中国明朝时期的印刷和机械制造

明代由于人们日益增长的生活需要,在一系列的轻工产品的制作技术方面,有新的发展与提高。

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1.印刷

明中叶以后,城市经济空前发达,市民文化应运而生,促进了印刷工艺水平的提高。当时出书的内容很是丰富,除了印刷前代流传下来的经史子集之外,当代的文学作品、医农书籍、日用便览、蒙童读本也大量被印刷出来。

明朝印书业分布地点很广,一些新兴的刻书中心,如南京、北京、苏州、徽州、湖州等逐步形成,一些老的刻书中心,如福建建阳等地也保存下来。除国家宫廷、国子监刻书以外,一些藩王、地方政府也热衷于刻书;还有许多私家刻书,以牟取利润。

在印刷技术上,已出现了铜活字印刷。江苏无锡的华燧在1490年和1495年分别印行的《宋诸臣奏议》与《容斋五笔》是我国现存最早的铜活字印刷品。在明朝,常州人还创制了铅活字,可惜未能推行。明朝印刷术还有套印、饾板、拱花技术的发明。彩色套板是将同一板面分成几块同样大小的木板,每板各用一色,逐次印在同一纸上而形成多种色彩。饾板是将同一板面分割成大小不同的板块,分别刷上不同的颜色,逐个拼集套印在同一板上。由于这些木板如饾钉小饼,很是零碎,故称饾板。套印与饾板的发明,使板面鲜艳多彩,引人注目。明末安徽休宁人胡正言用饾板印的《十竹斋画谱》、《十竹斋笺谱》,可以说是饾板的代表作,其深浅浓淡、阴阳向背,与原画相去无几。明朝印刷书籍还多用插图,板式字体亦有变化。板式,明初多用黑口,嘉靖后用白口,万历后黑白口并用。字体,明初用赵孟頫体,中期用欧阳询、颜真卿体,万历后用宋字体,为今天广泛使用的印刷字体打下了基础。在装订技术方面,明朝初期用包背装,在书页边栏的空白处打孔,穿上纸捻,然后加上包装的封面。明朝中叶,为了克服包背装不便于裁切书背的缺陷,而改用线装,它把包背装完整封面裁成两半,分置于书身前后,然后把它们连同书身一起打孔穿线,装订成册。这样不仅外观好看,而且便于改装,书页也不易散乱,故直至现在还在应用。线装的出现,说明我国装帧技艺已进入新阶段。

2.烧瓷

明代制瓷技术较元代有新的发展。单色釉的品种增多,出现了鲜红、宝石红、翠青、娇黄、孔雀蓝等。彩瓷中青花瓷的制作十分精致,上海博物馆收藏的成化年间(1465-1487年)所制孔雀绿釉青花鱼莲纹盘,它的釉色与孔雀翠绿的羽毛极为相似。它是用青料绘成图案,不加白釉即行烧制,烧成后再抹上绿釉,经低温焙烤而成。青花是明代瓷器生产的主流,产量大,品种多,在制瓷技术上也有所创新。在明朝成化年间还创造了一种斗彩瓷,斗彩又称"逗彩",它是釉下青花与釉上彩饰相结合而成,两彩互相辉映,争妍斗艳,故称斗彩。它的制作过程是,先用青料绘出花纹轮廓,加上白釉烧成后,再按青料的轮廓填绘红、黄、绿等各种色彩,最后加以烘烧而成。至明朝后期,在斗彩的基础上,又创作了"五彩瓷"。它用多种彩色在直接烧成的瓷器上,描上各种花纹,再经烘烧做成,其颜色十分艳丽。

明代瓷器与历朝一样,在国外享有盛誉。16世纪时,龙泉青瓷传到法国,受到法国人的青睐。法国人就用名剧《牧羊女亚司泰来》的男主人公"雪拉同"的服色来命名龙泉青瓷,此名一直沿用到现今。

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3.制盐

明人对于盐的分类、性质、用途作了深入的探求。李时珍《本草纲目》中"食盐"、"戎盐"、"光明盐"诸条中,详细记载了它们的产地、形态、采集方法、性味及医药用途等。他认为"盐为百病之主,百病无不用之",如服补肾之药应该用盐汤,补心之药应用炒盐,同时亦指出哪些疾病应该忌服盐汤。宋应星对食盐作了精深研究,指出盐的来源不一,有海盐、池盐、井盐、土盐、崖盐、沙石盐之分,并详细地记载了各种盐的煎炼方法。如海盐的制法就介绍了草灰取盐法、沙席渗盐法、直接晒盐法等多种方法。对于井盐的提炼,也从凿井用具的使用到卤水的提汲,一直到井盐的熬制,讲得十分详细。

