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。
从文献记载和考古发掘看,秦汉时期中国的铜主要有三大产地:一是汉丹阳郡,《汉书·吴王濞传》及大量铜器铭文都可说明丹阳产铜。二是湖北大冶铜绿山,该处古铜矿井内还发现过河南汉代冶铸作坊生产的铁斧。三是今四川、云南一带,《史记·货殖列传》《汉书·地理志》颜师古注、《后汉书·西南夷传》等都曾言及。此外,在各地也发现了不少冶铜遗址,出土的铜制器物及钱币也较前大量增加。
在炼铜技术上,汉代在以下三个方面有了新的发展:一是在火法冶炼中使用了硫化矿。人类早期冶铜所用的主要是自然和氧化矿。1958年,在山西运城东汉矿冶遗址中出土了一些黄铜矿CuFeS2,品位为5%,这是我国古代使用硫化矿炼铜的重要证据。二是对铁与胆水中的铜的置换作用有了初步认识。《淮南万毕术》云:“曾青得铁则为铜。”“曾青”即天然硫酸铜。这是我国古代关于金属置换作用的最早记载。三是发明了一种叫“伪黄金”的新型铜的合金。据《淮南子》记载:“饵丹阳之伪金。”《汉书·景帝纪》载:中元元年,“定铸钱、伪黄金弃市律”。从字面上看,此“伪黄金”当为颜色等物理性能与黄金相似的铜合金。这一技术的出现,是炼铜技术的一大进步。
(四)铸造和热处理技术
秦汉时期中国冶炼技术的进步,还体现在铸造和热处理等方面。
先秦时期,青铜礼器、兵器、生产工具等,绝大多数都是由泥型铸造的。秦汉时,除了铸造一般性铜铁器外,还较多地浇铸了铜范和铁范。从泥范发掘资料看,汉代制范是需要模、模板和边框的。先将模放在模板上,套上边框,再把和好的泥料放入框内,边放边压实。泥范成形后,经阴干,再刷上银灰色滑石粉涂料,即可合范。汉代泥范也有背料和面料之分,且较以前有了改进。其具体做法是:先用背料制成了范块,在其表面打出许多夯窝,然后再涂上面料。这样做,既提高了制范效率,又节省了细料。
在汉代,层叠铸造技术也得到了进一步的推广。层叠铸造始见于春秋战国时期。到汉代,它已得到广泛应用。从考古发掘情况看,在陕西咸阳、西安,河南南阳、温县以及山东临淄等地均发现了汉代叠铸实物。如河南温县发掘的一处汉代烘范窑,出土有500多套叠铸范,有16种铸件,36种规格,其总浇口直径为8—10毫米,内浇口,薄仅2毫米左右,一套范有4—14层不等,每层有1—6个铸件,最多的一次可铸84件。这一铸造技术的推广,极大地提高了生产效率。
古代铸造用的金属型如铜范、铁范,虽然先秦时期就已出现,但直到汉代才有了较大的发展。汉代用铁范铸造的产品种类较战国时代大为增加,除一般农具和轴承外,还浇铸了一种四方形铁材。汉代铁范大都符合操作方便、产品性能良好的原则,范的外形与型腔较为吻合,范壁厚薄均匀,使铸件能均匀冷却而获得良好的结晶组织,因而有利于铸件质量的提高。目前在河南南阳、郑州、山东莱芜、滕县等地均发现了汉代的铁范。
秦汉时期,由于制钢术以及刀剑工艺的迅速发展,钢的淬火技术也较以前更成熟。满城出土的钢剑、钢戟、错金书刀,辽阳三道壕出土的钢剑等,都进行了局部淬火。因此,这些刀剑既具有锋利的刃部,又有柔韧的脊部,获得了既锋利又不易折断的优良性能。从文献记载看,这一时期关于钢的淬火始见于西汉宣帝时期。
此外,这一时期金属表面的镀锡、镀金银、镶嵌、错磨、抛光、表面渗碳等加工处理技术也有了较大的发展,有的甚至已达到了很高的水平。
