精巧的織機
很難想像，2000多年以前有那樣華美的紡織品，而沒有製作精巧的織機。隻是時間無情，古代的織機沒有能夠保存到今天。但從較早的文字和圖畫中可以得到啟示，或者可以從中見到織機的大體模樣。
我國殷代已出現了文綺，東周出現了織錦，這種織物需要提花設備才能織成。由此也可以推斷，當時已有了平放式的和斜臥式的織機。《詩經·小雅·大東》有“杼柚（本作軸）其空”的話。杼便是纏上緯線的梭子，柚便是纏上經線的機柚，二者的軸端都要安裝有軸牙以固定軸子。這種可以旋轉、調整的軸子，是我國首先用在織機上的。提花織物經線越長，那麼牽經就織、入筘和穿綜的次數就越少，也就越省工。所以，機軸之能旋轉以卷經線和布帛，是織機上一項重要的技術改進。
漢代畫像石上經常可以見到形象生動的織機圖。《倉頡篇》上說：漢代的綜是“屈繩製經，令得開合”。綜當用繩索製成。提綜方法，最初是用手提。織工一手提綜，一手投梭。後來發明了腳踏板，織工可以騰出手來做打筘的工作，或者兩手輪流投梭，這樣可以加快速度。所以，采用腳踏板是織機改進方麵的一個創造性的發明。從畫像石得知，我國最遲在東漢時，織機已廣泛采用了腳踏板等先進技術。漢代畫像石中的織機圖多種多樣，織機圖旁邊常常附以調絲圖和搖緯圖。前者將已繅好的絲縷通過一橫竿上懸鉤，再繞到籰（音ｙuè）子上；後者將籰子上的絲縷合並而繞在搖車上。這些都是織帛以前的準備工作。這些畫像石對於研究漢代紡織技術有很大的幫助。
漢代畫像石中的織機都很簡單，沒有複雜的提花機。但根據出土的文綺和錦來看，可以推測當時已有了提花機。提花機究竟是什麼樣子呢？《西京雜記》中有這樣的記載：漢昭帝時，河北钜鹿有一位紡織工程師陳寶光的妻子創造了錦綾機，“用一百二十鑷”，即一部織機用120條經線，60天可以織出一匹花綾，這種提花機每一線有一個腳踏的鑷，120條線就有120個鑷。後來，三國時的機械工程師馬鈞改進設計，把120個鑷減少為12個鑷。到了南北朝，又有人把它改進為隻有兩個鑷。後來許多織布機都是根據這種提花機製造的。歐洲什麼時候開始有提花機，沒有一致的看法。一般認為是7世紀以後的事，但也有人認為可以早至3世紀。總之，歐洲有提花機的時間較中國晚。
從麻布到棉布
古代所說的布，主要是指麻布。棉布是在麻布以後產生的。最遲在東漢時期，我國新疆就已經種植棉花和生產棉布了。在馬王堆漢墓發掘以前，考古工作者經常發掘到一些麻布殘片，或者是遺痕，而且還發掘到了紡織這種麻布的工具——紡錘。但麻布保存最完好、製造最精美的僅見於馬王堆漢墓。
馬王堆一號漢墓出土的麻布有粗細兩種。粗麻布幅寬0.45米，長1.36米，經緯密度平均每平方厘米是18×19根。細麻布有灰、白兩種，灰色麻布表麵有一層銀灰色塗料，並作了碾軋加工處理，好像油布一樣，它的經密為32～38根，緯密36～54根，幅寬0.205米，最長的為1.50米。白色麻布每厘米經密34～36根，緯密30根，幅寬0.51米和0.20米不等，很像現在久負盛名的湖南瀏陽夏布。
較早的麻布實物，是我國考古工作者在浙江省錢山漾發現的4700多年以前的苧麻布，它的纖維粗細，經緯密度與今天的粗布差不多。商周時期，苧麻織物已相當精細。這種苧麻織物在國際上很有名，外國人把苧麻叫做“中國草”。它的強韌類似蠶絲，結實耐用，而且容易染色，具有疏朗透氣的優點，適宜做蚊帳和夏裝，所以，古代統治階級很重視苧麻的栽培，並設有專門的管理人員。《春秋左氏傳》記載有這樣一件事：公元前549年，齊相晏嬰拜訪鄭相子產時，鄭相將大量的苧麻衣相贈。可見苧麻織物在當時還被視為珍貴織物之一呢！
