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第四章 工程、手工业技术

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第一节建筑

在秦汉以来建筑技术不断进步和积极吸纳外来建筑形式的基础上,隋唐时期的建筑已形成了一个完整的和成熟的,以木构为主,土、木、砖、石全面发展的具有独特风格的建筑体系,并且在城市建设、寺院建筑和桥梁建造上取得了许多杰出的成就。

兴建大兴城隋朝建立后,仍沿袭北周定部长安。但鉴于汉长安旧城规模不大,残破日久,且水质欠佳,不宜饮用等原因,更主要的是为适应当时政治、经济、文化发展的需要,隋文帝杨坚于开皇二年(582)六月,令高颎、字文恺等人在长安旧城东南的龙首山南坡山原上营建新城。因杨坚曾在北周时受封为大兴郡公,所以新城被命名为大兴城,后来到唐代又复称长安城。大兴城整个城市设计合理、规整,布局东西对称,里坊区划分明。全城由郭城、皇城和宫城构成,南北长约八点七公里,东西广约九点七公里,面积达八十四平方公里,其规模相当于明代重建的长安城的七倍多。宫城位于城市北部中心地段,是皇帝处理朝政和皇室居住的地方。皇城又称子城,在宫城南面,是朝廷各官署所在地。郭城又叫罗城,位于宫城和皇城的东、西、南三面,是官吏府第和一般民户的居住区。郭城周围筑有高达六米的城墙,四面各开有三座城门,城外挖有宽九米、深四米的护城壕。城内交通方便,道路、里坊整齐有序。全城有南北大街十四条,东西大街十一条,界于宫城和皇城之间的东西横街宽达二百二十米以上,中轴线上的南北主干道朱雀大街宽约一百五十米。这些街道把郭城分割成一百零八个里坊。每个里坊自成体系,坊的周围筑有三米左右的高墙,坊内一般修有十字街,四面开有坊门,入夜禁闭,不得随意出入。唐代诗人白居易在《登观音台望城》诗中所写:“百千家似围棋局,十二街如种菜畦”,即形象地描绘了大兴城这种严整的布局。此外,郭城内还专门设有东西两市,作为民间贸易活动的场所。在大兴城的规划和建设中,全面而周密地考虑了地形、水源、给排水、交通、军事防御、环境美化、管理以及经济文化等多方面因素,其规模之大及规划之严整,可说是当时世界上所仅有的。 大兴城也是一座非常优美的城市,它北临渭水,西有沣河,东有灞水、浐水,南对终南山,处于景色十分秀丽的环境之中。在兴建时,又开凿了三条渠道引水入城,如城南有永安渠和清明渠,城东有龙首渠,龙首渠又分为二条支渠。三条水渠都分别流经宫苑再注入渭水,水渠两岸种植柳树,城内外渠畔的景致十分宜人,成为人们休憩和游赏的重要场所。

按照周密的规划,大兴城于公元582年动工兴建,“当年12月基本建成,次年3月即迁入使用”,前后仅用了九个月的时间,一座崭新的都城便在龙首原上拔地而起,其建设速度之快实令人惊叹。由此可见,整个工程在规划,设计,人力和物力的组织管理等方面,都是相当精细和严谨的,这不仅是中国古代城市建设规划高超水平的标志,也是当时国家的经济实力和科技水平的体现。

兴建大兴城虽由高颎总负责,但整个工程的规划和设计,实际上都是宇文恺完成的。宇文恺曾任工部尚书、将作大匠等职,是隋朝负责营建的高级官员,也是中国古代著名的建筑学家。他一生好学,博览书记,擅长城市规划和土木工程,除主持大兴城的兴建外,还领导了东都洛阳的建设、广通渠的开凿、鲁班故道和长城的修复等一系列大型工程。他还曾按1:100(以一分为一尺)的比例设计了明堂图样,并制作了木样(木制模型),这种使用一定比例的图纸和木样的设计方案,是我国建筑技术上的重大进步。此外,宇文恺还设计建造了可容纳数百人的观风行殿。这是一座大型积木式活动建筑,可随意折卸、拼装和移动,“离合为之,下施轮轴,推移倏忽,有若神功”。隋炀帝巡游甘肃、青海一带时曾经试用,见者“莫不惊骇”。与宇文恺同时的何稠,也曾设计制造过可用预制木构件随时装配的六合城,并在征辽战争中使用。观风行殿和六合城的建造,是大型建筑装配化的一种创造性的尝试,但在当时,这种方法只能用来制作封建帝王耀武扬威的工具,还不可能运用到日常的建筑工程中去。

唐代的长安城,或称京师城和西京,人口达百万以上,是当时世界上最大的城市。它是在隋代大兴城的基础上扩建而成的,特别是在城东北禁苑内新建大明宫,取代了隋代以大兴殿(唐为太极殿)为中心的旧宫殿区。大明宫由三十多所宫殿组成,是一组庞大的宫殿建筑群,可视为唐代宫殿建筑的代表作。其中麟德殿的规模最大,据遗址测定,夯土台基南北长一百三十米,东西宽七十七米,分上下两层,共高五点七米。台基上建有前、中、后三殿,史载大历三年(768)曾“宴剑南、陈、郑神策将士三千五百人于三殿”,可见规模之大。有些殿堂的布局也很引人注目,如含元殿前两侧建有翔鸾、栖凤两座高阁,并设有长七十余米的“龙尾道”;麟德殿三殿连建,东、西廊各有一楼一亭,并围绕回廊等,这种壮观的布局,在一定程度上反映了初唐时期设计思想的开阔和建筑技术的发展。此外,唐代还在城内外开漕渠、修夹道,建兴庆宫、整修曲江芙蓉园,使长安的建设更加符合统治者的需要。

隋唐时的东都洛阳,前临洛水,北倚邙山,南北最长处达七千三百米,东西最宽处达七千二百米,总面积比长安城略小。隋炀帝大业元年(605)三月诏令杨素、宇文恺等负责营建,于次年(606)正月完工。洛阳城的规划原则与大兴城基本一致,只是宫城、皇城位于西北一隅,宫城北面建有重城,里坊面积比大兴城的里坊要小,但设有三个商市。隋唐两代,它的地位几乎与长安相等,也是当时政治、经济和文化的一个中心。

隋唐时期长安和洛阳的设计规划,在国内外产生了相当大的影响,不少地方都以其为城市建设的样板。如当时我国东北地区的渤海国,曾仿唐制设五京。据考古发掘和调查表明,其上京龙泉府(在今黑龙江宁安)、中京显德府(在今吉林和龙)和东京龙原府(在今吉林珲春),都是仿照长安城的布局设计建造的,有些里坊形势则仿自洛阳城。日本飞鸟和奈良时代,陆续兴建了许多宫和京,如藤原京、平城京等,据近年考古和文献研究结果表明,也都是参照唐长安城和洛阳城的制度而建设的。

寺院建筑由于佛教盛行,隋唐时期在全国各地又兴建了大量的寺院。这些建筑大都是以中国古代传统的木结构为主。分别建于庸建中三年(782)和唐大中十一年(857)的山西五台山南禅寺大殿和佛光寺东大殿,是现存唐代建筑中规模较大的木构建筑,也是我国已知现存最早的完整木构建筑。佛光寺利用山坡地形布局建成,其东大殿建在一个高台上。大殿面阔七间,进深四间,由立柱、斗拱、梁坊组成梁柱式的构架。殿的内柱、外柱和梁枋互相连结,组成一个稳固的整体,并以柱的“侧脚”加强构架和榫卯结合。殿的外檐斗拱使用下昂和横拱,借以挑悬承重和使受力均衡,从而出檐深远,形制显得更加雄伟深沉。内柱上使用偷心拱上承平,使殿内整洁明亮。屋檐的翼角翘起,由中心柱向角柱逐渐增高,屋顶的曲线轮廓(“举折”)沿各层纵横的大小梁枋和檩条的标高变化,而采用宏大的斗拱承托,则使屋顶显得厚重有力。佛光寺大殿虽然只是唐代一座中型殿堂建筑,但其中已包含有梁、柱、斗、拱、昂等木结构的主要构件和形式,并有一套完整的构架体系,这明确地反映了唐代木构建筑技术的成熟。

隋唐时期寺院中建造过许多塔,木塔现已不存,仅存砖石塔。隋唐石塔体形较小,且数量较少,山东历城神通寺石塔,全部用当地出产的青色岩石筑成,塔高十三米,平面方形,四面辟门,所以俗称“四门塔”。这是己知现存的唯一一座隋代塔。隋唐砖塔也大多是平面方形,八角形的还很少,结构形制一般是楼阁式或内楼阁与外密檐相结合的密檐式。这两种形式都是空筒式结构,抗横剪力强,抗地震性良好。塔外壁用砖砌成,各层采用木过梁、木楼板,设木搂梯按层折上。在外观方面,唐代砖塔一般简朴无华,仅在个别塔中有模仿木构建筑的外檐装饰等。西安慈恩寺塔(大雁塔)、荐福寺塔(小雁塔)、长安县香积寺塔、礼泉香积寺塔、嵩山法王寺塔、蒲城梵彻寺塔、大理崇圣寺塔等,都是至今尚存的这一时期的名塔。大雁塔始建于唐永徽三年(652)。初建时只有五层,最上层原为玄奘藏经之用,故称“经塔”。武则天时改建为十层,后遭兵火毁坏,现存七层,高六十四米。小雁塔建于景龙元年(707),原有十五层,后因地震毁去两层,现存十三层,高五十米。大理崇寿寺千寻塔,建于南诏保和时期(824—839,一说建于贞观年间),十六层,高六十九米。小雁塔和千寻塔都是密檐式塔。这些高塔反映了唐代高层砖构建筑技术的杰出成就。

