先秦时代的手工业技术
纺织我国早期纺织物,主要是麻布和丝绸。从新石器时代起,已普遍剥取野生麻类纤维,用手搓或陶、石纺轮加捻,续接成线。原始的织造技术是从编席、结网发展而来,采用腰机编织成布,如陕县庙底沟、华县泉护村出土布痕每平方厘米有经线、纬线各十根左右。属于浪清文化的浙江吴兴钱山漾遗址中,发现用芒麻织成平纹的细麻布,比疏朗的粗麻布质量要好。周代麻的栽培与纺织已达相当水平。《左传》成公九年引佚诗说:“虽有丝麻,无弃管蒯”,表明使用了多种纺织原料。陕西泾阳高家堡周初墓所出麻布有较紧密的组织。战国时,封建生产关系建立,农民的个体经济具有农业与家庭手工业相结合的特点,开始形成男耕女织的分工,纺织技术更加普及,所谓“一夫不耕,或受之饥,一女不织,或受之寒”。民间所生产和服用的主要是麻类织物,贵族和商人才穿着丝绸。
养蚕、缫丝和织丝以我国为最早,并且在相当长的时间内是唯一掌握这种技术的国家。在距今约五千年的饯山漾遗址中,发现了绢片和丝带,经鉴定,蚕丝为家蚕所产,绢片经纬密度为每厘米48根。由于蚕丝坚韧,富有弹性,且是长纤维,利用这一特点,可使经线密而纬线疏。平纹织物用经线显示畦纹,斜纹织物用作表面浮线,提花织物用来显花。殷代甲骨文有“系”、“丝”等象形字,不少青铜器包有丝织物残片,经鉴定有用较高技术织成的菱形花纹的暗花绸即“缔”或“文绮”。暗花绸的花纹是三上一下的斜纹组织,由经线显花,需用十几个不同的棱口和十余片综。因此,当时必定已有简单的提花装置。又,商代已有刺绣,宝鸡西周前期伯墓织物中的刺绣是采用辫子股绣的针法。《禹贡》、《诗经》、《左传》多处提到蚕桑和丝,养蚕有蚕室和蚕架,丝织物有罗、纨、绮、縠、锦、绣多种。西周重器毛公鼎铭文有“”字,郭沫若以为即“经”的初文,象《诗经·小雅·大东》“杼柚其空”,是指织机上卷经线和织物的这类机构。《考工记》记载染色分煮、冻、暴、染四道工序,“人”专司“湅丝”,“湅帛”。“湅帛”是“以栏为灰,渥淳其帛,实诸泽器,淫之以蜃”,即除漂白外,还要除去丝表面所附丝胶,使更富光泽和柔软(“栏”是楝木,“蜃”是蛎灰)。染料有矿物质和植物质两种,加用殊砂染红色、空青染绿色,靛蓝染蓝色,茜草染绛色等。染色方法有浸染和画缋两种。《豳风·七月》:“爱求柔桑”,说明周代陕西宝鸡、岐山一带气候较今温暖湿润,适于种桑、饲蚕,丝织业较为发达。长沙出土的战国丝织物有绢和锦,经线密度为每厘米80根,纬线密度每厘米44根,有朱条暗花、对龙、对凤等复杂纹样。
化工
早在原始社会时期,人们已逐步积累了一些化学知识,掌握了某些化工技术。
火是人们最早利用的天然能源。自然界的可燃物通过化学变化释放出热能,给人以温暖和光明,使原始人获得熟食和免受野兽侵袭。距今约170万年的元谋人已知用火,这是世界上迄今所知最早的用火遗迹之一。周口店北京猿人已知保存火种,在猿人居住的洞穴中有厚达6米的灰烬堆积。
从使用天然火到人工取火是人类的一大发明。摩擦生火是最早的取火方法,例如用木料互相摩擦或用燧石互击并由易燃物引燃。这些人工取火的技术,是由木器、石器加工过程中摩擦生热获得启示而产生的。《庄子·外物》:“木与木相摩则然”,《韩非子·五蠹》及其他古籍中也有“钻燧取火”的记载。这类取火技术在近代仍为一些少数民族所使用,如黎族的钻木法,苦聪族的锯竹法等。人工取火使人们第一次支配了一种自然力,实现了机械能向热能的转化,从而大大增加了开发自然的能力。由于火的发明才使得许多重要发明如制陶、冶金的出现成为可能。
陶器的发明是人类第一次改变天然物的本来性质。它的发明是制作技术的一个重大突破。陶器既可用作生产工具(纺轮、陶刀、陶锉等),又可广泛用作生活器具(储存谷物的陶缸、陶罐、以及日常使用的鼎、、豆等炊事用器、食具等)。《周书》说:“神农耕而作陶”,正表明陶器的发明和人们农业定居生活的需要以及从耕作、营造等活动中认识粘土的性能有着密切的关系。