有關麻的種植技術，《齊民要術》中有詳細記載：“凡種麻用白麻子。麻欲得良田，不用故墟，地薄者糞之。耕不厭熟，田欲易歲。良田一畝用子三升，薄田二升。夏至前十日為上時，至時為中時，至後十日為下時。”文中還引漢代《汜勝之書》說：“種枲太早則剛堅，厚皮多節，晚則不堅，寧失於早不失於晚。獲麻之法，穗勃勃如灰拔之。夏至後二十漚枲，枲和如絲。”
我國盛產的葛麻紡織品，後來隨著棉花的廣泛種植和利用，逐漸失去了它的先進地位。棉花又叫白疊子，故棉布又叫“疊布”或“褻（音xiè）”。《梁書·高昌傳》中說，高昌“多草木，草實如繭，繭中絲如細，名為白疊子，國人多取織以為布。布甚軟白，交市用焉”。不過，佛經中卻談到“白疊”就是木棉花。木棉產於南方。南海一帶把木棉叫做“吉貝”、“劫貝”、“織貝”。白疊色白，而吉貝則有多種顏色。
棉花主要產於我國西部地區。新疆遠在東漢時就是我國的產棉區。到了唐代，西州（治高昌，今吐魯番縣東南60裏）或交河郡每年要向政府貢“疊布十端”。唐代文書中也經常提到布。公元1964年，從吐魯番晉墓中發掘的陶俑，穿的衣褲也全部是用棉布縫製的。文獻和出土文物都證明，從漢朝到唐朝，新疆一帶就盛產棉花，布已經使用得很廣泛。此外，雲南、閩廣一帶少數民族地區也種植棉花。公元1世紀，廣州一帶已盛產木棉。木棉樹高數丈，結子如酒杯，茸如細毛，海南島產的木棉最著名。《尚書·禹貢》中有這樣的話：“島夷卉服，厥篚織貝。”“卉服”是指用海南島木棉布做的衣服。海南島黎族人民不植桑，不養蠶，而靠用木棉織布做衣被、幔幕。公元13世紀後半葉，鬆江烏涇（今上海縣龍華鄉）人黃道婆漂泊到海南島崖州（今廣東海南黎族苗族自治州崖縣）一帶謀生。她在黎族同胞的幫助下，學會了一手先進的棉紡織技術。公元1295年，她攜帶“踏車椎弓”等棉紡織工具，千裏迢迢回到了闊別30多年的老家烏涇。那時烏涇一帶的紡織技術還停留在“無踏車、椎弓”之具，棉花全“用手剖去籽”的落後狀態。黃道婆為了改變這種落後麵貌，決心革新棉紡織工具。她根據黎族人民的先進生產經驗，並結合漢族紡織技術的某些優點，係統地改進了由軋籽、彈花到紡紗、織布這一全部過程的生產技術，創造出新的半機械化的生產工具。同時代的農學家王禎在《農書》中記載的棉花加工的各種設備，實際上就是當年黃道婆創造的那種機具。書中介紹說，攪車的軋棉工具，是利用回轉方向相反的兩軸之間喂入棉花之後互相擠壓摩擦的原理製成的。二人搖軸，一人喂棉，搖動手柄，則籽落於內，棉出於外。
這種工具比輾軸提高了工作效率好幾倍。此外還有棉花的彈鬆技術和紡車的創新等。這些經過改革的紡織工具，是當時世界上最先進的。
黃道婆不僅在棉花加工和紡織技術上敢於創新，而且在織造方麵也做出了顯著貢獻。例如她把黎族人民的先進經驗和漢族的優良傳統相結合，總結了一套比較先進的錯紗、配色、綜線、絜花等織造技術，並且織出了當時全國聞名的“烏泥涇被”。後來上海、鬆江、太倉以及蘇杭一帶“盡傳其法”，從而使長江下遊一帶手工棉紡織業出現了一個新麵貌，並為鬆江及其附近棉紡織業的迅速發展創造了條件。
十一金屬器具和冶煉技術
馬王堆漢墓中出土的金屬器為數很少，既無大件銅器，也沒有其他金銀器，隻在一、三號漢墓中各出土了一麵銅鏡，在二號漢墓中出土了兩枚銅印和一尊大小如拳的小銅鼎。因此，有人認為漢代已將銅用於鑄錢，或者是一般貴族手中不積蓄銅材，而不能用銅器隨葬。其實，馬王堆漢墓不用銅器和金銀器隨葬，另有原因在。
馬王堆漢墓的成墓年代正處於曆史上的文景之際，漢文帝為了提倡所謂“敦樸”，下了一道禁令：凡是治喪埋葬，不準用金屬器隨葬。即所謂“治霸陵皆用瓦器，不得以金銀銅錫為飾，不治墳，欲為省，毋煩民”。（見《史記·孝文本紀》）很明顯，軑侯身為王國丞相，不得違抗。而隨葬的絲綢漆器等物，其價值之高，早已超出了銅器的10倍。
