我国传统印刷术的发展历史简短

中国古代的四大发明——指南针、造纸术、印刷术与火药是中华民族的伟大创举，并对人类历史的发展产生了重要影响。四大发明最早出现在弗兰西斯·培根（1561年—1626年）的《新工具》　　（1620年）一书中，只有其中的三大发明：火药、指南针、印刷术，没有造纸术。培根说这三项发明改变了世界历史，但他并没说这三项发明是谁做出来的；他认为这些发明的来历是不清楚的。马克思基本上承袭了培根的说法，他在1862年左右写道：“这是预告资产阶级社会到来的三大发明，火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术则变成新教的工具，总的说来变成了科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”^[20]马克思也没有把这三个发明归于中国。从三大发明变成四大发明，最初源于来华传教的耶稣会士、汉学家艾约瑟（1823年—1905年），他把造纸术放了进去。而英国著名生物化学家、科技史学家、皇家学会会员李约瑟，大力赞美和强调这四大发明是中国人作出的贡献。李约瑟长期研究中国科学技术史，不断称颂中国古代的科技成就，被视为“中国人民的伟大朋友”。四大发明通过李约瑟提倡之后，进入了我们的教科书，也进入了不少国外重要的教科书，例如詹姆斯· E.麦克莱伦第三、哈罗德·多恩编写的《世界科学技术通史》等，尽管没用“四大发明”一语来概括。孤立地将中国古代的“四大发明”当作中国人争“世界第一”的题目，在今天已经没有什么意义，但是将“四大发明”和中华帝国在古代世界格局中的地位结合起来看，它们对于世界的意义就会更容易理解。^[21]

（一）造纸术

“造纸业有可能是从纺织业分化而来的，由它生产出来的产品有助于中华帝国实施它的行政管理。有确凿的证据表明，中国人早在公元2世纪的汉代末期就已经在使用纸张，至于造纸技术的发明，很可能还要早几个世纪。”“中国官僚机构的运行一直依赖于文字、学术传统和图书馆。图书馆早在公元前2000年的商代就已出现。”^[22]在植物纤维造纸之前，我国用龟甲、兽骨作文字记载材料，这种刻在龟甲、兽骨上的文字称为甲骨文。春秋战国时期，又把文字刻在木片或竹片上，叫竹简、木简，后来又写在纤帛上。这些书写材料或使用不便，或价格昂贵。为了适应社会发展的需要，我国人民发明了植物纤维纸。

我国人民自古养蚕种桑，用蚕的茧丝制造华贵漂亮的丝绸，正是在处理茧丝的过程中，纸作为一种副产品被发明出来。人们一般用好的茧子抽丝，而差的茧子用漂絮法做成丝棉；先将茧用水煮沸，然后放在浸入水中的篾席上反复锤打、漂洗，一旦蚕衣被捣碎、散开成丝絮即取下来，但篾席上还残留着一层薄薄的絮片，古代人发现用它写字很好，从而推广开来。这种絮纸是纸的原始形态。

絮纸只是丝织品的副产品，其原料仍然不太丰富。秦汉时期，人们又发明了制作麻料衣服的副产品即植物纤维纸，它原料丰富、便宜，很快就流行起来了。

东汉时代的蔡伦（？—121年）在改进造纸技术方面作出了重要的贡献。蔡伦是一位太监，专门负责监制皇宫用的器物。他勤于钻研，经常与皇宫工场中的造纸工匠一起讨论造纸技术的改进，最后终于提出了用树皮、麻头、破布和渔网作原料造纸的新技术，这一技术不仅使原料来源更为广泛，而且纸的质量也大大提高了。公元105年，蔡伦正式将这种纸献给朝廷，从此在全国推广，人称“蔡侯纸”。

蔡伦之后，造纸技术不断改进，造纸业也成为一个大的行业而在全国繁荣起来。唐朝已经出现了多种名贵的纸张，如北方的桑皮纸、四川的蜀纸、安徽的宣纸以及江南的竹纸等。到了宋代，纸的品类和用途更多，材料来源更广。明代宋应星（1587年—1666年）在其名著《天工开物》中详细记载了造纸的一般工序和相关技术。