明朝的晒盐技术,进步最为明显。从元代开始,北方的长芦盐区已直接利用海水进行晒卤、晒盐。至明代,这一方法已日益推广,并在一些技术细节上作了改进。晒盐是在近海滩涂上修筑多级落差蒸发池,先将海水戽入最高一级,隔数日后,把海水引入下一级,在这个过程中,海水一面逐渐流动,一面逐渐蒸发浓缩,形成浓卤,最后放入结晶池晒盐。这一技术在明朝中叶后得到较快推广,如淮北五大盐场至嘉靖八年(1529年)已全部采用了这一技术。在井盐的制作中,对于凿井的方法,护井技术,利用火井熬盐等,也作了改进。

4.制糖

明代制糖技术,包括蔗糖的熬制与饴糖制作两个方面。

蔗糖的熬制比前代更加完备。甘蔗砍下后,放入糖车中进行轧榨,取其糖汁。浆汁从槽规流入缸内。每一石浆汁,放石灰五合。取汁煎糖时,把三口锅并列如"品"字,先把稠汁聚入一锅,然后逐步加稀汁在两锅之内,最后用适当火力熬制成糖。

饴糖的制作是将稻麦之类浸湿,待到它们生芽后晒干,然后煎炼成糖。明朝麦芽糖的加工食品,以宫中制成的"一窝丝"最为有名。它的表面白而发光,有的外面还滚上芝麻,内部松虚多孔,吃起来松甜可口,颇受老幼欢迎。这是明朝人的一个创造。它之所以称为"一窝丝",是因为用饴糖拔丝而成的缘故。

5.机械制造 (1)纺织机械

明代的纺织技术,由于棉花种植的普及和人们对棉布的急切需要而发展起来。当时纺织器械较前有了改进。

在元代,黄道婆推广了一种脱去棉籽的搅车,它是利用曲柄、杠杆等构件,进行搅动而脱籽。至明代万历(1573-1620年)时,一种更为先进的太仓式搅车诞生了。它利用辗轴、曲柄、杠杆、飞轮等原理,省功而提高了轧棉的效率。据说一人一日可出花30多斤。而美国至18世纪还是用人力摘除棉籽,一人紧张劳动一天还不一定能清拣出一磅棉花。至1793年,美国人才发明了轧棉机。

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其次是弹棉工具的改进。黄道婆曾用四尺长、装绳弦的大弹弓。到明末,对黄氏弹弓再作改进或"以木为弓,蜡丝为弦",用弹椎击棉;或采用"悬竿弹棉法",用一根竹竿把弹弓悬挂起来,减轻弹花者左手持弓的负担,充分利用了振荡原理,提高了开松率,使弹棉的速度越来越快。

再次,是纺车的改进。南宋时已在麻纺车的基础上发明了一锭的棉纺车,黄道婆用脚踏发动的三锭纺车,使效率大为提高。而在明末清初,更改进为同时能纺四锭线的纺车,而达到了单人纺车的极高水平。

织布与印染技术也有所发展。当时织出的丝、棉产品,可以说流向了世界各地,著名的有漳缎、提花绒丝织物、双面丝绒、双层棉、妆花缎等。

(2)西方机械制造术的影响

西方传教士来华后,介绍了一些西方的机械及其制造技术。宋应星是最早接受这类知识的代表之一。他在《天工开物》中,介绍了一些西方兵器的制作。

而在中国具有近代意义的第一部机械工程方面专著,是邓玉函与王征合译的《远西奇器图说录最》(简称《奇器图说》),该书在天启七年(1627年)刻于北京,共2卷。书的内容很注意介绍那些关系到国计民生、简便易行的实用性器械,也介绍一些精妙绝伦的观赏器具,尤其重点介绍了荷兰数学家斯蒂文、德国矿冶学家乔治.鲍尔(1494-1555年)、意大利科学家拉梅里、古罗马建筑学家维脱鲁维的科学成就。《奇器图说》卷二所叙诸器,来源于《数学通论》一书第十章。书中图说之部,则多采自拉梅里之书。

王征还把中西科学结合起来,根据西方机械原理,发明了虹吸、鹤饮、轮激、风硙、自行磨、自行车、轮壶、代耕、连弩等几种器械。这些器械的制作方法,都著录在他所撰的《新制诸器图说》一书之中。王征还著有《额辣齐亚牖造诸器图说》,收录了他制作的天球自旋,地堑自收,日晷自移,水轮自汲,大船自去,风车行远,云梯直上,自转常磨,自行兵车,活台架炮,妙轮奏乐等24种新器。所谓"额辣齐亚",是拉丁语"天主圣宠"之音译,表示这些东西是由于天主的启示所造出,因为王征是个虔诚的天主教徒。

此外,王征还对龙尾车、恒升车、活杓、活闸、活辊木、运重机器、千步弩、生火机等进行了改进制作。

明朝后期,一些科学家对中国传统工艺如舟车的制造技术等进行了总结。《天工开物》对各种产品从原料到制成品全部生产过程的工序、方法,都作了较详细的且附有图解的说明,便于后人理解各种生产工具的内部构造、制作过程和使用方法。其中关于某些器械的记载,至今仍有一定价值。