盡管大件青銅器不予埋葬，但有些用金屬做的日常生活必需品應該不包括在內，因而小件金屬器也出土了一些，如青銅鏡、錯金銅弩機、鎏金銅印、銅貨幣以及瑟上銀質弦枘、錫鈴形器和遺留在墓坑內的鐵（音chā）與鐵夯錘等。這些金屬器，雖然不是什麼無價之寶，但它與開礦冶煉、合金熔鑄等技術有關，以小見大，也可從中看出一個時代的冶金情況。
從自然銅到青銅
遠在新石器時代的晚期，我們的祖先就知道使用天然銅，即含銅量為99%的紅銅來製造生產工具，如銅刀與銅鑿等。
商周時期，我國已進入青銅時代。商代後期，不僅能製造各種精美的鍾鼎彝器，而且還能鑄造高達1.355米、重達875公斤的“司母戊”鼎了。這時，對各種不同類型的合金製品的配方，也在實踐中總結出了一套經驗。例如“司母戊”鼎不是用純銅鑄造，而是按照不同的比例用銅（84.77%）、錫（11.64%）和鉛（2.79%）冶煉而成的。戰國時代的著作《周禮·考工記》，是一部總結古代科學技術的專著。關於青銅冶鑄方法，書中總結了六種配方規則，即所謂“金有六齊（劑）：六分其金而錫居一，謂之鍾鼎之齊；五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊；四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金而錫居二，謂之削殺矢之齊；金錫半謂之鑒燧之齊。”這段話的意思是說，製造青銅器有六種配方（這裏的“金”是指銅，不是指黃金）：製造鍾鼎所用的青銅，錫（包括鉛在內）的比例是銅的1/6；製造斧锛，錫的比例是銅的1/5；製造戈戟之類的兵器，錫的比例是銅的1/4；製造刀刃，錫的比例是銅的1/3；製造箭矢所用的青銅，錫的比例是銅的2/5；製造銅鏡，錫的比例是銅的一半。
要使各種金屬製品適合於實際使用的要求，必須使這樣金屬或合金達到一定的硬度，否則，製刀不快，製器易碎。經過長時期的摸索，人們發明了合金。殷商時代，人們就認識到在銅裏加入少量的錫和鉛，銅的性能就有很大的改變。從殷墟出土的銅戈，經過顯微鏡分析：純銅為80%，錫為20%。銅錫之比為4∶1，與《考工記》所載的配方相符。又對楚劍進行化學分析的結果是：純銅為68.24%，錫為23.18%，鉛為0.006%，鋅為0.038%，其餘為泥質和二氧化碳等。其銅錫之比，大約為3∶1，與《考工記》所記也大致接近。從長沙楚墓出土的青銅寶劍所反映的冶金技巧，是多種多樣的。例如：有一種鑲嵌式寶劍，它的刃部是用非常堅硬的青銅製造的，而中間的劍脊部分卻是用較軟的紅銅製造的，這樣剛柔相濟，切合實用。它既不致於因為刃部堅硬而容易折斷，也不致於因為中脊柔軟而影響殺傷力。此外，為了增加美觀，又特別在戈劍的表麵鑲嵌具有裝飾性的其他金屬圖案，有的“錯金銀”，有的鑲嵌寶石。這些告訴我們，在春秋戰國時代，冶煉技術已發展到了較高的水平。
談到楚國的冶煉技術，值得介紹的是公元1974年在湖北大冶銅綠山所發現的楚國冶礦遺址，在已發掘的春秋時代以及從戰國到漢代的礦井中，有銅錠、青銅斧、鐵砧、鐵錘、鐵锛和木轆轤等。礦井長達兩公裏，掘深達50多米，采取了大約幾十萬噸礦石，煉出的銅總共大約10萬噸。這一煉銅遺址的發現，有助於我們了解楚國的冶煉技術。
我國的銅礦蘊藏量比較豐富。古代受勘探技術的限製，隻能找到那些容易被發現和開采的礦石。盡管如此，古代勞動人民仍然發現了幾百處礦山。《管子·地數篇》中記載：“出銅之山，四百六十七。”從銅綠山古礦遺址中，可以窺見當時開采冶煉的大致規模。湖南的冶金曆史非常悠久，古代的煉銅遺址，時代最早的要算石門縣皂市商代遺址，這裏出土的遺物中，發現有坩堝與銅渣等。文獻中的一些記載也可證明這一點。如《太平寰宇記》引用甄烈《湘州記》中的話說，長沙銅官是“楚鑄錢處，故名銅官”。唐朝《元和郡縣誌》也說銅官是楚鑄錢之處。