“蔡侯纸”发明不久就流传到西域，这种方便而价廉的书写材料其好处是显而易见的。唐初（7世纪中叶），当阿拉伯帝国的势力扩张到与我国西部接壤时，纸也就传到了阿拉伯。公元751年，大唐帝国与阿拉伯（我国史称“大食”）帝国在但罗斯城（今吉尔吉斯境内）开战，结果由高仙芝指挥的中国军队大败，大批士兵被俘，这批俘虏中恰好有许多造纸工匠。11世纪阿拉伯的旅行家贝鲁尼在其游记《印度》中写道：“中国的战俘把造纸法输入撒马尔罕（今乌兹别克境内），从那以后，许多地方都造起纸来。”中国的造纸术就这样进入了阿拉伯境内。8世纪末，巴格达开始建立造纸厂，随后造纸业在大马士革盛行，欧洲一直由此进口纸张。后来，造纸术也传到了欧洲各国，西班牙和法国于12世纪，意大利和德国于13世纪相继建立纸厂，16世纪则遍及整个欧洲。^[23]

（二） 印刷术

与纸的使用一样，中国印刷术的出现也非常早。印刷术的原理很简单，图章的使用在远古时期就已很普通。隋朝时期，我国人民已经发明了雕版印刷术。雕版印刷即刻版印刷，它是将一篇文章用反手字刻在木板上，在木板上刷墨，凸起的字受墨，从而可以将文章印到纸上。用这种方法可以将一篇文章或一本书印成完全一样的许多份。在没有印刷术时，出版一本著作完全靠抄写，而抄写总是不能避免笔误，因此不能指望每一抄本是完全一样的。对于需要画图或作表的书，则出版质量更是无法保证。

印刷术一旦问世，它对文化传播所起的作用立刻就显示出来了。唐代印刷业极为发达，四川成都几乎成了刻书的中心，大量农书、医书、历书、字帖由此流传到全国各地。佛教传入我国后，印刷术则被用于大量印制佛经和佛像。1900年在敦煌发现了一部唐代刻印的《金刚经》，标明日期为“咸通九年四月十五日”，也就是公元868年，这是目前世界上最早印有出版日期的印刷品，现存英国伦敦博物院图书馆。而欧洲到14世纪才有刻板印刷。 “印刷技术很快就得到政府的重视，被用来印纸币、公告和手册，特别是还用于印制医典和药典。官方的印刷机构还印制了许多供文官考生阅读的典籍。总的来说，古代的中国政府为服务于其官僚统治，印刷的材料数量之大，给人留下了深刻印象。例如，宋朝的第一位皇帝曾下令编纂佛教经书，那部巨著用了130000块双页印版，总计5048卷。”^[24]

雕版印刷虽然比人工手抄是一个巨大的进步，但它依然在人力和材料方面浪费很大。每一部书都要重新刻版，大部头的书往往要历时数年，而将书印完后存放版片需占大量地方，如该书不再重印，则刻版就作废了。这些缺点随着雕版印刷术的兴盛日益显示出来，作为对雕版印刷术的改进，宋代庆历年间（1041年—1048年），平民毕昇发明了活字印刷术，使印刷技术产生了一个伟大的飞跃。

毕昇是一位优秀的刻字工人，在长期的刻字实践中总结出了活字印刷术，其原理与现代印刷术完全相同，分三个步骤。首先是制活字。毕昇所用材料是胶泥，把胶泥做成四方长柱体，一面刻上单字，再用火烧硬，使之成为陶质，一个字为一个印。所有的字用纸袋装好按韵排列。其次是排版。在铁板上放松香、蜡以及纸灰的混合物和一个铁框，装拣出来的字排在铁框中，等排满一框即对铁板加热使松脂熔化，用一平板将泥活字压平，等冷却之后，字就固定在铁板上了，版即制好。第三步是印刷。印刷方法与雕版印刷一样，印刷完毕再将铁板加热，使松香和蜡熔化，将泥活字取下放好，以备再用。用这种方法，印两三本谈不上什么效率，如果印数多了，几十本以至上千本，效率就很高了。毕昇的活字印刷术确实克服了雕版印刷费工费时的缺点。1241年至1251年左右，也就是毕昇发明活字印刷术之后两百来年，已有人试用活字印刷术印行儒教经典。