唐代寺院建筑对朝鲜、日本等国的寺院建筑有重要影响。如朝鲜和韩国现在还保存下来一些平面方形出檐的砖塔,都是仿照唐代砖塔式样建造的。日本奈良法隆寺,从平面布局到细部构造,也都是仿造唐代建筑式样建造的。八世纪时,鉴真和尚东渡日本,带去了一些工匠,在他主持下,依据唐代寺院在奈良建造了著名的唐招提寺。

赵州安济桥隋唐时期,随着社会经济的繁荣和交通运输的发展,建造了许多桥梁,其中以赵州安济桥最为著名。

安济桥,俗称赵州桥,建造在河北赵州(今赵县)城南约3公里的洨河上,约建于隋开皇中期(591—599),是中国也是世界上现存最早的大型石拱桥之一。这座石桥为巨石砌筑的单孔敞肩长弧形拱桥,全长五十点八二米,拱券跨度三十七点三七米,桥面宽九米,桥脚处宽九点六米,是由隋代著名工匠李春主持设计和建造的。赵州桥在造桥技术方面有多项重大的改进和创新。其中尤为突出的是改变了石拱桥多用半圆形拱的传统,创用坦拱式桥型,其拱券高度(拱矢)为七点二三米,远小于圆弧半径,与拱券跨度之比约为一比五。这样改进的结果,可减缓桥的坡度,使桥面较为平坦,便于车辆行人通行。李春还对“拱肩”进行了重大改革。他将以前通用的“实肩拱”改为“敞肩拱”,在主拱两肩又各建两个小拱,从而在世界上首创敞肩拱结构形式。这种敞肩式拱桥的最大优点是减轻了桥身的自重,提高了桥的承载力和稳定性,同时也节省工料,增加了过水面积,有利于排泄洪水,并且使桥的建筑造型更为美观。赵州桥的整个拱券由纵向并列砌置的二十八道各自独立的拱券构成。为防止外倾和增强各拱券间的横向联系,采取从拱脚向拱顶逐渐收分以及加用护拱石、勾石,铁拉杆和腰铁等技术手段,做了精心处理,使整个拱券形成一个坚实的整体。赵州安济桥为历代南北交通要冲,车轮重载往来频繁,但一千三百多年来,两边桥基下沉水平差仅五厘米,并且经历过数百次洪水和多次严重地震等自然灾害的考验,仍巍然横跨在洨河之上。它以独具匠心的设计、精美的建筑艺术和施工技巧等杰出成就,千百年来称誉海内外,并对后世造桥技术产生了重要的影响。在欧洲,十四世纪才出现带有小拱的拱桥,而真正的敞肩拱桥,直到十九世纪中叶才出现并盛行起来,与赵州桥相比要晚一千二百多年。

第二节水利

隋唐时期水利事业十分发达,兴修和开凿了大运河等著名的水利工程。

漕运隋朝开皇四年(584),为解决长安漕运问题,隋文帝杨坚“命宇文恺率水工凿渠,引渭水,自大兴城东至潼关,三百余里,名曰广通渠”。

隋代开凿的大运河,是举世闻名的伟大工程,其具体修筑过程大致如下:开皇七年(587),隋文帝杨坚出于军事上的需要,下令调集民工开挖山阳渎,自楚州山阳(今江苏省淮安)南行,经宝应、高邮、江都(今江苏扬州),引淮水入长江。这主要是疏通春秋时吴王夫差开的邗沟,并不全是开挖新河。大业元年(605),隋炀帝杨广下令调集河南诸郡男女民工百余万人开凿通济渠。自洛阳西苑引谷水、洛水入黄河,又从洛阳东面的板渚引黄河水,疏通莨荡渠故道入淮,直达淮河南岸的山阳。通济渠、山阳读修通后,淮河南北的漕运畅通无阻。

大业四年(608)春,杨广下令调集河北诸郡男女民工百余万开永济渠。引沁水南达于黄河。又自沁水东北开渠,至临清合屯氏河,用以通舟北巡,称为御河。又引淇水入卫,即曹操所修的白沟,合渠水北至涿郡。这条南北运河全长二千余里,河面宽阔,通龙舟。

大业六年(610)冬,杨广下令修江南运河,从京口(今江苏镇江)至余杭入钱塘江,长八百余里,河宽十余丈,通龙舟。至此,这一世界水利史上的伟大工程全部完成。

隋朝修筑的南北大运河,以洛阳为中心,北通涿郡(今北京),南达余杭,总长二千七百多公里,水面宽五十多米,窄的地方也有三十至四十米,是世界上最长的运河。它解决了中国主要通航河道都是东西流,无南北流的问题,把中国东部的钱塘江、长江、淮河、黄河、海河五大水系联系起来,形成了一个四通八达的水运网。这个水运网成为中国历史上南北运输的大动脉,不仅对隋朝的政治、经济、军事产生了很大的影响,而且对隋朝以后各个封建皇朝都有深远的影响。正如《元和郡县志》所说,“隋氏作之虽劳,后代实受其利”。从科学技术方面来讲,这一工程规模巨大,其中又遇到各种复杂的地理环境,如总长二千七百多公里的大运河,高度差达四十多米,在设计、施工和管理上,都要解决一系列的科学技术难题,而具体施工又主要是用人力和简陋的生产工具,因此,它的完成反映了当时水利工程技术和水利测量技术的杰出成就,同时它也与长城一样,突出地表现了中国古代劳动人民的聪明才智和创造精神。

唐代,对大运河进行了维修和扩建,使它发挥了更大的效益。主要工程有:整理广通渠,扩大汴渠系统,改善山阳渎,改进江南运河,扩建永济渠等。

唐天宝元年(742),为了使漕船避开三门峡之险,陕郡太守李齐物在北岸山岩间,“旁北山凿石为月河,以避湍急,名曰天宝河。岁省运夫五十万,又无覆溺淹滞之患,天下称之。其河东西径直长五里余,深三四丈,皆凿坚石”。这就是开元新河。它的长度折合公制为二千七百九十米,深九至十二米。经过改造,河、汴通航能力得到提高。天宝二年,全年运抵关中的粮食达四百万石,创造了唐代漕运量的最高纪录。

农田水利唐代的农田水利很发达,据《新唐书·地理志》的统计,全国各州县有各种水利工程二百三十多处,其中有运河、水渠、陂、塘、泾、池、沟、浦、堰、湫、堤、海堤等。除本书典志农业一章所提到的之外,还有一些农田水利工程也很有特色。

永泰元年(765),由润州刺史韦损主持,对练湖进行全面整治。在修岸筑堤,扩大湖面的基础上,又“疏为斗门,既杀其溢;又支其泽,沃塉均品”。整治以后的练湖,周长由四十里扩大为八十里,全湖由东西隔堤分为上下两部分,北为上练湖,南为下练湖,上下湖之间设涵闸节制,湖的东堤设斗门,放水济运河;湖的西、南堤上设涵闸,引水灌田,这样就形成了一个由湖堤、斗门、涵闸组成的较为完备的工程体系。由于湖的容积扩大,“大雨时行,群潦奔流,水势所入,盈而无伤”。起到了滞洪蓄涸的作用。又因上湖高于下湖,下湖高于运渠和农田,所以为放湖水接济运河,引湖水溉田提供了方便。干旱季节,开西南涵闸,就可以引湖水溉田,使五万多亩农田不受旱。当运河水浅时,则开东堤斗门,放湖水济运。“湖水放一寸,河水涨一尺”,运河船只无浅涸之患。总之,整个工程设计非常巧妙,充分利用了地形上的优势。

长庆四年(824),由白居易主持修建的钱塘湖(今杭州西湖)灌溉工程,是唐代农田水利工程的又一代表。它由湖堤、涵洞和溢洪堰等建筑物组成。为了排洪,白居易选择南面一段“缺岸”作为溢洪堰,并将所有的涵洞都作为紧急情况下的溢洪通道。这个工程不仅灌溉近湖田地一千多顷,而且灌溉钱塘湖至盐官一带河道两岸的耕地。当天旱河水干涸时,便从湖里放水至官河,再从河中引水灌田。为了管理好这个工程,白居易为它制定了一套管理制度:如专人管理,定时定量;按制度定时灌溉;管理函笕,计划用水;汛期预防,安全溢洪等。

城市水利隋唐城市水利也受到广泛重视。城市设计师们在规划长安城时,就同时规划了城市的供水系统。长安城的供水渠道主要有三条:一是龙首渠,引浐水入城。二是永安渠,引浐水入城。三是清明渠,引浐水入城。这几条渠道穿过长安城内,形成了一个完整的供水网。

龙首渠,又叫庐水渠,隋开皇三年(591)在浐水上筑堰开渠,引浐水从东面入城。入城前向西北分出一支渠流入大明宫,供宫苑用水。另一支渠流入长安城东北部,又分支渠入兴庆宫注龙池,主支渠向西流入宫城,北汇为山水池和东海。

永安渠入城后,向北流于西城,出北城墙后入渭水。

清明渠入城后与永安渠平行,至皇城西南角,东北转入皇城和宫城,汇为南、西、北三海。

为了解决漕运和木材薪炭的运输,隋唐两代又在长安城区开凿了两条运河。一条是疏浚西汉漕渠的故道,一条是天宝二年(743)开凿的漕河,通到西市潭,用以转运粮食及南山木材、薪炭以及其他建筑材料。永泰二年(766)又把它延长,经过光德坊、开化坊转向东北,又经务本坊以东流到皇城东,经景风门和延门入内苑。漕河宽八尺,深一丈。