最早的陶器可能是在编制容器上涂沫粘土,经晾干,烘烤后而成,其后,逐步掌握了粘土成型及烧制等技术。早在仰韶时期,人们已能烧制灰陶和红陶,又用矿物质绘制图案,焙烧后成为彩陶(见图1)。陶土经选取、晒干、破碎、沤泡、揉制、存性等工序,成为具有良好塑性的泥料。所得陶器有“泥质陶”、“细泥陶”等类,质地远较原始的粗陶为优。为加强泥料抗裂抗变形性能,在陶土中掺入砂粒,称为“夹砂陶”。早期制坯用手工捏塑或用泥条盘筑,仰韶时期已使用慢轮修整。烧制技术也从原始的堆烧发展到竖穴窑(火室直接位于窑室之下),或更先进的横穴窑(火室与窑室分开),如西安半坡遗址所出这两种窑都由火口、火室、火道、窑箄、窑室构成。龙山时期的制陶业有很大发展,广泛采用快轮制坯,陶窑结构更为完善,据出土陶片测定,烧制温度可达1000℃。当焙烧后期,于高温时将窑室顶部密封并使水份由项部渗入窑室,使窑内氧气不足,成为还原性气氛,则陶土中的氧化铁还原为氧化亚铁(FeO),从而得到著名的黑陶。山东、河南等地所出厚仅1毫米的薄胎黑陶(蛋壳陶),标志着该时期制陶业的高度技术水平。在龙山文化晚期还出现了以瓷土(高岭土)为原料的自陶以及着釉技术。在此基础上,商代中期已有原始瓷器,如郑州二里冈商代遗址所出这类器物,经用现代科学手段检测,证实它们已具备瓷器的基本特征即用瓷土作胎,表面着釉。但原料纯度、烧结温度均偏低,故称作原始青瓷。近年来在甘肃灵台,陕西西安,河南安阳、洛阳,安徽屯溪,江苏丹徒、吴县等地的商、西周遗址中,都发现了这类原始瓷,烧成温度高达1100�1200℃,器表均施有石灰釉。春秋战国时期的原始青瓮续有发展,如浙江绍兴战国墓所出大批青釉器,质地致密,器形规整,多仿照青铜器的形制制作。它们是早期青瓷的先声,对于瓷器在中国的独特发展有着重大的意义。
酿酒是淀粉质发酵糖化酒化的过程,这一化工技术最初是由粮食储存中的发酵现象得到启示而产生的。用谷物酿酒有可能始于新石器时代晚期,到商代已较普及。商人饮酒之风甚盛,青铜和陶质的酒器种类繁多。《尚书·说命》记商王武丁和傅说的对话,其中提到:“若作酒醴,尔惟鞠蘖”,“蘖”即是制酒用的酵母。《礼记·月令》说:“仲冬……乃命大酋,秫稻必齐,曲蘖必时,湛炽必浩,水泉必香,陶器必良,火齐必得,兼用六物,大酋兼之,无有差货。”这段文字生动地叙述了酿酒过程的六个要素。曲蘖中的酵母菌是很敏感的微生物,如水中有杂质将影响菌类的作用,制酒时所用容器和温度控制也很重要,所以说“水泉必香”,“陶器必良”,“火齐必得”。曲能使糖化和酒化结合起来同时进行,用曲酿酒是我国特有的酿酒技术,欧洲到十九世纪九十年代才从中国的酒曲中分离出毛霉,建立由淀粉发酵的酒精制作技术。
漆的使用也以我国为最早,漆是漆科木本植物漆树的分泌物。漆汁中含有水份,称为生漆,经日晒脱水后成为熟漆。漆液经化学变化能在器物表面形成薄膜,具育保护和美化器物的作用。《韩非子·十过》说:“尧禅天下,虞舜受之,作为食器……流漆墨其上。”近年来,辽宁、山西、江苏等地都出上有新石器时代晚期的木胎漆器或在陶器上有漆绘,证明以上传说是有根据的。庄子曾任漆园吏的官职。春秋战国时期,漆器制作和漆绘技术有较大提高,湖北江陵、河南信阳等地战国墓葬中所出大批精美的彩绘漆器即其代表作。秦汉以后,日常用具逐步由漆器代替了青铜器。
在生产实践和日常生活中,人们逐步积累了各种物质的性能及其变化的知识,从而概括为对事物本原的某种朴素认识。《尚书·洪范》提出水、火、木、金、土为五行,《国语·齐语》:“以土与金木水火杂,以成百物”,说明战国时期兴起的五行学说,在初是由耕作、制陶、冶金、酿酒等物质交互作用与变化得到的朴素唯物主义观点,如郭沫若所说:“稼稿作甘,是由酒酿得来。……金属能给人以辛味”①。五行学说所反映的各种自然现象的相互对立与联系,也具有朴素的辩证性质,如火能烁金,斧斤可以伐木,等等。这些对后世哲学思想、科学技术观念以及医学、炼丹术的发展,都有着深远的影响。从这一意义上,可以认为,五行学说是我国古代物质理论的肇端,在化学发展史上具有重要地位。
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