三、纺织业的发展
纺织业在中国起源很早。早在先秦时期,中国的纺织业就有了一定程度的发展。秦汉时期,随着社会经济的进一步发展和科技水平的日益提高,纺织业又有了新的发展。具体表现在:各种纺织品的数量和质量有了很大的提高,纺织技术日趋成熟,纺织机械有了改进,染、印工艺也有了进一步发展,纺织技术被传播到全国各地。
(一)纺织品的种类与质量
秦汉时期,各种纺织品的数量和质量均比以前有了增加与提高。据文献记载,汉武帝元封元年(前110年)政府就从民间征集绸帛达500万匹,可见当时纺织业的兴盛。而长沙马王堆出土的大量纺织品,更清楚地反映了汉代纺织业所达到的水平。
马王堆出土的纺织品十分丰富,包括绢、纱、罗、绮、锦、起毛锦、麻布以及刺绣品、印染品等共200多件。其丝织物丝缕均匀,单丝的纵面表面光滑,横断面呈三角形,与现代家蚕丝极为相似,这说明养蚕、缫丝水平已经很高。织法有平纹、纱、罗、斜纹和起绒等形式。由于蚕丝质量高,故能织出“薄如蝉翼”“轻若烟雾”的纱罗来。如出土的素纱禅衣长160厘米,两袖通长190厘米,袖边和领宽有5.6厘米的夹层绢缘,而总重量仅为48克,即不到一市两,纱的细韧是可想而知的。
在马王堆出土的汉代丝织物中,数量最多的是平纹织物——绢,其经线密度大都在每厘米80—100根之间,最密的达164根,纬线密度一般在经线密度的1/3到1/2之间。这不仅要有高超的纺织技术,还需要有先进的织机。
在众多的纺织品中,斜纹锦是汉代的一大发明。这在马王堆汉墓出土的纺织品中就有。还有一种起毛锦,例如有一种绀地红矩纹起毛锦,以绀色经线织地,用红色粗绒经线织成有高有低的绒圈组成的小矩纹,立体感很强,是一种属于重经提花的起绒织物。过去人们以为中国元、明时期生产的漳绒、织金绒、天鹅绒等起绒织物是从外国传入的,长沙马王堆汉墓中出土的起毛锦,证明这项技术为中国传统技术。
(二)纺织技术
缫纺技术也有了较大的进步。早在先秦时期,中国就已出现了热水煮茧缫丝法,秦汉时这一技术得到了推广。《淮南子·泰族训》说:“茧之性为丝,然非得女工煮以热汤,而抽其统纪,则不能成丝。”《春秋繁露·实性篇》也说:“茧待缫以绾汤而后能为丝。”可见,热水缫丝工艺在西汉时期就已普遍施用。用热水缫丝,可以加速茧的膨润软化和丝胶的溶化,既有利于丝的逐层舒解,又有利于丝的捻合。
纺织画像石
值得一提的是,汉代还发明了一种脚踏纺车。1974年,在江苏泗洪县曹庄出土的东汉画像石上刻有一幅脚踏纺车图,这是迄今所见的最早的脚踏纺车资料。脚踏纺车的使用,不但将右手解放了出来,使双手都能从事纺纱或并线,而且轮的牵引力也提高了。欧洲直到6世纪才出现脚踏织机,13世纪才被广泛应用。
织造技术也有了进一步的发展。秦汉时期的织机,主要有斜织机、多踪多蹑花织机、束综提花机、罗织机和立织机等。此外,梭和筘也是重要的引纬和打纬工具。先秦时期出现的平纹及其变化、斜纹及其变化、绞经、经二重、纬二重、双层、提花等织物组织和品种,这时仍广为应用,同时又有了新的发展。由于多种织机的使用和整个织造技术的发展,使这一时期生产出了许多纱、縠、罗、绮、绫、锦等色泽艳丽、图纹华茂的作品,体现了汉代纺织技术的高度发展水平。
(三)染印技术