除了长安城以外,唐朝又在洛阳、坊州、陕州、虢州弘农、太原府、泽州高平等城市修建了城市供水工程。

水利著作和水利专家记载隋朝开凿运河的书有唐朝杜宝的《大业杂记》和无名氏的《开河记》。《大业杂记》原有10卷,今仅存1卷。

记载唐朝全国农田水利分布情况的书,以《新唐书》、《元和郡县志》最详细。白居易的《钱塘湖石函记》记载了他治理钱塘湖的经过。此外,唐代有一部全国性的水利法典——《水部式》,这是唐朝廷为了管理农田水利而颁布的法规。此书早已失传,到清末才在敦煌石窟藏书洞内发现了残卷。由残存文字知道,《水部式》的内容非常丰富,有灌溉用水制度,有灌区行政组织的条款,有处理农业用水与其他用水之间矛盾的规定等。

唐代出现了不少治水专家,其中最著名是姜师度。他在河北、河南、山西、陕西一带,主持兴建了防洪、排涝、灌溉、航运等水利工程,为唐朝的水利事业作出了很大贡献。

第三节纺织

纺织业是隋唐时期的主要生产部门之一,以丝、麻(大麻)、芒(芒麻)、葛、毛、棉等为原料的纺织品,丰富多采,门类齐全,尤其是丝、毛织品的产量和花色品种有明显的增长,棉织品也有向内地发展的趋势。当时朝廷还设有专门的织造作坊,产品除供应皇室、贵族和各级官吏制做服饰外,也用于国际贸易和交往。

如唐初染织署下设作坊二十五处,绫织坊有巧儿三百六十五人。还有其他工匠二百多人,分工明确,规模很大。私营纺织业也相当发达,如定州(今属河北)富商何明远,家“有绫机五百张”,驱使织工日夜劳作,并开设旅店,专门招袜各地客商。纺织品在唐代著名诗人李白、杜甫、白居易、岑参等的诗词文赋中常有描述,如白居易《新乐府》的《红线毯》和《缭绫》就是其中的名篇,从另一个侧面反映了纺织生产和纺织技术的发展情况。

隋代的一些锦、绫、绢等纺织品非常精良。新疆吐鲁番阿斯塔那出土了一批隋代丝织品,有连珠花锦、彩条锦、棋间锦、连珠圈环团花绮、连珠套环菱纹绮等,在一定程度上代表了隋代织造技术的水平。

唐代纺织技术特别是在织物组织和显花技术方面有了更大的进步,如出现了斜纹组织向正规的缎纹组织的过渡,织物结构上的“三原组织”(平纹、斜纹和缎纹)至此已臻完备。而纬线显花技术则大大地提高了织品的艺术表现手段。唐代一般纺织品,图案花纹大多布局均衡对称,质朴中显得妩媚,有些纺织精品则精美绝伦,蜚声中外,显示了高超的艺术水平。

唐代的丝织品,以绞、锦为最重要。绫是以斜纹或变形斜纹为地起斜纹花而织成的织物。唐代是绫织物生产的全盛时期,除花色繁多的一般产品外,还开始追求大花纹的艺术形式,出现了浙江名产“缭绫”,其中“可幅盘绦缭绫”,花回循环与整个门幅相等,花纹复杂,交织点少,视感、手感和光泽都非常好。唐代的锦,以纬线显花的纬锦为主。纬线提花的发明,使锦纹的配色和图案更丰富多采,同时也表明当时的束综提花机已相当完善,并得到了一定的推广。由经线提花到纬线提花是中国纺织工艺的重大进步。在新疆陆续发现了不少纬锦,充分反映了当时的织锦水平。最典型的是在阿斯塔那出土的大历十二年(778)的锦鞋,鞋面用八种不同颜色的丝线织成,图案为红地五彩花,以大小花朵组成团花为中心,绕以禽鸟行云和零散小花,外侧又杂置折枝花和山石远树;近锦边处,还织出宽三厘米的宝蓝地五彩花卉带状花边。整个锦面构图较复杂,形象生动,配色鲜丽,组织密致,即使与现代丝织物相比,也毫不逊色。阿斯塔那第206号唐墓还出土女舞俑的一件短衫,它是由双面锦制成的。这种锦的锦地为沉香色显白色变体方胜四叶纹图案,它的织法是白色经与纬、沉香色经与纬各自相交织成两层乎纹织物,较大的花纹部分呈“袋状”,可以明显地看出它的双层组织。据此推断,至少在唐垂拱年间(685—688),中国已开始织造这种双面锦。缂丝,又称刻丝、克丝和缂丝等,是一种采用通经回纬织法,以彩色纬丝显花的丝织工艺品。通经回纬织法起源较早,但主要应用于毛织,已发现有一些汉代以来的缂毛织物。缂丝技术创始于隋唐。它是以本色丝作经,彩色丝作纬,在织物的经线已经织成后,再根据画稿中图案花型色彩,用装有各种颜色丝线的专用小梭按纬向色段逐次织入纬丝,因而织物上的花纹轮廓常会留下纬丝转向时的断痕,但图案表里相同,层次分明,犹如雕镂而成,有很强的立体感和很好的艺术效果。在新疆曾发现一些唐代缂丝织物,日本正仓院也保存有唐代缂丝残片。缂丝技术在宋代大为盛行,至今仍留存了不少精美的宋代缂丝作品。

隋唐时期在印花工艺上的成就也是比较突出的。使用镂空 型板夹缬印染法生产的彩花纺织品,在隋代深受上层人物的喜爱。唐代绞缬、夹缬、蜡缬和介质印花等印花工艺有了更大的发展。如绞缬属于防染印花工艺,是用线把坯料紧紧扎成或缝成多种纹样的小花,然后再行浸染。由于扎结或缝引方式不同,且这些部分染液不能正常渗透,因而拆线后即可形成不同的纹样图案。史书记载,唐代妇女流行的衣装是穿“青碧缬”,着“平头小花草履”,指的就是这种绞缬纺织品。另外,新疆等地近年出土的唐代纺织品,其色彩仍十分鲜艳,也说明这一时期的印染技术已经相当完善和成熟。

介质印花是唐代在印染技术上的最主要成就,是古代印染技术上的一大进步。它是以助剂为印染原料,根据染料的性能进行浸染,而不能直接印染。介质印花有三种方式:碱剂印花,媒染剂印花和清除媒染剂印花。据分析,碱性印浆可能是由石灰水和草木灰水合成的混合液,媒染剂浆可能是用明矾的溶液和糊料合成的。阿斯塔那出土的印花纱,地色处丝束抱合紧密,手感较硬,色泽较暗,花纹处丝束松散,手感柔和,富有丝光。尤其引人注目的是原色地白花的“原地印花纱”、“黄地花树对鸟纱”和“绛地白花纱”等,均有特殊的手感和外观。这类印花纱都属于介质印花的制品。

我国古代,棉花多产在西域和河西走廊一带。唐代西州(今吐鲁番)的棉花种植和棉纺织业已十分发达,产品不断输入中原。在阿斯塔那、哈拉和卓的唐墓里,出土了用棉条做成的灯捻。哈拉和卓2号唐墓里,出土一条长四十八厘米,宽二十四厘米的棉布口袋。哈什地区也发展了棉纺织业,在巴楚县脱库孜沙来遗址的晚唐地层中,发现了棉布及花纹精美的蓝地白花纬线显花棉织物,且质地粗重。晚唐时,棉布输入中原更多,中原人穿用棉布的已为数不少。

隋唐时期,中国丝织品的输出也达到了高潮。除近邻日本、朝鲜外,中国丝织品还通过丝绸之路和海上丝绸之路,大量地输往东南亚、南亚、阿拉伯、北非和欧洲地中海沿岸国家,同时也促进了中国与日本、西亚以及其他国家的纺织技术交流。《隋书·何稠传》记载,当时掌管并精通工程技术的高级官员何稠,曾奉命仿制“组织殊丽”的波斯丝织品,结果仿制成功,其质量甚至超过了波斯锦。中国的一些丝织技术也传到了波斯、大食。杜佑《通典·边防·大食》引杜环《经行记》提到,杜环曾在大食首都亚俱罗(今伊拉克巴格达南面幼发拉底河西岸的库法)见到唐朝的织造工匠乐、吕礼,显然当时的织造技术已通过这些工匠传入阿拉伯国家并对当地丝织业的发展作出了一定的贡献。中国的纺织品和纺织技术很早就传入了日本。据日本《正仓院刊》记载,唐代输入的彩色印花的锦、绫、夹缬等高级织物数量更多,并使日本的丝织、漂印等技术获得发展,如镂空板印花技术就是在这一时期传入日本的。六世纪中叶,印度僧人曾把蚕种从新疆带到罗马帝国。脚踏织机也在六世纪时传入欧洲,此后欧洲才开始了丝绸的生产。

第四节采矿

隋唐时期,矿业比较发达。仅据《新唐书·地理志》的统计,金产地十七处,银三十五处,铜六十三处,铁一百零四处,锡十六处,铅七处,盐池十八处,盐井六百四十个。但是记载采矿技术的文献非常缺乏,更没有专著。从各种零散的记载中,可以了解隋唐时代采矿技术的大致轮廓。

1.坑采。隋唐时代的坑采技术与隋唐以前基本相同,没有大的变化。开采区内有竖井、斜井和平巷,井巷有支护。某些矿场由于岩性坚牢,采用房柱法作支护,即有意保留少部分矿石不采,像房屋柱子那样,作矿井支护。井巷的通风、照明、运输、排水等都有一定的设备。

2.井采。隋唐时代所开盐井都是大口井,口径大而深度较浅。如沪州富义(今富顺县)的富世盐井,“深二百五十尺,以达盐泉,俗呼玉女泉”。“仁寿县陵井,纵广三十丈,深八十余丈。益都盐井最多,此井最大。以牛皮囊盛水引出之,役作甚苦,以刑徒充役”。杜光庭说:“今陵州盐井,直下五百七十尺,透两重大石,方及咸水”,“每年一度淘洗其中……井既深,不可数入,或绠索断损,皮囊堕落”。云南安宁城中的盐井,“深八十尺”。可见唐代盐井的深度不一致,从八十到八百尺都有。

