箭，人坐在椅子上，两手拿着两个大风筝。然后叫人用火把这些火箭点着，他想借着火箭推进的力量，再加上风筝上升的力量，使自己飞向前方，结果没有成功。这位官吏的幻想虽然没有实现，但是十分可贵，它和现在喷气式飞机的原理，是非常相近的。

造纸术的发明

东汉元兴元年(105)，蔡伦在前人造纸术的基础上，改革和推广了造纸技术。新的造纸术使旧的不便书写的麻纸变成了至今大致结构没有改变的良纸工艺。

在蔡伦造纸术出现之前，在中国，商代用甲骨，西周用青铜器，春秋时用竹简、木牍、缣帛作为记事材料。汉代，农业发达，经济繁荣，国力强盛，文化事业蓬勃发展。笨重的竹简和昂贵的缣帛已不能满足人们的需求，寻求新的书写材料已成为时势所趋，造纸术就因此应运而生。

据20世纪中叶以来在新疆、陕西、甘肃等地出土的麻质古纸，专家确认为西汉麻纸的片状纤维物，说明造纸术可能出现在蔡伦之前，而且可能与人们对纺织用麻的处理过程有关。但这些西汉麻质古纸上都没有发现可以辨识的书写文字，加上对化验分析结果解释不同，对西汉是否已出现了造纸术中术界尚有很大争议。闪此《后汉书·蔡伦传》对蔡伦发明造纸术的记载，是迄今为止有时间和人物的准确记载造纸术的最早记录，广为人们承认。

蔡伦(62～121)，字敬仲，桂阳(今湖南郴州)人，明帝永平十八年(75)入宫为宦。章帝章和元年(87)任尚方令，掌管宫廷手工作坊。和帝元兴元年(105)发明造纸术。安帝元初元年(114)封龙亭侯。安帝建光元年(121)去世，葬在封地。

《后汉书·蔡伦传》记载：蔡伦造纸之前，书写记事的纸实际上是丝织物(缣帛)，蔡伦用树皮、麻头、破布、鱼网，经过挫、捣、抄、烘等一系列的工艺加工，制造植物纤维纸，一种至今大致结构没有改变的良纸，也是真正意义上的纸。105年，蔡伦向汉和帝献纸，受到和帝赞誉。造纸术于是广为天下所知，蔡伦造的纸被称为“蔡侯纸”；105年则被普遍认为造纸术的发明年代。

蔡伦对造纸术的改革和推广，使纸的使用在东汉后日渐多起来。从考古发掘出的东汉古纸看，已有不少带有书写字体，而且质量明显提高。这些东汉古纸，或是诗抄，或是书信，或是书札的残部，都是东汉末年的产物，准确的应属永初四年(110)前后。科学家对1974年甘肃武威旱滩坡的东汉晚期墓出土的留有字迹的古纸进行了细致的科学分析，发现古纸已具有一定的强度和柔性，厚度与现代机制原稿纸相当，原料为大麻等麻类纤维，纤维交结细匀紧密，且有单面涂布加工，说明当时的造纸工序已相当精细，造纸技术已达到一定水平。

东汉时纸的使用，有许多书稿文献都有记载。如《后汉书·邓皇后纪》中所说的贡纸和《后汉书·百官志》中所说的宫廷内专管纸墨的少府守宫令和尚书令右丞，说明纸在宫廷内已广为使用。而《后汉书·延笃列传》所载的牍记纸和书写纸及《北堂书抄》中所载的信纸，则说明一般官吏和士人也有使用纸书写的了。

造纸术的发明是中国古代最伟大的发明之一，也是人类文明史上一项最杰出的成就。纸的出现，是人类文明的基础，它作为一种新的信息载体在中国率先出现，使中国汉代的文明勃兴超过了其它的文明。公元八世纪左右，阿拉伯人才开始用中国的技术和设备造纸。

纸的出现和推广，使汉以后的文化生活出现了崭新的面貌。纸的质量越来越好。汉中平二年(185)，山东造纸能手左伯(字子邑)造出“左伯纸”，史称“子邑之纸，妍妙辉光”。公元2～5世纪，左伯纸、张芝笔和韦诞墨曾是文人墨士喜爱的文房用品。但纵观汉代的书写材料占主要地位的仍是简牍和缣帛。直到晋以后，经济发展，造纸术流传到长江流域和江南一带，造纸材料丰富，才出现了较多较好的纸。晋代盛行的读书、抄书和藏书之风都得益于纸的普及和推广。抄经热、藏书热和因传抄左思《三都赋》而出现的洛阳纸贵，都是纸普及后出现的前所未有的景观。

印刷术的发明

自从有了纸以后，随着经济文化的发展，读书的人多起来了，对书籍的需要量也大大增加了。

晋朝初年，官府有书二万九千九百四十五卷。南北朝时候，梁元帝在江陵有书籍七万多卷、隋朝嘉则殿中藏书有三十七万卷，这是我国古代国家图书馆最高的藏书记录。

除了官府藏书，私人藏书也越来越多。比如晋朝郭太，有书五千卷；张华搬家的时候，单是搬运书籍，就用了三十辆车子。

印刷术发明以前，只有官府和郭太、张华那样的富人才能有这么多的藏书，一般人要得到一两本书也很不容易，因为那时的书都是手抄本。要抄这么多的手抄本，得花费多少人力呀！这种情况如果不改变，怎么能够满足社会上的需要呢？