秦汉时期,染印技术也有了进一步发展。从长沙马王堆汉墓出土的纺织品看,其印染织品的色彩十分鲜艳富丽,色相达到36种之多。不但使用了植物染料,而且还使用了矿物染料,并使用了媒染剂矾。有的布面十分光滑,说明印染后经过浆碾加工。根据《说文解字》所列,当时的染料和颜料品种已达39种。
在印花工艺上,长沙马王堆出土的印花织物有两种,即印花和印花敷彩。两者均十分精细,工艺手法是板印、绘画相结合。板印部分为图案的主干,起定位作用;而绝大多数线条为绘制而成。图案线条多细媚流畅,纹样多系卷枝、卷草、卷云或云纹,大概为当时的时尚。
引人注意的是,这时出现了套色型板印花技术。在此之前,织物花纹主要是靠画绘。1983年,在广州南越王墓出土了两件铜质印花凸版以及部分印花织品,这是中国汉代印花技术进步的有力证明。其中一件印花版呈扁薄板状,正面花纹近似松树形,有旋曲的火焰状纹凸起,均在同一水平面上,印版大部分厚度仅0.15毫米左右,其上可见因使用而磨损的痕迹。同时,在长沙马王堆一号汉墓也出土了一种金银色印纹织品,图案与南越王墓印花版的十分相似。
(四)纺织技术的推广
秦汉时期,纺织技术不仅在中原汉族地区广为流传并取得了长足的进步,而且在边远少数民族地区也已发展了具有各自地方和民族特色的纺织业。
据《后汉书·地理志》和《哀牢传》记载,中国海南岛的黎族和西南哀牢山一带的拉祜族、傈僳族等,在汉代也有了自己的纺织技术。黎族主要用木棉织广幅布。木棉是一种木本植物。织法是在一个圆泥饼上插一根细竹棍,或者用一枚大铜钱代替泥饼,做成纺轮。将木棉梳理成条,在腿上搓捻成线形,然后在纺轮上加捻成纱,并卷在纺轮的竹棍上形成纱锭,在腰机上织成布匹。这种用木棉织成的广幅布,一般幅长为180厘米,宽35厘米,合四幅成被,宽140厘米。哀牢夷地区少数民族的织物,《后汉书》称之为“桐花布”,说是用“梧桐木花”做成。实际上也是木棉布。
在西北的新疆地区,汉代出土的文物表明,当地不仅有毛纺织品,而且还有棉织品。如1959年在新疆民丰县以北的大沙漠中发现一座东汉合葬墓,出土了大量的织物,其中就有棉织品。
四、酿酒及其他制作行业的技术进步
秦汉时期,中国手工业技术得到了全面的发展。除了我们上面提到的几个行业以外,在酿酒、陶瓷、漆器、机械制造等方面也有了明显的进步。
(一)酿酒业
中国酿酒的历史十分悠久。秦汉时期,随着农业经济的发展,粮食产量的大量增加,酒业生产的规模达到了前所未有的程度,酒肆作坊遍布全国的都市和乡镇。西汉中期,封建统治者为了扩大中央政府的财政收入,在推行盐铁官营、均输平准等政策的同时,一度“榷酒酤”[38],对酒实行专卖,这也足以说明当时酿酒业在社会经济生活中的重要地位。
在继承前代生产经验的基础上,这一时期酿酒技术有了明显的进步。具体说来,主要表现在以下几个方面:
二是成酒度数(酒精含量)的提高。在中国古代,酒的度数一般都较低。酒的度数低,酒中水分含量高,则酒容易酸败变质。西汉末年,粗米二斛可得成酒六斛六斗。出酒量如此之高,说明酒的度数很低。东汉以后,开始出现了一些度数较高的酒。《汉书·平当传》有如淳注云:“稻米一斗得酒一斗为上尊,稷米一斗得酒一斗为中尊,粟米一斗得酒一斗为下尊。”如淳是三国时人,他所说的出酒量,较西汉末年粗米二斛得酒六斛六斗的比例,有了明显的下降。东汉哲学家王充也说:“美酒为毒,酒难多饮”,“过于三觞,醉酗生乱”[40]。这也是当时酒度数提高的又一证明。