3.露天开采。唐朝对沙金的开采,一般都是露天开采。如云南金山、长傍诸山、腾冲北金宝山等地,采金者在“春冬间先于山上掘坑,深丈余,阔数十步。夏月水潦降时,添其泥土入坑,即于添土之所砂石中披拣。有得片块,大者重一斤或至二厅,小者三两五两,价贵于麸金数倍”。而丽水麸金,则“盛沙淘汰取之”。刘恂在《岭表录异》中记载了岭南淘金的工具:“五岭年富州、宾州、澄州江溪间皆产金。侧近居人,以木箕淘金为业,自旦及暮,有不获一星者。”对淘金人的辛苦,郑玘在《伤淘者》诗中作了充满同情的抒写:“披沙辛苦见伤怀,往往分毫望亦乖。力尽半年深水里,难全为一凤皇钗。”

第五节冶金

随着南北朝长期分裂和混乱状态的结束,以及多民族统一国家的建立和发展,我国古代冶金技术也进入了一个全面发展和趋于定型的新的历史时期。

隋代冶金业已有所发展,除官营外,贵族和官吏也经常经营坑冶,生产水平和冶金技术都有所提高。到了唐代,官营和民营冶金业都出现了前所未有的兴旺景象。如长江、珠江流域或闽、浙等地冶铁业的迅速成长,使全国冶铁生产的面貌发生了巨大变化,以致唐代后期,南方产铁量已超过北方。唐初有坑冶一百六十八处,到中期已增加到二百七十一处。除山东莱芜铁矿,山西太行山铁矿,中条山铜矿等著名矿区外,江西、福建的铁矿,安徽贵池铜矿,岭南金、银、锡、铅等矿也已陆续开发。据《新唐书·食货志》记载,唐宪宗元和初年(806—820),冶铁税额达二百零七万斤,按二八抽分估算,铁的年产量已超过一千多万斤,实际产量远不止此数。唐天宝年间全国设铸钱炉九十九座,全年用 铜二百一十万斤,锡五万斤,役使工匠累计近三万人。以上已可略见盛唐时期冶铸业的规模之大。李白《秋浦歌》写道:“炉火照天地,红星乱紫烟。朗明月夜,歌声动寒川。”正是这一时期冶铸业兴旺发达的生动写照。

在冶铸技术方面,汉代以来的各项金属冶炼和加工工艺,在隋唐获得了全面的发展,并且在技术上趋于定型。如百炼钢技术因效率较低,已不常使用。而作为灌钢工艺早期形式的宿铁法则在唐初得到进一步推广,成为冶坊中的常规工艺。传统钢铁技术大约到唐代中期趋于定型,形成了以蒸石取铁,炒铁为柔,生熟相和,炼成则钢为主,辅以渗碳制钢、夹钢、贴钢等冶炼加工工艺的传统钢铁技术体系,其后长期沿用,成为定式。作为古代钢铁史上总结性的技术成果,这一体系采取的正是现代钢铁冶炼由矿石炼得生铁,再由生铁炼钢和熟铁或用生铁、废钢合炼成钢的工艺路线。这进一步证实了中国传统钢铁技术的先进性及其在世界钢铁史上的重要地位。

与此相应的是,唐代的农具制作有了重大变革。唐初仍有部分农具是铸铁的。唐中叶后,随着传统钢铁技术体系的形成,炒铁和制钢术普及,农具从铸制发展到锻制。这标志着锻造和铸造在社会生产中地位的转换。近年出土的唐代铁农具(如河南三门峡市出土的唐代铁铁镰,河北易州出土的锄、铲、刀、镰等)就是锻制的,其形式与现在所用手工制作的传统农具已几乎完全一致。农具制作的历史性变革在社会生产中起了重要作用。

隋唐以后的铁范铸造技术是承袭着早期铁范的结构形式和铸造方法而发展起来的。虽然农具由铸制改为锻制,但犁镜仍用铁范铸造。此外,失蜡法铸造技术也有了进一步的发展,特别是用于造型复杂的铸像。隋开皇四年(584),武强县丞董钦出资所造佛像即属于失蜡法铸件。唐初铸开元通宝也采用了失蜡法,《唐会要》卷八九引郑虔《会粹》:欧阳询“进样,自文德皇后搯一甲迹,故钱上有文”。这是关于失蜡法的最早文献记录。即蜡的古写,这是用蜡塑成钱样,经审定后才予铸造颁行。出土的开元钱中确有一种于钱背有甲痕的。唐代宫廷用器也常用失蜡法铸造而成。

大型、特大型铸件代表着金属冶铸业的生产规模与技术水平。隋澄空于晋阳铸铁佛高七十尺。唐武则天当政时铸天枢,高一百零五尺,用铜、铁二百万斤;又铸九鼎,高丈余,用铜五十六万斤。中国现存最早的特大铸件首推五代时期铸造的沧州大铁狮。它是953年由山东李云铸造的,长五点三米,高五点四米,宽三米多,重四十吨。它分段接铸而成,铸范共四百零九块,泥芯是整体的,这反映了当时造范与合铸技术的高超水平。

隋唐以后,有色金属冶炼和加工工艺也有了较大的发展。

湿法炼铜通称胆铜法,为中国首创。它是将铁置于胆矾(硫酸铜)溶液中,使铜离子被铁所置换,成为单质铜,再收集起来精炼,得到铜料。西汉刘安《淮南万毕术》已有“曾青得铁则化为铜”的记载,葛洪《抱朴子》说:“以曾青涂铁,铁赤,色如铜”,说明当时人对铁与铜盐的金属置换作用早有认识,但作为提取纯铜的工艺的形成则可能始于唐末、五代。此法在常温下提取铜,设备简单,操作便捷,燃料节省,成本低廉,到宋代有了更大的发展。

中国古代的银大部分是从含银的粗铅中提炼出来的,即以方铅矿与辉银矿的共生矿石,先炼成粗铅,再提炼出银。西安何家村邠王府遗址出土有唐代炼银渣一块,重约八公斤,成分与已知炼银渣相近。1971年发掘章怀太子李贤墓,也发现有六块炼银渣块,经化验和分析,可知这些银渣系用吹灰法所得,吹灰法的使用提高了银的纯度和回收率,是古代比较先进的炼银方法。

汞在古代又称作“澒”。刘安《淮南万毕术》:“丹砂为澒”,晋葛洪《抱朴子内篇·金丹卷》:“丹砂烧之成水银。”唐陈少微《大洞炼真室经九转金丹妙诀》记述用竹筒开孔,于上节用蜡纸包丹砂,外裹黄泥,加热后,汞蒸发集于筒底,较细致地反映了早期的炼汞方法。

第六节机械

隋唐时期的农业机械有较大发展。唐代以前,农耕使用的主要是回转困难、耕地费力的长直辕犁,唐代时已广泛使用较轻便的曲辕犁。其中尤为突出的是唐代出现的结构完备的江东犁,这表明我国南方水田的耕地农具已经成熟和定型。据陆龟蒙《未耜经》记载,江东犁由铁制的犁镵(犁铧)和犁壁,以及木制的犁底、压镵、策额、犁箭、犁辕、犁梢、犁评、犁建和犁镵等十一个部件构成,每个部件都有确定的功用,改善了犁的性能。用这种犁耕地,灵便省力,耕田深度可调节自如,有很大的优越性。中国的地域广大,各地区土质、作物不同,耕具也有多种形制,但就犁而言,唐代的曲辕犁已成为后世农家长期沿用的基本形式,除元 代曾增加犁刀一项外,一直没有很大的改变。此外,隋唐时期,还出现了一种碎土、和土用的新式整地工具铁搭(北方一般称之为四齿镐或六齿镐),很适合于缺牛少耙的小农使用。

在唐代,各种提水和灌溉机械如手转、足踏、畜力、水转等各式水车都得到了发展和推广。如在北方旱作地区有一种连续从井中垂直提水的水车,据《太平广记》引《启颜记》记载:它“以木桶相连,汲于井中”。据推断,它发明于公元670年前。长江流域出现半机械化的水转筒车,在杜甫《春水》诗、白居易《机汲记》和陈廷章《水轮赋》中都有所描述。它形似纺车,四周束有盛水的竹筒,利用水流冲力,冲击轮子而旋转。轮子上的竹筒逐个进入水中装满水,随轮子转到高处,自动将水排出。这种水车现在还有少数地区仍在使用。唐代水车对日本也产生了很大的影响。据日本《类聚三代格》一书所载,日本天长六年(829)五月的“太政府符”提到“应作水车事”时说:“传闻唐国之风,渠堰不便之处,多构水车。无水之地,以斯不失其利。此间之民,素无此备,动若焦损。宜下仰民间,作备件器,以为农业之资。其以手转、以足踏、服牛回等,备随便宜。”

在粮食加工机械方面,隋唐时期也有不少创新。如我国至迟在南北朝时期就已发明了利用水力为原动力的碾硙,到唐代已发展为一个水轮带动多个碾磙的机械装置。《旧唐书》载,高力士“于京城西北截沣水作碾,并转五轮,日破麦三百斛”。这种能带动五个碾磙的装置,有效地提高了粮食加工的效率。

天文仪器的进步与机械学的发明和改进是分不开的。唐代开元年间(721—725),一行和梁令瓒发展了张衡的浑象,创制了水力浑象。据《新唐书·天文志》记载,水力浑象有一些新机构。如在铜制天球外装置带有太阳和月球的黄道环和白道环,用以演示日月的运动;此外还有准确的计时装置,每过一刻自动击鼓,每一个时辰自动撞钟,整个装置中“各施轮轴,钩键交错,关锁相持”,推想其中应有类似于现代钟表上的擒纵装置,这是天文钟和机械史上的一大创造。

