第1章 與化學家相約(1)(1 / 3)

蔡倫發明造紙術

現代人類的日常生活離不開紙,紙早已是人類社會生活中的必需品,造紙工業已是許多國家的重要企業,一個國家紙的產量和消費量是衡量其文化發展水平的一種尺度。文化水平越高,紙的消費量越大。當人們享受著紙的好處和方便時,都不會忘記一千八百多年前,中國的一個偉大發明家——蔡倫,是他發明了造紙術。

在沒有發明紙以前,人們想出許多辦法來記錄文字和傳播文明,如利用樹葉、樹皮、麻布、獸皮、岩石等記錄文字和圖畫。在中國古代,我們的祖先也曾用龜甲、獸骨、石碑、石鼓、竹簡、木牘、縑帛、銅、鐵等材料來刻寫和鑄造文字。但這些記錄文字的材料使用起來都有一定的局限性和無法避免的缺點,使知識和文化的傳播受到很大的限製。就拿古代使用最普遍的竹簡來說吧,在竹簡上刻字,是一項浩大的工程,為了能夠長久保存,刻完後必須用火烤出水分,叫做“煞青”。然後還要用麻繩或牛皮繩一片片串起來,一長串的竹簡卷起來存放,稱為一“卷”或一“冊”,閱讀時從一頭展開。不過,那時一卷書的信息量比起現在的一卷書可差遠了,因為一卷書要適合人們拿在手中閱讀,太重了不方便,所以一部字數有限的書,刻在竹簡上就要分好多卷。古時的書可是龐然大物,戰國時的思想家惠施外出遊學,隨身攜帶的書就裝了五車,故有“學富五車”的典故。漢代的思想家東方朔寫了一篇文章獻給漢武帝,用了三千多片竹簡,進呈時,由兩個身材高大的太監吃力地抬進宮去。漢武帝每晚閱讀時,命太監搬上來一堆竹簡在龍書案上展開。這些竹簡和木牘用繩子串起來,天長日久,繩子磨斷了,簡片就會散亂;幾部不同的書堆在一起,一旦散開,整理起來也非常麻煩。

縑帛當然比竹簡木牘便於攜帶和保存,但這種以蠶絲為原料的東西太昂貴,一般讀書人根本用不起。

漢王朝是我國古代社會經濟文化空前發展,空前繁榮的時代之一。在這樣一個科學文化大發展的年代,竹簡、木牘早已滿足不了記錄和傳播文化知識的需要,全社會都在呼喚著一種物美價廉、使用方便的新型材料的誕生。

蔡倫正是為了滿足社會的這一強烈需求而發明了紙。造紙術的發明和推廣,使得蔡倫的名字進入了科學巨匠之列。紙的出現和傳播,迅速替代了傳統的書寫材料,使知識得到迅速而廣泛的傳播,文明獲得空前的發展;所以說紙的發明,是人類文化史上一件了不起的大事。蔡倫對於世界文化的貢獻是無法估量的。

蔡倫(?~121),字敬仲,湖南耒陽縣人。東漢明帝永平末年(約公元75年前後),蔡倫開始在洛陽京城皇宮內當差。和帝劉肇即位後(89),蔡倫做了中常侍,實際上就是皇帝的侍從宦官,傳達詔令,掌管文書,有時也參與國家的軍政機密大事。他聰明能幹,很有才學,敦厚正直。以後又擔任高方令,掌管和監督製造皇宮用的刀劍及各種器械。蔡倫認真負責,精益求精,他監造的刀劍器械無不精良、堅固,為後世仿效。

蔡倫是個愛動腦筋肯鑽研問題的人,他注意到用竹簡、木牘記載文字太不方便,就下決心研製一種新型的書寫材料。據說,有一次地方官向宮中進獻荔枝,蔡倫望著包荔枝的“絮紙”出了神。事後,他深入民間了解到,這種包果品的“絮紙”是一種自然成型的絲質薄紙,是製造絲棉的下腳料。在養蠶區,質量高的蠶繭用來抽絲紡織,質量差的蠶繭用來製取絲棉。

製絲棉采用漂絮法,工匠們將煮過的蠶繭放在透水容器中,浸泡在水裏反複捶打,將繭打爛使蠶絲連成片狀,攤在竹席上晾幹後揭下,就製成了絲棉。絲棉作為寒衣的填充物,穿起來又輕又暖。取下絲棉後,一般竹席上還會粘有薄薄的一層短纖維,工匠們稱為敝棉(或惡絮),幹燥後揭下,就是那種包裝果品的“絮紙”。

後來,蔡倫又考察了加工麻的過程。在棉花未傳入我國的時候,達官貴人穿的綾羅綢緞是絲織品,而普通百姓穿的布衣則是用麻製成的。要想將麻的莖皮加工成可供紡織的纖維,需要將麻放在池塘中漚製。陽光使不流動的塘水溫度升高,而那些以麻中的果膠為食物的真菌就會繁殖起來,果膠被真菌吃光後,就剩下可作紡織材料的纖維縷,這就是“漚麻”。

考察漂絮和漚麻的過程,使蔡倫受到很大啟發,他決心造出一種價格便宜,方便書寫的紙來。他考慮到絲棉和麻價格太貴,不能作為造紙原料。要想造出一般平民百姓都用得起的紙,必須找到價格便宜,料源充足的造紙原料。經過反複試驗,蔡倫選用破布、破魚網、爛繩頭等為原料,粉碎搗爛成漿糊狀,再把漿狀物撈在細竹簾上,漏去水分,留在簾子上的纖維薄片定型幹燥後便成了紙。這種紙質地堅韌,書寫方便,價格便宜,很受人們歡迎。為了擴大造紙原料來源,蔡倫大膽地在原料中加入樹皮,而樹皮是木質韌皮纖維,不同於麻類的草本纖維,要離解木質韌皮纖維,工藝技術上要複雜得多,困難得多。經過深入研究,反複試驗,蔡倫發明了加入石灰等堿性物質高溫烹煮的辦法。這是一項了不起的發明,它使造紙的製漿工藝從漚麻這一生物過程中脫胎出來,變為堿液製漿的化學過程。起初的雛形紙是自然成型的,纖維交織不緊密,幹燥後會皺起來,無法書寫。為了解決這一難題,蔡倫還首創了竹簾抄紙和定型幹燥的技術,逐漸形成一套完整的工藝,使雛形的紙產生了質的飛躍,成為物美價廉的可供書寫用的紙。有誌者事竟成。蔡倫虛心向勞動人民學習,總結了製雛形紙的零散經驗,經過自己創造性的勞動,終於發明了一整套係統的、具有重大生產和實用價值的造紙技術,完成了人類文明史上的一項勳業。

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