第4章

由于磁石具有吸鐵性質(zhì)，古人把這種性質(zhì)比做母子相戀，認為“石，鐵之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈者，亦不能引也。”漢朝以前，磁石都寫成“慈石”。人們還注意到磁石不能吸引銅，更不能吸引瓦，這就是“及其于銅則不通”，“而求瓦則難矣”。宋朝的陳顯微和俞璞對此曾作了探討，認為磁石所以吸引鐵，是有它本身內(nèi)部原因，是由鐵和磁石之間內(nèi)在的“氣”的聯(lián)系決定的。明朝劉獻廷也認為磁石引鐵是由于它們之間具有“隔礙潛通”的特性。他還記錄了磁屏蔽現(xiàn)象：“或向余曰：磁石吸鐵，何物可以隔之？猶子阿孺曰：惟鐵可以隔之耳。”雖然這種解釋是錯誤的，但是由于當時的科學發(fā)展水平，能考慮到這個問題已經(jīng)難能可貴了。在磁學中，磁偏角、磁傾角和磁場強度是地磁三要素。磁偏角是由于地球磁場的南北極和地理上的南北極并不完全重合產(chǎn)生的，磁傾角是地球磁場強度方向和當?shù)厮綂A角。歐洲人對磁偏角的最早發(fā)現(xiàn)是哥倫布海上探險的1492年，磁傾角的發(fā)現(xiàn)還要更晚一點。在中國，這一切的發(fā)現(xiàn)要早于歐洲。關于磁傾角，宋朝就已經(jīng)察覺這個事實了。人們指出，指南針磁化過程中，它的北向總是向下傾斜。這就隱含著當時人們已經(jīng)意識到傾角的存在。

宋朝的沈括在記述天然磁石摩擦鋼針可以指南時指出：“然常偏東，不全南也”。這是世界上最早的關于磁偏角的記載。地磁學告訴我們，磁偏角是隨著地點的變化而變化的，又由于地磁極在不斷變化，磁偏角也隨之變化。所以沈括說“常微偏東”，而不是說“恒微偏東”，說明他意識到磁偏角還是有些微變化的。到南宋時，磁偏角因地而異的情況更有明確記載，并被應用到羅盤上。所謂“天地南北之正，當用子午?；蛑^江南地偏，難用子午之正，故丙壬參之?！边@是說，在地理子午線和地磁子午線一致的地方，用指南針可以；而中國東南部，地理子午線和地磁子午線有一個夾角，所以需要用其他方法來修正一下。作為四大發(fā)明之一的指南針，歷來是中國人引以自豪的，這一發(fā)明不但說明了中國古代人民的智慧和觀察能力，而且是中國對世界歷史發(fā)展的巨大貢獻。如果說，科學進步的歷史是全世界各國人民共同推動的，那么說中國古代曾處于這個行列的前面，則是一點也不過分的。

造紙術的發(fā)展在遠古的時候，中國人就已經(jīng)懂得養(yǎng)蠶、繅絲。秦漢之際以次繭作絲綿的手工業(yè)十分普及。這種處理次繭的方法稱為漂絮法，操作時的基本要點包括，反復捶打以搗碎蠶衣。這一技術后來發(fā)展成為造紙中的打漿。此外，中國古代常用石灰水或草木灰水為絲麻脫膠，這種技術也給造紙中為植物纖維脫膠以啟示。紙張就是借助這些技術發(fā)展起來的。

西漢初年，政治穩(wěn)定，思想文化十分活躍，對傳播工具的需求旺盛，紙作為新的書寫材料應運而生。許慎著《說文解字》，成書于公元100年。談到“紙”的來源。他說：“‘紙’從系旁，也就是‘絲’旁”。由此可以看出，最初的紙是用絲制成的。許慎認為紙是絲絮在水中經(jīng)打擊而留在床席上的薄片。這種薄片可能是最原始的“紙”，有人把這種“紙”稱為“赫蹄”。這可能是紙發(fā)明的一個前奏，關于這種“紙”的記載，可以追溯到西漢成帝元延元年（公元前12年）。《漢書·趙皇后傳》中記錄了成帝妃曹偉能生皇子，遭皇后趙飛燕姐妹的迫害。她們送給曹偉能的毒藥就是用“赫蹄”紙包裹，“紙”上寫：“告?zhèn)ツ埽︼嫶怂?！不可復入，汝自知之！?/p>

從迄今為止的考古發(fā)現(xiàn)來看，造紙術的發(fā)明不晚于西漢初年。最早出土的西漢古紙是1933年在新疆羅布淖爾古烽燧亭中發(fā)現(xiàn)的，年代不晚于公元前49年。歷史上關于漢代的造紙技術的文獻資料很少，因此難以了解其完整、詳細的工藝流程。后人雖有推測，也只能作為參考之用?？傮w來看，造紙技術環(huán)節(jié)眾多，因此必然有一個發(fā)展和演進的過程，絕非一人之功。它是我國勞動人民長期經(jīng)驗的積累和智慧的結晶。

不過，上述地區(qū)出土的用絲做成的“紙”和今天我們所看見的紙有著本質(zhì)的區(qū)別。這種“紙”質(zhì)量較差，而且制造成本昂貴，不便于大范圍地推廣。那么，是誰改進了造紙術，造出了真正的紙呢？他就是我國東漢時期的蔡倫。蔡倫是桂陽郡（今湖南省耒陽市）人。他在漢和帝時任尚方令，主管宮內(nèi)御用器物和宮廷御用手工作坊。在此期間，他總結西漢以來造紙經(jīng)驗，改進造紙工藝，利用樹皮、麻布、麻頭、漁網(wǎng)等原料精制出優(yōu)質(zhì)紙張。105年，蔡倫把自己改進的紙張獻給了漢和帝。

蔡倫

看見蔡倫改進的紙張，漢和帝十分開心，并對蔡倫大加贊賞。

就這樣，造紙術開始從國都洛陽向經(jīng)濟文化發(fā)達的其它地區(qū)傳播。蔡倫被封到陜西洋縣為龍亭侯，造紙術就傳到漢中地區(qū)并逐漸傳向四川。據(jù)蔡倫家鄉(xiāng)湖南耒陽的民間傳說，蔡倫生前也向家鄉(xiāng)傳授過造紙術。東漢末年山東造紙也比較發(fā)達，出過東萊縣（今掖縣）的造紙能手左伯。公元2世紀造紙術在我國各地推廣以后，紙就成了和縑帛、簡牘的有力的競爭者。公元3~4世紀，紙已經(jīng)基本取代了帛、簡而成為我國唯一的書寫材料，有力地促進了我國科學文化的傳播和發(fā)展。公元3~6世紀的魏晉南北朝時期，我國造紙術不斷革新。在原料方面，除原有的麻、楮外，又擴展到用桑皮、藤皮造紙。在設備方面，繼承了西漢的抄紙技術，出現(xiàn)了更多的活動簾床紙模，用一個活動的竹簾放在框架上，可以反復撈出成千上萬張濕紙，提高了工效。在加工制造技術上，加強了堿液蒸煮和舂搗，改進了紙的質(zhì)量，出現(xiàn)了色紙、涂布紙、填料紙等加工紙。