在纺织机械方面,特别是提花机有了很大改进,其构造渐趋复杂。如在提花机机前装有“老鸦翅”和“涩木”,用以提综和伏综。此外,大量纬显花锦的出土,表明唐代提花机的普及。

机械制造工艺也有了很大的提高。西安何家村出土的金、银、铜器表明,当时的金属切削、抛光、焊接、铆、镀、刻凿等工艺技术已达到较高水平。这些器具中的盘、盆和碗上有明显的细密车削痕迹,而且这些切削痕迹及内孔外圆的同心度均较好,子母口配合严紧。由此推测,唐代可能已有原始的金属切削车床。

第七节造船和航海

隋唐两代水陆交通都很发达。尤其是中唐之前,内河航运和海上交通更为繁忙,当时贯通南北的大运河以及全国各主要河道和广州、泉州、明州(今宁波)等沿海一带,如同《旧唐书》所说“弘舸巨舰,千舳万艘,交贸往还,昧旦永日”,呈现了空前的繁荣景象。这种情况也反映了隋唐时期的造船业是相当发达的。

隋代的造船能力已有显著提高,如隋大将杨素伐陈时,曾在永安(今四川奉节)建造能载八百人的大战船“五牙”。这种战船有五层楼,高百余尺,前后左右装有六根高达五十尺的拍竿。拍竿用来拍击敌船,可将敌船击毁,颇具威力。隋炀帝巡游江南,曾建造各种船舶几千艘。其中最大的“龙舟”,高四十五尺,长二百尺,起楼四层。上层有正殿、内殿和东西朝堂,中间两层有一百二十个房间,整个龙舟需要几百人纤挽才能前进。建造这种坚固、稳定和载重量大的特大型船,如果没有高超的造船技术是难以实现的。

唐代造船的水平和规模都超过前代。著名经济学家刘晏任盐铁转运使时,曾在扬子县设置十个造船场,专门建造漕运船只。唐初将作大匠阎立德仅在洪州(今南昌)一地即造“浮海大船五百艘”。当时不仅能建造大型船只,如庞大坚固的海船,长二十丈,可载六七百人,载货万斛,而且在船体结构方面也不断有重要改进。如两侧船舷增加了大,配合龙骨加强了船体的纵向强度;使用较多的横舱壁,加强了横向强度等;唐代出现的“海鹘”船,两舷设置披水板(又称浮板、副舵、腰舵等),如同海鸥双翅,可减弱风浪的横向推力,平衡船身,防止侧向倾覆,增加了船的抗沉性和稳定性;开始采用抗沉性好的水密隔舱结构,此外,还大量使用铁钉,开始使用桐油石灰艌缝等。这些先进的技术手段使所造船舶具有较强的抵御风涛的能力,受到中外人士的普遍赞誉和信赖。唐初,往来于南洋的海船,还大都是外国的,而唐中叶以后,尤其是宋元时期,中国的造般水平已超过了外国,往来于南洋、印度以及中国和日本、朝鲜之间的商船已经主要是中国制造的海船了。

采用桨轮驱动船只,是我国古代造船技术的一项重要成就。这种船,中国古代称为“车船”。有人推测,祖冲之发明的“千里船”就是车船,但迄今尚无明据。关于车船的最早的明确记载见于唐代文献。据《旧唐书》所载,唐德宗时,襄州刺史和山南东道节度使李皋“常运心巧思为战舰,挟二轮蹈之,翔风鼓浪,疾若挂帆席”。李皋设计制造的这种新型战舰,就是后世所称的“车船”。它装置有两个桨轮,每侧一个,士兵们用脚踩踏,带动桨轮转动,使船前进,其速度快如张挂风帆。车船可说是现代轮船的始祖。在欧洲,直到十四世纪才在船舶制造中产生了这种设计思想。

唐代的航海技术有所发展,航海经验更为丰富,如当时的航海家善于利用季风来驾驶海船,利用日、月、星辰来确定航行方位的天文航海技术也更加纯熟。除测定航速和航程的方法外,还出现了“下钩”、“以绳结铁”等测量水深及了解海底情况的方法和设备。造船技术和航海技术的提高,促进了航海事业的发达,通往东南亚、南亚、西亚和东北非的海上航路继续得到扩展。唐代已有从广州经海硖(新加坡海峡)和波斯湾到缚达城(今巴格达)以及到东非三兰国(今达累斯萨拉姆)的航线。中国与亚非各国共同开辟的这条航线,长达一万多公里。其中从广州到波斯湾的航线是十六世纪以前人类定期使用的最长航线。隋唐时期航海业的进步,也为宋元时期航海业的大发展奠定了基础。

隋唐时期,国内交通除水路运输网之外还形成若干条陆路干线和以长安、洛阳等商贸都市和中小市镇为中心的道路网。各地官道上,商旅往来,络绎不绝。通过“丝绸之路”的交往也更加频繁。经由这条通道,中国与中亚、南亚、伊朗、阿拉伯,直至欧洲都保持着密切的联系。

第八节造纸

隋唐时期,尤其是唐代,是我国造纸术得到进一步发展、造纸业相当兴盛的时期。

造纸技术在隋代已大为推广,纸的产地和产量都有所增加。如蜀纸已开始成为四川的一项重要特产。元代费著《蜀笺谱》中曾提到,双流纸出于广都,用最广,而价亦最贱,“盖隋炀帝始改广都曰双流,疑纸名自隋始也,亦名小灰纸”。唐代的造纸业是一种很普通的手工业,官私纸坊遍及全国各州郡,据李吉甫《元和郡县图志》、欧阳修《新唐书·地理志》,杜佑《通典·食货志》、《唐六典》等书的不完全记载,当时就有常州、杭州、越州、婺州、衢州、宣州、歙州、池州、江州、信州、衡州、益州、韶州、蒲州、巨鹿郡等十五个地区出产并向朝廷进献纸张。随着造纸工艺技术的进步,纸的质量有了很大的提高,纸的品种也大为增加,如越州有剡藤、苔笺,益州有大小黄、白麻纸,杭、婺、衢、越等州有上细黄白纸,均州有大模纸,蒲州有细薄白纸等,此外,各地还有名目繁多的各种加工纸。

纸的品种增加以及新的造纸原料的开发和利用是这一时期造纸技术进步的重要标志。根据文献记载和对这一时期古纸的化验,当时用于造纸的原料仍以麻类为主,此外还有楮皮、桑皮、藤皮、瑞香皮、木芙蓉皮等,竹类也开始使用。其中如竹类、瑞香皮等则为新开发的重要造纸原料。除单一原料外,还出现更多的用麻类和树皮等混合原料造的纸。

唐代官府文书用纸,以传统的麻纸为主,又按官级的高低和文书类别,分别采用白麻纸、黄麻纸、五色麻纸等。据李林甫注《唐六典》、李肇《翰林志》等书记载,唐代朝廷的行政文书通用白麻纸抄写,军事文书用黄麻纸,五色麻纸则用于朝廷致各少数民族地区的高级官员的文书。在唐代,四川出产的麻纸以数量大和质量好而颇负盛名。《唐六典》卷九载:唐玄宗开元年间,“集贤所写,皆御本也。书有四部,分为四库。四库之书,两京(指长安和洛阳)各一本,共一十二万五千九百六十卷,皆以益州(今成都)麻纸写”。当时,仅由太府每月发给集贤书院四川产的麻纸就达五千番之多。由此可见,蜀纸的产量是相当可观的。扬州所产六合纸也是一种品质优良的麻纸,宋米芾在《十纸说》中提到:“唐人浆硾六合幔麻纸,写经明透,年岁久远,入水不濡。”此外,唐玄宗时的萧诚还曾用西山野麻和虢州土穀造五色斑文纸。试用野麻纤维造纸,比用家麻更费人工,但这确实是力图制造新型纸张和开辟造纸原料新来源的有益尝试。

晋代以来兴起的藤纸,隋唐时达到了全盛时期,产地也由剡溪推广到杭州、衢州、婺州、信州等地。如《唐六典》“户部”注称,衢、婺二州皆贡藤纸。李肇《翰林志》谈到唐代对书写文书所用藤纸有明确的规定:“凡赐与、征召、宣索、处分曰诏,用白藤纸。凡太清宫道观荐告词文,用青藤纸。敕旨、论事敕及敕牒用黄藤纸。”藤纸是一种坚韧光滑,宜于书写的好纸,深受唐代文士的喜爱。顾况有一首《剡纸歌》,其中写道:“剡溪剡纸生剡藤,喷水捣为蕉叶棱。欲写金人金口偈,寄与山阴山里僧”。表达了他对剡藤纸的赞美以及用以写经赠送僧友的心愿。当时人们相尚成风,“人人笔下动数千万言”,藤纸用量很大,供不应求。但是,由于藤的生长期长,古藤资源有限,而剡溪一带的纸工又斫伐过甚,“持刀斩伐无时,劈剥皮肤以给其业”,致使中晚唐以后藤纸生产走向衰落,并逐渐被新兴起的竹纸所取代。