三是酿造工艺的改进。秦汉时,人们在酿酒时,不仅重视原料与酒麹之间的比例关系,而且在酿造工艺和方法上也有了新的改进。约在东汉时,出现了一种被称为“九酝”的新酿造法。所谓“九酝酒法”,就是在酿造过程中,采取连续投料的方法,分批追加原料,以保持一定浓度的糖分,造成酵母菌充分发酵的有利条件,使酿成的酒更为醇厚。这一方法对于提高酒的度数起了很大的推动作用,并对后世的酿酒方法产生了一定的影响。北魏贾思勰在《齐民要术》卷七中说,用这种方法酿成的酒,“香美势力,倍胜常酒”。
酿酒画像砖
此外,葡萄酒之由西域传入中原,也从一个侧面反映当时酿酒业发展的盛况。
(二)陶瓷业的新发展
春秋战国时期,中国的陶瓷业已有了较大的发展,而且由于原料及其他自然条件的不同,形成了不同的地方特色。一般来说,那时在东南沿海印纹硬陶和原始瓷的使用较为普遍,北方如三晋、两周地区则以灰陶和夹砂陶为主,而南方的制作工艺略高于北方。秦汉时期,各地在继承传统陶瓷制造技术的基础上又有了新的发展,主要表现在:西汉时发明了铅釉陶,东汉晚期发明了真瓷。这两项技术奠定了中国陶瓷两大宗的格局。
中国古代的铅釉陶始见于西汉武帝时。在此以前的陶制品,主要是板瓦、瓦当、空心砖等建筑用陶。从考古资料看,铅釉陶首先在关中(陕西、甘肃东南)地区出现,而后扩散到关东、河南、两湖等地区。铅釉的主要溶剂是PbO,主要着色剂是铜和铁,在氧化性气氛中烧成。铜使釉呈翠绿色,铁使之呈褐色和棕红色。铅有降低熔点、增加流动性的作用。铅釉与商周时的石灰釉不同:一是成分,石灰釉的主要成分是CaO,主要着色元素是铁;二是熔融温度,石灰釉属高温釉,铅釉则为低温釉,大约在700℃开始熔化。从现代生产实践看,低温釉的配料甚为简单,用铅粉、石英粉和少量着色剂(铜花、赭石)加水磨细,调和便成,然后施于胎上,在700℃—900℃的氧化性气氛中就可烧成。不过,这一技术在古代却是一项了不起的成就。铅釉的出现,是中国陶瓷业发展史上一个重要的阶段,绚丽多彩的唐三彩就是在此基础上发展而成的。
在汉代,铅釉主要用作明器,迄今尚未发现实用器物。这可能与其烧成温度较低有关。所见器物有鼎、盒、壶、仓、灶、井、家畜圈舍,以及水碓、陶磨、作坊、楼阁、池塘、碉楼等各种明器模型。大约到4世纪,这项技术才用于建筑业中,如做琉璃瓦等。
东汉时,中国出现了瓷器。这是中国陶瓷业发展史上一项重要的成就。关于中国古代瓷器出现的时间,学术界曾有过不少的争论。按“瓷”字最早见于晋人吕忱撰的《字林》,故近代较早的研究者认为晋始有瓷。这主要是由于瓷器容易破碎,实物难以久存,人们只能靠文字资料推证的缘故。近年来学术界较一致把东汉末年视作中国瓷器的发明期,把商周到西汉的青釉器归入原始瓷的范围。
学术界之所以对中国瓷器出现的时间问题存在争议,除了因实物资料较少以外,还由于对“什么是瓷”这一问题意见不一。一般认为,瓷的标准应该主要有以下几个特征:一是瓷胎的原料必须含SiO2和Al2O3较高的瓷石和高岭土,其釉料必须是高温的;二是烧结温度必须在1200℃以上;三是吸水率很低(小于1%)或不吸水,胎体坚强,叩之能发出清脆悦耳的“金属声”,胎色洁白,呈透明或半透明状。随着考古工作的进展,中国新出土的东汉时期瓷器已达到了上述标准,属真瓷无疑。