活字印刷术在毕昇之后不断发展，在活字材料、拣字方法方面都有不断改进。元代著名农学家王帧创造了木活字印刷术，并于1293年用此法试印了他本人的著作《旌德县志》，不到一个月的时间就印了100部，印刷速度颇为可观。木活字改进了泥活字容易破损的缺点，是印刷技术的一次重大进步。王帧还创造了转轮排字架，将所有活字都按韵排在可以转动的轮盘上，大大提高了拣字速度，减轻了拣字工人的劳动强度。在他的农学名著《王帧农书》里，他还专门写了一节“造活字印书法”，这是世界上最早阐述活字印刷工艺的著作。

欧洲了解到我国的活字印刷术大约在元代（1271年—1368年）。公元1450年，德国古登堡仿照中国活字印刷术制成了用铅、锑、锡合金为材料的欧洲拼音文字的活字，开始了欧洲活字印刷的历史。古登堡把金属活字印刷与机械印刷相结合，使印刷物规模化生产成为可能。

（三）火药

火药的主要原料是木炭、硝石和硫黄，其中硫黄和木炭是作为燃料，而硝石是作为氧化剂。它被火点着或用力敲打之后即刻发生化学反应，生成比原有体积大数千倍的气体，产生猛烈的爆炸。火药蕴藏着超常的能量，人类掌握了火药就意味着掌握了某种超常能量，正是这种能量开辟了近代世界的发展道路。恩格斯高度评价了中国在火药发明中的首创作用——1857年写道：“在中国，还在很早的时期就用硝石和其他引火剂混合制成了烟火药，并把它使用在军事上和盛大典礼中。”^[25]　1875年又写道：“现在已经毫无疑义地证实了，火药是从中国经过印度传给阿拉伯人，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”^[26]

我国很早就掌握了伐木烧炭的技术，公元前后又发现了天然硫矿和硝石。这些基本原料虽然很早就有了，但将它们配制成火药则是炼丹家的功劳。炼丹家发现，有一种名叫丹砂的药物（即红色硫化汞）烧之成水银，积变又成丹砂，变化极为奇妙，因而被列为不死药之上品，黄金和白银退居其后。为了配制长生不死药，炼丹家必然要从事化学实验工作。在炼丹过程中，炼丹家认识到硫黄和硝石的若干化学特性，从而掌握了火药的基本配料。唐代著名医药学家孙思邈（581年—682年）也是一个非常著名的炼丹大师。在他的《丹经》一书中，第一次记载了配制火药的基本方法，即将硫黄和硝石混合，加入点着火的皂角子即发生焰火。这个方子由于没有将炭与硝石和硫黄混合，所以反应不够剧烈，但已经是一副黑色火药的配方。唐代末期，三者相混的真正黑色火药方子肯定已经出现，而到了北宋年间，火药用于战争中的火器已比较普遍。

在唐末，黑火药有可能已被用于军事用途，但真正重要的证据出现在宋代。北宋天圣元年（公元1023年），朝廷在开封设置“火药作”，这是“火药”之名首次出现于中国史籍。庆历四年（公元1044年），曾公亮、丁度等编纂《武经总要》，堪称中国第一部古典军事百科全书，该书前集卷十二《守城·火药法》中，完整记录了三种黑火药配方。以其中“火球火药方”为例，配方中硝、硫、炭的比例依次是50.6%、 26.6%、 22.8%，还有少量其他配料。这三个配方的刊载，标志着黑火药的发明研制阶段已经基本结束，它已经正式进入北宋国家军队装备系列，而且开始标准化了。^[27]南宋末年，突火枪问世。突火枪是一根很粗的毛竹筒，内里的火药中央装着“子窠”，火药燃烧后将“子窠”发射出去。突火枪的出现是火药武器史上的一个突破，它是近代枪炮的前身。大约于公元13世纪，用金属管代替竹筒的统枪出现，它的威力超过了从前所有的武器。^[28]