楮皮纸和桑皮纸等树皮纸的历史是很早的,但在隋唐时期才较为大量地生产和流行,并有实物传留至今。据化验,敦煌石室中的隋开皇二十年(600)写本《波罗蜜经》,用的是楮皮纸。隋末写本《妙法莲华经》用的是桑皮纸。在现代,桑皮纸仍是一种有重要用途的好纸。唐代的安徽宣州府,还出产一种名纸,作为“土贡”献给朝廷,被称为“宣纸”。后世宣纸的主产地在宣州泾县。宣纸是一种以青檀树皮制成的纸张,宜书宜画,质量很高,为历代书画家所喜用。唐人张彦远说:“好事家宜置宣纸百幅,用法蜡之,以备摹写。古时好拓画,十得七八,不失神采笔踪”。唐代还有一种香树皮纸。刘恂《岭表录异》提到:“罗州(今广东廉江县北)多栈香树,身如柜柳,其花白而繁,其叶如桔。皮堪作纸,名为香皮纸。皮白色,有文如鱼子。雷、罗州,义宁,新会县率多用之。其纸漫而弱,沾水即烂,不及楮皮者。”《新唐书·萧倣传》和段公路《北户杂录》等也有类似的记载。据文献考证和对新疆和田出土的八世纪藏文残卷分析,香皮纸可能是用瑞香科白瑞香或蜜香桃(沉香)一类树木韧皮纤维所造。此外,经对五种有年款的唐代文书用纸和麟德二年(665)《卜老师借钱契》用纸的化验,证明这些纸张中有用麻料和桑皮等树皮纤维混合制造的,以上这些事实,都表明了隋唐时期皮纸生产技术的发展。

竹纸是一种到现代都在广泛使用的纸。但竹纸的起源迄今尚无定论,现在一般认为,用竹造纸始于唐代,据李肇《国史补》载,当时的名纸有“越之剡藤、苔笺,蜀之麻面……韶之竹笺”。韶州(即今广东韶关一带)自古盛产竹,在明清时还以竹纸闻名。刚开始由于技术不够成熟,竹纸的质量还不大好,产量也不多,到宋代以后才大显身手,后来居上。如曾以“剡藤”、“苔笺”闻名的浙江剡溪,到北宋时,已是“今独竹纸名天下”。竹子纤维较硬易断,技术处理比较困难。竹纸的问世,标志着我国造纸术的重大进展。

隋唐时期造纸技术的进步还体现在不仅纸的质量有所提高,而且已能生产较大幅度的纸张,如有些纸张的幅宽已接近1米,在造纸中加矾、施胶、填粉、涂蜡、洒金、染色等加工技术也大大地超越了前代,并出现了金花五色绞纸、薛涛红色小彩笺、水纹纸等经过特殊处理的名纸。为了适应书写和绘画等不同需要,唐代已有明确的生纸与熟纸之分。生纸即从纸槽抄出经烘干而成的纸,而熟纸则是经过研光、捶浆、涂粉、施胶等加工处理的纸。唐代加工熟纸的施胶,除继承前代工艺仍采用淀粉作胶料外,还发明了用动物胶或植物胶作施胶剂,同时用明矾作沉淀剂的施胶方法,以使胶粒分布均匀,较好地吸附到纸张纤维中间,防止水和增加纸张强度。但这种胶矾纸如含胶稍多,则易使墨迹呆滞,影响书画效果。唐代的硬黄纸是一种著名的经加蜡处理的加工纸,宋人张世南《宦游纪闻》提到:“硬黄,谓置纸热熨斗上,以黄蜡涂匀”,赵希鹄《洞天清录集》则说:“硬黄纸,唐人用以书经,染以黄蘗,取其辟蠹。今世(指宋代)所有二王真迹,或用硬黄纸,皆唐人仿书,非真迹。”硬黄纸呈黄或淡黄色,由于蜡质涂布,所以纸质紧密厚重,且表面光滑,有一定的透明度,还能防蛀抗水,因而是用于写经和摹拓汉晋法帖的好纸。这种硬黄纸后来在宋代又演变成为著名的“金粟山藏经纸”。此外如填粉加蜡的“粉蜡笺”,洒金、洒银的金花纸和银花纸,桃红或深红的“薛涛笺”,四川的“十色笺”等,也都是名噪一时的唐代加工纸。据现有文献记载,水纹纸也是在唐代问世的。唐代李肇在《国史补》中提到四川产的一种“鱼子笺”,北宋苏易简则在谈到各种蜀纸时明确指出:“又以细布先以面浆胶令劲挺,隐出其文者,谓之‘鱼子笺’,又谓之‘罗笺’,今剡溪亦有焉。”由此可见,鱼子笺是一种历史上著名的研花水纹纸。明代学者杨慎在《丹铅总录》中提到:“唐世有蠲纸,一名‘衍波笺’,盖纸文如水文也。”“衍波笺”显然也是一种水纹纸。关于水纹纸的历史,长期以来,人们都相信1907年法国人布里凯(c.m.briquet)在其《水纹纸历史辞典》中所作的结论:“最早的可靠的水纹纸是在1982年意大利法布里亚诺造的纸上发现的。”实际上这比唐代水纹纸在时间上要晚得多。

由于造纸原料的扩大,成本降低,纸的价格下降,隋唐时期纸的应用更为普及。除文书用纸外,许多日常用品也都采用纸制品或纸制代用品,如用纸糊灯笼、糊窗户。唐代以来,还出现了纸衣、纸冠、纸被、纸帐、纸甲、纸屏风等制品。送葬时,用纸制成纸人和纸钱的迷信活动,此时也已形成风气。总之,纸几乎成为人们的文化生活和物质生活的必需品了。

中国纸和造纸术很早就传入了越南、朝鲜、日本、印度等与我国邻近的亚洲国家。如早在魏晋南北朝时期,越南就已经能够采用当地原料造纸。七世纪以前,朝鲜也学会了造纸术并开设了纸坊,当时的新罗王国还曾向唐朝进贡过品质优良的“鸡林纸”。到了宋代,质地坚韧的高丽纸更加受到人们的欢迎。据日本史书《日本书纪》记载,日本推古天皇十八年(610,时为我国隋炀帝大业六年),高丽王派高僧昙徵赴日,传授了多种手工业技术,其中也有造纸木,从而推动了日本造纸业的发展。日本有一幅“制纸三圣像”,其中绘有“以鱼网始作纸”的蔡伦、“于日本始作纸”的昙徵和率先在西嶋村从事纸业的望月清兵卫的画像,从一个侧面表明了日本造纸术的渊源。《新唐书·日本传》载,德宗建中元年(780),日本使者真人兴能献百物,“兴能善书,其纸似茧而泽”。可见日本纸在唐代也已传入我国,并且受到了好评。大约在七世纪之前,中国纸即已向西传入了阿拉伯世界,但造纸术的西传却经历了漫长和曲折的道路,在时间上一般要比纸的西传晚一、二百年左右。在公元751年的怛逻斯战役中,安西节度使高仙芝率领的唐朝军队被大食军队战败,大批唐朝士兵被俘,其中有不少各行业的工匠,包括造纸工匠。这些纸工后来被送往撒马尔罕设厂造纸,并造出了远近驰名的“撒马尔罕纸”,我国的造纸术也随之传入了中亚和西亚各国。十一世纪阿拉伯作家塔阿利比(thlibi)在他的著作中说:“在撒马尔罕的特产中,应提到的是纸。由于纸更美观、更适用和更简便,因此它已取代了先前用于书写的埃及莎草片和羊皮。纸只产于这里和中国。《旅程和王国》一书的作者告诉我们,纸是由俘虏们从中国传入撒马尔罕的。这些“俘虏为萨利赫(salih)之子齐亚德(ziyad)所有,在俘虏中找到了造纸工。造纸发展后,不仅能供应本地的需要,也成为撒马尔罕的一种重要的贸易品。由此它满足了世界各国的需要并造福于人类”。这段活清楚地说明了造纸术传入阿拉伯的经过。此后,阿拉伯人又于八世纪末在巴格达,十世纪在叙利亚的大马士革、班毕(bambyn),埃及的亚历山大,十二世纪初在摩洛哥的非斯(fez)分别建立了造纸厂,据说,巴格达造纸厂还招收了不少中国工匠,这些纸厂在相当长的时期内成为欧洲所用纸张的主要供应地。在欧洲,造纸术是经由北非和西亚两条路线先后传入西班牙和意大利。十二世纪,西班牙在以产亚麻著称的萨蒂瓦(xtiva)建立了第一家纸厂,意大利最早的纸厂于十三世纪中叶开设于法布里亚诺(fabriano),此后,欧美各国又陆续兴办了一些纸厂,造纸业才逐渐发达起来。纸和造纸术作为中国古代最重要的发明之一,自此已逐步传播到世界各地,为人类的文明和进步作出了伟大的贡献。

第九节印刷

中国古代发明的印刷术,是人类文明史上划时代的伟大发明。中国古代印刷术主要有两种,一是雕板印刷,一是活字印刷,最早出现的则是雕板印刷。

在中国古代,实际上早已具备了发明印刷术所必须的物质和技术条件。雕板印刷的核心自然是雕板和印刷两项工艺。而雕板的关键则是刻字,尤其是刻写阳文反字。我国的刻字技术有悠久的历史。从远古陶文,先秦甲骨、金文,秦汉碑铭、印玺、石经等,到三国西晋时道教信徒所刻制的大量木刻符篆(其中有的字数已达一百二十字),表明人们已逐渐熟练地掌握了在不同物料上刻文记事的技术。对印刷术特别有意义的是在南北朝时期或者更早,在一些石碑上还出现了阳文和反字,如河南龙门石雕背面阳文正刻的碑文,萧梁时反写反刻阴文神道碑等。与印刷术密切相关的纸和墨的制造技术在汉代以后也有了相应的发展。造纸术发明于汉代,到三国两晋南北朝时期,纸已被广泛用于书写。先秦时已使用笔墨,东汉时发明的人造松烟墨到三国两晋时已相当精妙。松烟墨既是优良的书写原料,也是印刷的良好原料,用它印刷时,字迹清晰整齐,不易模糊漫漶。此外摹拓碑石的方法和丝织品印花技术也早已为人们所熟悉。在这些条件下,随着经济文化的发展以及为满足人们对图文进行大量复制的需要,雕板印刷术便应运而生了。