浙江是中国汉代瓷器的主要产地。近些年来,人们在浙江上虞、宁波、慈溪、永嘉等地发现了许多东汉瓷窑窑址。此外,在河南洛阳中州路和烧沟,河北安平逯家庄、安徽亳县、湖南益阳、湖北当阳刘家冢子等东汉晚期墓葬和江苏高邮邵家沟汉代遗址中也都发现过瓷器,其中有的出于延熹七年(164年)、熹平四年(175年)等纪年墓中。1978年,李家治先生和凌志达先生分别对浙江上虞出土的东汉越窑青釉瓷和黑釉瓷瓷片标本作了测试和分析,证明瓷胎的显微结构与近代瓷基本相似,瓷釉在外貌和结构上均已摆脱了原始瓷的原始性,具备了瓷的各种条件。瓷器的出现,是中国陶瓷行业发展的一大转折。
东汉时期之所以能发明瓷器,绝不是偶然的。它是战国以来印纹硬陶技术、原始瓷技术长期发展的结果。首先是陶瓷工艺不断改善,手法日趋细腻。人们在原料的选择和加工、釉料配制、筑窑和烧造技术等方面,都达到了较高的水平。选择和加工好原料,是制瓷的基础;配好釉料,控制好烧造过程,则是制瓷的条件。其次是烧制温度的不断提高。随着筑窑技术的改进,窑温不再成为提高陶瓷质量的障碍。由于这些技术的出现与完善,加上两汉相对稳定的社会发展环境,终于使中国的陶瓷行业结出了丰硕的成果。
(三)髹漆技术
中国髹漆技术有着十分悠久的历史。据《韩非子·十过》记载:“尧禅天下,虞舜受之,作为食器……流漆墨其上……舜禅天下而传入禹。禹作为祭器,墨染其外,而朱画其内。”这说明很早以前,人们已使用漆中加入红或黑色颜料的色漆修饰食器或祭器了。1960年前后,在江苏吴江新石器时代晚期遗址中就出土了绘漆黑陶罐。春秋战国时期,漆器日见兴盛,髹漆技术也有了很大的提高,为后世漆器的发展打下了基础。
从有关文献看,秦汉时期的漆器手工业已达到了一定规模。当时,设有漆器工官的就有10个郡县,其中以蜀郡和广汉郡的金银饰漆器最为著名。“蜀、广汉主金银器,岁各用五百万”[41],可见规模之大。又据《史记·货殖列传》记载,“陈、夏千亩漆”,其富“与千户侯等”,更有“木器髹者千枚”,“漆千斗”的“通都大邑”,足见漆器业的发达。大量的考古发现更是有力地证明了这一点。
中国的漆器和髹漆技术先后传到朝鲜、日本、东南亚,以及中亚、西亚各国,并传到欧洲,受到世界各国人民的重视和欢迎,成为世界文明的一个重要组成部分。
(四)机械技术
秦汉时,中国古代机械制造技术有了全面的发展。人们发明和发展了各种机械技术,在生产、生活、科研和军事等领域得到广泛的应用。如西汉时期发明的水碓,东汉时杜诗发明的水排,是用于粮食加工和冶铸鼓风的器械。东汉张衡发明的浑天仪,是一种水力推动的天体模型。在纺织业中,人们发明了各种纺织机械,以提高劳动生产率。在武器装备上,汉代弩机有了较大的发展,不仅提高了强度,也增大了射程和瞄准度,从而使弩的威力大增。
这里择要介绍几种汉代机械技术方面的发明创造。
记道车。又称记里鼓车、司里车。它是利用车轮的转动,自动把车行的里数记录下来的一种机械。其功能与现在的汽车里程表相当。西汉时就已有了记道车。据《西京杂记》卷五载:“汉朝舆驾祠甘泉汾阴……记道车驾四中道。”不过,由于缺乏资料,当时记道车的具体形制已不得而知。