中国的硝石、硫黄和火药配制技术大约于公元8世纪首先传到了阿拉伯和波斯，阿拉伯人称硝为“中国雪”，而波斯人则称其为“中国盐”。再后来，也许是在双方的交战中，阿拉伯人掌握了火药武器的使用和制造。14世纪初，阿拉伯人又将火药技术传给了欧洲，使欧洲历史发生了重大的改变。

（四）指南针

指南针的基本原理是磁针的指极性。　“ 中国人早在公元前300年就已经知道了天然磁石具有的神秘性质，即磁铁矿石的天然磁性，起初算命者把它们用作占卜的法器。公元前100年时，人们又发现了磁针会自动指向南北方向的特性，并很快就将其用于堪舆（即看风水），也就是为修建房屋、寺庙、坟墓、道路等设施选择合适的地理位置。后来，还出现了一种说明罗盘指针运动的颇为复杂的自然主义解释，推想这是由于一种能量流流进土地在其中流动造成的。”^[29]

公元1044年左右，北宋曾公亮和丁度在他们的军事著作《武经总要》中记载了“指南鱼”的制作方法；这是一种用人造磁钢片做成的鱼形指向标。造磁方法是利用高温使铁片内部磁畴激活，置于地磁场中排序，再迅速冷却使磁畴的有序排列固定。这种方法很符合物理学规律，但所得磁性较弱。指南鱼浮在水上，可以自由转动。

指南针的制造技术在沈括（1031年—1095年） 的《梦溪笔谈》中最早提出。沈括指出，在磁石上磨过的小铁针具有较稳固的磁性，因此决定采用这种人造磁针代替天然磁石制造指向工具。沈括讨论了磁针装置的四种方法，即“水浮”、置“指爪”、置“碗唇”“缕悬”。他认为，“水浮”法虽应用较广，但“水浮多荡摇”是一重大缺陷；置“指爪”和“碗唇”方法是指将磁针放在指甲或碗边，这样做虽然摩擦力很小，但太不稳定；只有“缕悬”法是比较好的，它是用细线将磁针悬吊，在无风的地方指向效果很好。南宋时期的陈元靓在其《事林广记》中介绍了他制造的指南龟，木刻的指南龟内部装上磁石，底部用一根极尖的竹针支撑，使其可以自由转动，这种指南龟日后发展成旱罗盘。

沈括在制造指南针的过程中还发现了“磁偏角”。他写道：磁针“常微偏东，不全南也”，这是磁学史上一个极其重要的发现。欧洲人直到400年后才有关于这一现象的记载。

指南针发明之后即开始在宋代的航海业中发挥作用，成书于1119年的《萍洲可谈》中记录了中国海船上使用指南针的情况。海员起初还只是在阴雨天使用，但到了宋代末期以及元代，不论昼夜阴晴都使用指南针导航，实现了全天候航行。

宋元时期，中国的对外贸易和海上交通十分发达，广州、泉州、宁被、杭州都是对外港口，中国的船只远达大西洋沿岸。13世纪初，欧洲才开始有在航海中使用指南针的记载。明代郑和（1371年—1435年）于15世纪初七下西洋（指南洋群岛和印度洋一带），所率舰队大小船只达200多艘，人员达2万多，其规模之大远胜半个世纪之后的哥伦布和达·伽马。哥伦布横渡大西洋时只有88人，分乘3只长19米的小船。达·伽马也只有100多人，4只船。而郑和的船队中长度超过100米的大船就有50多艘，足见我国当时造船技术之高明。我国当时的航海技术、航海仪器也是世界上最先进的，郑和所用的航海仪器包括罗盘、测深器和牵星板，后者是为计算船舶夜间所在的地理纬度而观测星辰（主要是北极星）地平高度的仪器。运用这些仪器，郑和详细绘制了航海地图，其中记载了沿岸地形、停泊位置以及航向、航程、牵星记录和水深等数据，是世界航海史上的杰作。^[30]