雕板印刷究竟始于何时,主张汉、晋、六朝、隋、唐、五代者都有,但大多学者认为它创始于七世纪初的隋唐之际。唐人冯贽《云仙杂记》引《僧园逸录》提到玄奘到印度取经返唐后,曾“以回锋纸印普贤像,施于四众,每岁五驮无余。”这是关于雕板印刷品的较可靠的最早记载,而雕板印刷术的出现则可能早于玄奘,但迄今尚无确据。雕板印刷的印板是选用纹质细密坚实的木材(如枣木和梨木等)为原料,在木板上雕刻文字图画。虽然这种方法制板时费时费工,但木刻工艺简单,成本低廉,印刷便捷,远优于手写传抄,因此,深受人们欢迎,很快得到了推广和传播。到九世纪时,雕板印刷术已相当普及,成为新兴的重要手工业部门。

早期的印刷活动主要是在民间进行的,用于印刷佛像、佛经、诗集、音韵书、教材、历法和医药等科技书籍,促进了文化、科技乃至宗教事业等的繁荣。在八、九世纪,长安、成都、江浙和淮南一带已成为唐代印刷业较为发达的地区。长庆四年(825),著名诗人元稹曾记述了白居易的诗歌广泛流传,为各阶层男女老少所喜爱的生动情景。他说,缮写刻印自居易诗集,在街市中出售,或拿来交换茶、酒的,“处处皆是”,并特意注明江浙一带“多作 书模勒”(即刻印)元白所写的诗,“卖于市肆之中”,从一个侧面反映了江浙印刷业的兴旺。近人孙毓修提到:“近有江陵杨氏,藏开元杂报七叶,云是唐人雕本。”其中记载了唐玄宗开元年间皇帝的言行和活动等,有人认为这是世界上最早的印刷报纸,但是否可靠,尚须查证。

1966年在南朝鲜发现的木刻陀罗尼经,刻印于公元704—751年之间,是目前发现的世界上最早的印刷品,经研究认为它是在长安翻译和刻印的。现存世界上第一部标有年代的雕板印刷品是咸通九年(868)四月十五日王玠出资刻印的《金刚经》(现藏英国不列颠图书馆)。它由七张纸粘成一卷,全长四百八十八厘米,每张纸长一百六十三厘米,宽三十点五厘米,其中有《金刚经》全文和释迦牟尼说法图,刻印清晰、精美,技术纯熟。九世纪中叶日本来华名僧宗睿于咸通六年归国时,带有印刷的书籍《唐韵》一部5卷和《玉篇》一部30卷,说明雕板印刷已用于多卷本书籍。为掌握农时和安排日常生活,民间刻印日历也很活跃,甚至每年司天台未奏颁新历时,民间印历已满天下,以至唐文宗时曾诏令禁止私印历书。现存最早刻印的日历是乾符四年(877)历书(亦藏英国不列颠图书馆),其上印有节气、月大、月小及日期,并杂有阴阳、五行、吉凶、禁忌等。唐代还开始有了民间印刷的医药书籍,如京中李家于东市刻印《新集备急灸经》,并在长安东市出售。这部著作有咸通二年(861)根据印本抄写的传抄本,现藏法国国立巴黎图书馆。唐代有较长的几段时期,社会稳定,经济繁荣,学术文化相当发达,又有先进的雕板印刷术,但奇怪的是,唐朝廷却从未组织过大规模的刻印书籍的活动,而民间印刷业的兴起,则为五代和宋代印刷技术的发展和印刷业的兴盛奠定了基础。

第十节 陶 瓷

唐三彩 唐三彩是一种低温铅釉陶器。它的釉彩有黄、赭黄、浅绿深绿、蓝、褐、黑、白等色,偶而也有前紫色。由于其主要色调为黄、绿、白三种颜色,所以人们习惯地称它为三彩。唐三彩是用白色粘土作陶胎,用含铜、铁、钴、锰等元素的矿物作釉料的着色剂,并在釉料中加入适量铅作为助熔剂烧制而成的。制作唐三彩一般要采用二次烧成法。第一次是烧胎,称为素烧,烧成温度约在1000c左右。然后上釉,给素胎刷涂均匀且有一定厚度的釉料,再进行釉烧,烧成温度约在800c左右。由于在氧化焰气氛中,釉里的金属被充分氧化,于是呈现出金属氧化物的各种颜色,如氧化铜呈绿色,氧化铁呈黄色或褐色,氧化钴呈蓝色,氧化锰呈茄紫色等。同时,釉料在受热熔化过程中还会向四处扩散和流动,以至各种颜色互相浸润交融,使得形成的釉彩更为斑斓绚丽,鲜艳夺目。此外,由于铅的作用,釉面更加光亮,色彩也更加美丽。

唐三彩不仅色彩丰富,而且在造型艺术上也有很高的成就。如唐三彩马、骆驼和人物俑等,形象生动,结构合理,并且富有动感,深受人们喜爱,至今仍是享誉中外的具有独特风格的著名工早在西汉时期,我国制陶工匠就已经掌握了铅釉技术,但在相当长时期内还只能生产黄绿两色的单色釉陶。唐三彩是在汉代铅釉基础上,在成功地掌握了多种金属的呈色作用后创制出来的。考古发掘资料表明,唐三彩的制作兴起于唐高宗前期,至玄宗天宝年间(650—755)进入极盛时期。主要产地在陕西、河南两地,最著名的当属长安的东窑和洛阳的西窑。在盛唐时代,王公贵族生活奢侈,并且盛行厚葬之风,除金玉珠宝外,唐三彩是重要的随葬器物。此外,唐三彩作为厅堂陈设、馈赠友邦和外商搜求的佳品,也受到人们的欢迎。这些都直接刺激了唐三彩的发展。如当时用作明器的三彩陶器,凡是死者在世时日常所需的文武侍卫、歌舞乐工,乃至马牛骆驼、瓶罐碗盘、房屋家具等,可说是丰富多彩,应有尽有。安史之乱以后,唐皇朝由盛转衰,唐三彩的生产也逐渐随之衰落了。

唐三彩不仅在艺术上有很高的成就,在陶瓷工艺上也对后世作出了重大贡献。宋代以后的各种低温色釉和各种彩瓷,大部分都是在唐三彩工艺基础上发展起来的。辽三彩、宋三彩、都与它有直接继承的渊源关系,特别是钴料的应用,为元代以后青花瓷的发展奠定了物质基础。

制瓷技术的发展 隋代制瓷业相当发达,虽以青瓷为主,但青瓷和白瓷在数量和质量上都有很大的提高,瓷器在社会中已部分取代了金、银、铜、陶、漆器等生活用品。在工艺技术方面隋代制瓷也超越了前代,如原料加工工艺的提高,对釉料中铁元素性能的进一步掌握等,使烧成的青瓷,釉色明亮光润,并在此基础上掌握了将原料中的铁提炼出去或控制在一定比例之内的新工艺,烧成了比较稳定的白瓷。这是一项非常突出的成就。同时由于白色化妆土的采用,使青瓷色调淡雅和谐,白瓷更加洁白美观。隋瓷的硬度也超越了前代。隋代还曾试制大型陶瓷器,如隋大业年间(605—617)昌南镇(今景德镇)曾试制狮、象两座大兽,但因入窑即裂而失败。直到明代,烧制大型陶瓷器的技术才获得了突破。

唐代是中国陶瓷业发展的繁荣时期,各地出现了不同风格的瓷窑体系,生产瓷器的地域扩大了,质量也明显提高。当时北方河北、河南、陕西、山西等省,南方江西、浙江、安徽、湖南、福建、广东、四川等省,都烧制瓷器。

青瓷在唐代的制瓷业中仍占有重要的地位,当时名窑比较多,但以越窑(在今浙江绍兴、诸暨、余姚、萧山等地)青瓷水平为最高。陆羽《茶经》对当时各名窑的青瓷,按其质量的高低作了一番比较:“碗,越州上,鼎州次,婺州次,岳州次,寿州、洪州次。或者以邢州处越州上,殊为不然。若邢瓷类银,越瓷类玉,邢不如越一也;若邢瓷类雪,则越瓷类冰,邢不如越二也;邢瓷白而茶色丹,越瓷青而茶色绿,邢不如越三也。”陆羽把越窑青瓷排在第一位。但从其字里行间也不难体验到邢瓷的崛起。越窑中心窑场在浙江余姚县上林湖一带。陆羽在《茶经》中评论越窑青瓷的优点是釉色青绿,如冰似玉。在唐代,越瓷深受人们喜爱,在社会上享有崇高的声誉,受到不少著名诗人的赞美,如陆龟蒙《秘色越器》诗句“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”,最是脍炙人口。

唐代白瓷与青瓷齐名。现在我国的许多省份在当时多生产白瓷。但以唐代邢窑(在今河北内邱)白瓷最负盛名。唐尚书左司郎中李肇在《国史补》中说:“内丘白瓷瓯,端溪紫石砚,天下无贵贱通用之”。陆羽在《茶经》中说邢窑自瓷“类银”、“类雪”,说明其质地填密,制作精细,白釉光洁如雪。

江西浮粱的昌南镇,在唐代虽然尚未成为后世的“瓷都”,但当时生产的白瓷名声也很大。据说,唐武德年间(618—626),昌南镇钟秀里陶玉曾制作一批瓷器,进献给皇帝。这些瓷器“体稍薄”、“色素润”,洁白而半透明,其美如玉,在长安被称为“假玉器”,于是“昌南镇瓷名天下”。据对景德镇出土的一些唐代白瓷残片进行分析,这些白瓷的白度已达70%,烧成温度大约在1150—1200c,相当接近现代高级细瓷的水平。