历史上常常有这样的情况：一项科学发明，只要社会上迫切需要它，同时又有产生它的物质条件，那么，它就会很诀出现的。雕版印刷术的出现就是这样。

在雕版印刷术出现以前，社会上已经广泛应用印章和拓碑。

印章有阳文和阴文两种，阳文刻的字是凸出来的，阴文刻的字是凹进去的。“如果使用阳文印章，印到纸上就是白底黑字，非常醒目。但是印章一般比较小，印出来的字数毕竟有限。

蔡伦(62～121)，字敬仲，桂阳(今湖南郴州)人，明帝永平十八年(75)入宫为宦。章帝章和元年(87)任尚方令，掌管宫廷手工作坊。和帝元兴元年(105)发明造纸术。安帝元初元年(114)封龙亭侯。安帝建光元年(121)去世，葬在封地。

《后汉书·蔡伦传》记载：蔡伦造纸之前，书写记事的纸实际上是丝织物(缣帛)，蔡伦用树皮、麻头、破布、鱼网，经过挫、捣、抄、烘等一系列的工艺加工，制造植物纤维纸，一种至今大致结构没有改变的良纸，也是真正意义上的纸。105年，蔡伦向汉和帝献纸，受到和帝赞誉。造纸术于是广为天下所知，蔡伦造的纸被称为“蔡侯纸”；105年则被普遍认为造纸术的发明年代。

蔡伦对造纸术的改革和推广，使纸的使用在东汉后日渐多起来。从考古发掘出的东汉古纸看，已有不少带有书写字体，而且质量明显提高。这些东汉古纸，或是诗抄，或是书信，或是书札的残部，都是东汉末年的产物，准确的应属永初四年(110)前后。科学家对1974年甘肃武威旱滩坡的东汉晚期墓出土的留有字迹的古纸进行了细致的科学分析，发现古纸已具有一定的强度和柔性，厚度与现代机制原稿纸相当，原料为大麻等麻类纤维，纤维交结细匀紧密，且有单面涂布加工，说明当时的造纸工序已相当精细，造纸技术已达到一定水平。

东汉时纸的使用，有许多书稿文献都有记载。如《后汉书·邓皇后纪》中所说的贡纸和《后汉书·百官志》中所说的宫廷内专管纸墨的少府守宫令和尚书令右丞，说明纸在宫廷内已广为使用。而《后汉书·延笃列传》所载的牍记纸和书写纸及《北堂书抄》中所载的信纸，则说明一般官吏和士人也有使用纸书写的了。

造纸术的发明是中国古代最伟大的发明之一，也是人类文明史上一项最杰出的成就。纸的出现，是人类文明的基础，它作为一种新的信息载体在中国率先出现，使中国汉代的文明勃兴超过了其它的文明。公元八世纪左右，阿拉伯人才开始用中国的技术和设备造纸。

纸的出现和推广，使汉以后的文化生活出现了崭新的面貌。纸的质量越来越好。汉中平二年(185)，山东造纸能手左伯(字子邑)造出“左伯纸”，史称“子邑之纸，妍妙辉光”。公元2～5世纪，左伯纸、张芝笔和韦诞墨曾是文人墨士喜爱的文房用品。但纵观汉代的书写材料占主要地位的仍是简牍和缣帛。直到晋以后，经济发展，造纸术流传到长江流域和江南一带，造纸材料丰富，才出现了较多较好的纸。晋代盛行的读书、抄书和藏书之风都得益于纸的普及和推广。抄经热、藏书热和因传抄左思《三都赋》而出现的洛阳纸贵，都是纸普及后出现的前所未有的景观。

印刷术的发明

自从有了纸以后，随着经济文化的发展，读书的人多起来了，对书籍的需要量也大大增加了。

晋朝初年，官府有书二万九千九百四十五卷。南北朝时候，梁元帝在江陵有书籍七万多卷、隋朝嘉则殿中藏书有三十七万卷，这是我国古代国家图书馆最高的藏书记录。

除了官府藏书，私人藏书也越来越多。比如晋朝郭太，有书五千卷；张华搬家的时候，单是搬运书籍，就用了三十辆车子。

印刷术发明以前，只有官府和郭太、张华那样的富人才能有这么多的藏书，一般人要得到一两本书也很不容易，因为那时的书都是手抄本。要抄这么多的手抄本，得花费多少人力呀！这种情况如果不改变，怎么能够满足社会上的需要呢？

历史上常常有这样的情况：一项科学发明，只要社会上迫切需要它，同时又有产生它的物质条件，那么，它就会很诀出现的。雕版印刷术的出现就是这样。

在雕版印刷术出现以前，社会上已经广泛应用印章和拓碑。

印章有阳文和阴文两种，阳文刻的字是凸出来的，阴文刻的字是凹进去的。“如果使用阳文印章，印到纸上就是白底黑字，非常醒目。但是印章一般比较小，印出来的字数毕竟有限。

蔡伦(62～121)，字敬仲，桂阳(今湖南郴州)人，明帝永平十八年(75)入宫为宦。章帝章和元年(87)任尚方令，掌管宫廷手工作坊