指南车。指南车在古文献中也称为司南。不过,它与一般的指南针不同,是一种纯机械结构。据说,指南车的出现很早。沈约《宋书·礼志》记载:“其始周公所作……鬼谷子云,郑人取玉必载司南,为其不惑也。至于秦汉,其制无闻,后汉张衡始复创造。”这里说周公发明了指南车,令人难以相信,当时不可能有这样复杂的机械。《鬼谷子·谋篇》虽曾提及“司南”,但那时为指南针一类物件。看来,指南车是张衡的一项发明。现代学者王振铎先生根据史书的有关记载,已对指南车进行了复原。其构造为:在车上立木柱,上刻木人,以臂指南。内部是一个差动齿轮系结构,车转弯时内轮不动,外轮绕内轮旋转,车辕便通过绳索牵动齿轮,改变其配合,使中央立柱不动,从而使木人指向常不变动。但汉代人所造的指南车究竟为何模样,因缺乏实物资料而难以揣测。
风帆。风帆大约是中国古代利用风力做功的最早例证,其明确记载始于东汉中期。安帝元初二年(115年),马融上《广成颂》一文,对风帆使用情况作了十分生动的描写:“然后方余皇,连舼舟,张云帆,施蜺帱,靡飔风,陵迅流,发櫂歌,纵水讴,**鱼出,耆蔡浮,湘灵下,汉女游。”[43]这里所说的“张云帆”,是迄今为止中国关于风帆的最早的明确记载。东汉末年诗人王粲的《从军诗》中,也有“柎帆倚舟樯”一语,可见风帆已用于航行。
在汉代,船的技术有了很大的发展,除了风帆以外,当时还发明和使用了橹、舵和矴。橹是人力推动船行的一种工具,外形似桨而较桨大,常支于船旁和船尾的橹担上,橹摇动后,因橹叶前后压差而产生推力。橹约始见于西汉时期。舵是控制行船方向的一种工具,约发明于东汉时期。矴后世称为锚,石质谓矴,铁质谓锚。它是沉之于水,或掷之于岸作固定船位用的。矴的发明不会晚于西汉早期。以上这些,均有实物或文字资料作证。
众多的机械发明,为秦汉时期劳动人民的生产和生活提供了极大的便利,有力地推动了生产力的发展。
注释
[1] 《晋书·天文志》。
[2] 同上。
[3] 同上。
[4] [英]李约瑟:《中国科学技术史》第4卷,第1分册,北京,科学出版社,1976。
[5] 《易·说卦》。
[6] 《易·解》。
[7] 《左传》昭公四年。
[8] 《公羊传》僖公十九年。
[9] 《穀梁传》隐公九年。
[10] 《史记·秦始皇本纪》注引《三辅旧事》。
[11] 《淮南子·览冥训》。
[12] 《淮南子·说山训》。
[13] 八干为甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸。
[14] 《史记·封禅书》。
[15] 《汉书·刘向传》。
[16] 《黄帝九鼎神丹经诀》卷一。
[17] 《尔雅·释鸟》。
[18] 《汉书·召信臣传》。
[19] 王充:《论衡·商虫》。
[20] 王充:《论衡·物势》。
[21] 王充:《论衡·奇怪》。
[22] 王充:《论衡·物势》。
[23] 王充:《论衡·初禀》。
[24] 王充:《论衡·奇怪》。
[25] 王充:《论衡·讲瑞》。
[26] 同上。
[27] 一说“早锄早获”,锄获宜求适时,恐是校勘者之误。
[28] 《汉书·食货志》。
[29] 《汉书·食货志》。
[30] 《汉书·食货志》。
[31] 同上。
[32] 《史记·河渠书》。
[33] 《汉书·沟洫志》。
[34] 《后汉书·西羌传》。
[35] 《水经·湍水注》。
[36] 《后汉书·杜诗传》。
[37] 《后汉书·蔡伦传》。
[38] 《汉书·武帝纪》。
[39] 曹操:《奏上九酝酒法》,《全三国文》卷一。
[40] 王充:《论衡》之《言毒篇》《语增篇》。
[41] 《汉书·贡禹传》。
[42] 《盐铁论·散不足》。
[43] 《后汉书·马融列传》。