馬王堆出土的銅鏡也是一種青銅合金。它的銅、錫比例是不是恰好各半呢？因為這是國寶，不能輕易取樣進行化驗。但對長沙等地出土的其他漢鏡進行化驗得知，其含銅的比例約在65.82%～71.74%之間，略高於一半。這是因為不同的作坊所掌握的比例不盡相同，但大致相去不遠。
至於鑄錢，《考工記》中沒有具體記載。時代較晚的《天工開物》則說：“凡鑄錢十斤，紅銅居六七，倭鉛居四三，此等分大略。倭鉛每見烈火，必耗四分之一。”鑄錢也有成法。馬王堆三號漢墓出土了好幾枚“半兩”銅錢，但大小輕重不等，是因為當時鑄錢並不那麼嚴守規格。同時《漢書·食貨誌》說：“漢興，以為秦錢重難用，更令民鑄莢錢（狀如榆樹莢的小錢）……米至石萬錢，馬至匹百金。”當時讓地方官府和地主自由鑄造貨幣，而這些鑄造者為了牟取暴利，粗製濫造，或者任意摻入鉛和鐵也是常有的事。例如衡陽漢墓中就出土過這種粗製濫造的鉛鐵錢，或銅鐵錢。漢初的最高統治集團放手讓地方政權鑄造貨幣，客觀上促進了漢代礦產的開采與冶煉的發展。《史記·吳王濞傳》就記載了這種情況，書中說，劉濞招收天下無業窮人，上山采礦煉銅和鑄錢。後來，各地出土的漢代銅製品證明了這段記載是不錯的。長沙漢墓中出土的銅鏡上鑄有“漢有善銅出丹陽”，其他省份出土的漢代銅鏡也發現有類似的銘文。這種銘文雖然帶有商品宣傳性質，但大致上與實際相符，丹陽就在吳王劉濞的封國境內。丹陽產的銅鏡能在各地出土，說明它的質量好，在當時很受歡迎，而且數量也很多，能暢銷外地。
鑄鐵和煉鋼
馬王堆漢墓中雖然沒有用作隨葬的鐵器，但在三號墓的填土層內發現了當時築墓者扔掉的兩件鐵器：一件是鐵，一件是鐵夯錘。工徒們隨意將鐵工具丟在墓坑裏，說明當時鐵器已不那麼珍貴。特別是漢武帝以後，冶鐵業收歸國家壟斷，鐵器製造技術傳播更加迅速。這時不但中原地區普遍使用鐵器，而且邊遠少數民族地區也多使用鐵器。有些邊遠地區還自己興建了冶鐵業。公元1976年，湖南省博物館的考古工作者在長沙楊家山六十五號楚墓中發現了春秋時期所製造的中碳鋼劍和用生鐵鑄造的鐵鼎。這些鋼鐵製品離現在已有2500多年的曆史了，也就是說，在這麼久遠的時間以前，我國就已經掌握了煉鋼和鑄鐵的技術。
其中冶鑄生鐵的技術要比歐洲早1700多年。這是我國冶鐵史上的一項重大發現。經中南礦冶學院進行金相檢驗證明，鋼的金相組織為含球狀碳化鐵的鐵素組織。從碳化物的數量估計，原件相當於含0.5%左右碳的鋼經過高溫回火的處理狀態，其金相組織為鐵素基體及碳化物退火中碳鋼。而鐵鼎係鑄造的鐵件，其中有少量石墨，基體為亞共晶鑄鐵組織，碳含量接近於4.3%。湖南楚墓中出土了大批的鐵器生產工具，這些銳利而堅固耐用的生產工具的大量應用，標誌著社會生產力的發展。《管子·海王篇》說，必須具備鐵的耜、銚、銍（音zhì）等生產工具，才能成為一個農民。一個農民能掌握這麼多的鐵器，要不是社會上能大量生產這些工具，那是不可能想像的事情。
春秋戰國時期，鐵器為什麼發展得這麼快呢？這與鼓風方法的革新和推廣，為冶鐵提供了新技術有關。古代的冶鐵爐很早就有鼓風設備了。最初的鼓風設備是一種特製的大皮囊，好像裝東西的囊橐一樣，故叫做橐；皮囊鼓起風來又好像吹管樂一樣，故吹孔又叫做竽。兩者合起來叫做橐竽。馬王堆出土的帛書《老子·道德經》中曾經把宇宙比做一個鼓風設備。山東省滕縣宏道院的東漢畫像石上，描寫漢代冶鐵的勞動過程，上有鼓風熔冶的圖像，圖上的鼓風大皮囊上排列的四根管子，可能就是排橐。至於水力鼓風機——水排的利用，也遠在公元31年就發明了。這一發明比歐洲早1200年。利用水排鼓鑄，不僅節省了人力，而且功率比100匹馬力所做的功還要大3倍。