四川邛州大邑烧造的瓷器也很精美。我国二十世纪三十年代就已发现了一些邛窑窑址,并出土了杯、碗、碟、壶、灯盏以及鸡、鱼、龟等各种瓷器。这批瓷器具有地方特色,并体现出邛瓷轻坚洁白、声音清脆的特点,其质量不逊于越、邢等地的名瓷。杜甫有诗赞美邛瓷道:“大邑烧瓷轻且坚,扣如哀玉锦城传;君家白碗胜霜雪,急送茅斋也可怜。”陆羽《茶经》未收录邛瓷,可能是由于蜀中偏远,交通不便,未能远销内地以致鲜为人知的缘故。

第十一节制糖

糖是人们常用的食品,也是重要的药品和工业原料。中国古代食用糖和以糖入药的历史是很悠久的,糖的种类也很多,其中主要有麦芽糖、蜂蜜和蔗糖三种。麦芽糖在古代称为“饴”和“饧”。《诗经·大雅·绵》有句“周原,堇荼如饴”,《礼记·内则》提到:“枣、栗、饴、蜜以甘之”,说明至迟在公元前一千年左右,已经有了用粮食制造的麦芽糖。近代制造麦芽糖一般是将大米、玉米或高粱等原料煮熟或蒸熟后,加上磨碎的麦芽和水,在适当的温度下,使原料中的糊化淀粉渐渐变为麦芽糖。然后滤去渣滓再经过蒸发,即得到稠厚的麦芽糖和糊精的混合物。东汉许慎《说文》说:“饴,米糵煎者也”,刘熙《释名》则说:“饴,煮米消烂”,虽都语焉不详,但可推测当时麦芽糖的制法与近代已大体相近。北魏贾思勰《齐民要术》比较详细地记述了“白饧”、“黑饧”等各种麦芽糖的制法。明代宋应星《天工开物》“甘嗜”一节,关于麦芽糖制法的记载更为详尽,并且还谈到“一窝丝”等麦芽糖的加工品。麦芽糖是一种营养丰富的美味食品,在汉代已相当普及,如郑玄笺注《诗经·周颂·有瞽》时提到:“箫,编竹管为之,如今卖饧者所吹也”,说明汉代街市已有吹奏排萧叫卖饴糖的小商贩了。麦芽糖也是一种“补虚乏,止渴去血”的常用药品,如早在汉代张仲景《伤寒论》和《金匮要略》中,就已用饴糖入药治病。

中国古代食用蜂蜜尤其是野蜂蜂蜜在时间上应该更早,照理说应在发明麦芽糖之前,但遗憾的是迄今尚未找到更早的文献记载和考古资料。如前所述,《礼记·内则》曾提到饴、蜜,此外,《楚辞·招魂》有句:“瑶浆蜜勺,实羽觞些”,《吴越春秋》提到:“越以甘蜜丸报吴增封之礼”,无论是用蜂蜜调酒还是制作蜜饯之类的食品,都说明先秦时期对于蜂蜜及其食用方法已有相当的认识。《神农本草经》载有“石蜜,一名石饴”,是药中的上品,有“益气补中,止痛解毒,除百病,和百药”的功效。这种石蜜应是野蜂在山崖石洞间所筑蜂巢中酿制的蜂蜜,后来又称“崖蜜”。我国养蜂业起源于何时,迄今尚不清楚,但据文献记载,至迟在南北朝时期已经有了养蜂业,当时人们已能主动地和有意识地选饲家蜂,采制蜜蜡。如南朝陶弘景曾指出:“人家养作之者,亦白而浓厚味美”,表明当时养蜂采蜜有了一定的水平。现代用糖是以蔗糖为主,但蔗糖是在唐代以后才迅速发展起来的,而且多出于南方。一直到明代,蜂蜜在我国北方用糖中仍占重要地位。明末宋应星《天工开物》所说,蜂蜜“西北半天下,盖与蔗糖分胜”,就是这种情况的反映。除麦芽糖和蜂蜜外,我国各地还有一些利用当地原料制取食糖的方法,如幽燕地区(今河北北部和辽宁一带)民间,在冬季烧掉茅草地上残留的茎叶,然后在春季掘取地下余根,捣汁熬制,可制得相当甜的糖,名为“洗心糖”。当然,这类糖的产量是极为有限的,还不足以满足人们日常生活的需要。

蔗糖主要是从甘蔗或甜菜中榨制的。二十世纪初我国东北地区才从欧洲引种甜菜,因此用甜莱制蔗糖是很晚的事情。甘蔗产于南方,我国种植甘蔗的时代则很早。从先秦经秦汉到三国时期,有不少文献提到了甘蔗和蔗糖,但名称有所不同。如《楚辞·招魂》提到“柘浆”,即甘蔗汁液,司马相如《上林赋》提到“甘柘巴苴”,许慎《说文》对“蔗”字的解释是“蔗,藷蔗也”,张衡《七辩》有“沙饧石蜜,远国贡储”之句,《三国志·孙亮传》也提到“交州献甘蔗饧”。到了晋代和南北朝时期,关于甘蔗的记述就更多和更具体了。如晋嵇含《南方草木状》载:“诸蔗,一曰甘蔗,交趾所生者,围数寸,长丈余,颇似竹,断而食之甚甘。笮取其汁,曝数日成饴,入口消释,彼人谓之石蜜”。北魏贾思勰《齐民要术》也引《异物志》说:“交趾所产甘蔗特醇好”,“迮取汁如饴饧,名之曰糖”,“又煎而曝之,既凝而冰”。南朝陶弘景《本草经集注》在谈到甘蔗时则指出:“今出江东为胜,庐陵亦有好者。广州一种,数年生,皆如大竹,长丈余,取汁以为沙糖,甚益人。”从以上记述可大体看出,我国种植甘蔗先是在湖广一带,后来又由两湖、两广扩展到长江下游,人们最初是饮用甘蔗汁,到了五世纪左右在广州已能从甘蔗制成沙糖了。

从甘蔗汁制造蔗糖的技术是比较复杂的,特别是蔗糖在一定条件下会转化为葡萄糖和果糖,从而损失掉一部分蔗糖并且影响蔗糖的结晶,因此南北朝时期虽有沙糖之名,但所能生产的只能是蔗糖的低级产品。唐代的制糖技术有了较大的进步,这一进步主要是由于从印度传入了当时先进的制糖技术。据记载,唐太宗贞观二十一年(647)曾派人到中天竺摩揭陀国去学习熬糖法,“太宗遣使取熬糖法,即诏扬州上诸蔗,榨沉如其剂,色味愈西域远甚”。这一记载说明唐初不仅学会了印度的制糖技术,而且在此基础上有所提高,制出了比印度蔗糖质量还好的产品。除扬州外,唐宋时期四川遂宁也是蔗糖的著名产地。宋代王灼所著《糖霜谱》是我国最早的蔗糖专著,其中较详细地记载了宋代遂宁地区生产蔗糖的情况,包括甘蔗种植、制糖设备、糖霜性味和制造方法等。书中提到当地“为蔗田者十之四,糖霜户十之三”,可见有相当多的人在从事种蔗和制糖业,而制糖方法则据说是唐代宗大历年间(766—779)邹和尚传授的。邹和尚生平不详,被传为文殊菩萨的化身,这当然是一种附会,但他所传授的制糖法则有可能是比较先进的印度制糖技术。宋代洪迈也曾明确提到:“糖霜之名,唐以前无所见。自古食蔗者,始为蔗浆……其后为蔗饧。”唐代掌握了先进的制糖技术,蔗糖生产也有了较大的发展,如陆龟蒙《江南秋怀寄华阳山人》诗,有“野馈夸菰饭,江商贾蔗饧”句,在著名药书《千金要方》和《外台秘要》中,沙糖是常用的药物,敦煌残卷孟诜《食疗本草》也著录了沙糖等,这些都表明作为食品或药用的沙糖已经成为市场上常见的货物。唐玄宗天宝十二载(753)鉴真和尚东渡日本传法,带有各种方物,其中有蔗糖二斤多,献给奈良东大寺,并把制糖法传给日本,此后日本才知道了沙糖。唐代的沙糖似以四川生产的质量最好,如《元和郡县图志》载蜀州贡沙糖,《千金翼方》所载诸药出处,也仅载益州沙糖。直到元、明两代,福建、广东才在改进制糖技术的基础上成为我国蔗糖的主要产地,明末宋应星《天工开物》则对闽广的制糖法作了相当详细的介绍。

第十二节石油天然气

我国石油天然气资源大多分布在人口稀少,自然条件比较恶劣的地区,而且埋藏较深,不易溢出地表,很难被人发现。因此在隋唐以前,只有西北等少数地区由于储油储气构造埋藏较浅,以及四川地区随着井盐生产的发展,才偶尔发现了石油和天然气,并进行了初步的开发和利用。隋唐时期,人们虽然没有发现新的比较重要的油气构造,但对已知产油区的油气作了进一步的开发利用,尤其是凿井技术的发展,为石油天然气的开发创造了新的条件。

隋唐时,石油主要用于照明,另外还用作鞣制皮革,润滑车轴等,如《元和郡县图志》载有:“人以革盝取用,涂鸱夷油囊及膏车”等。

由于石油天然气在其他地区出现特别少,加上天然气喷发时的壮观景象,因此人们对此非常向往,著名诗人李贺曾有“火井温泉在何处”的诗句。四川临邛以火井闻名于世,北周时临邛就因为有火井而被改名为“火井镇”,隋大业十二年(616)又改为“火井县”,唐朝时又在此设火井令。唐初著名术士袁天纲就曾担任过火井令。这些都说明,隋唐时期天然气井已越来越受到人们的关注和重视。

在地层中,淡水、石油、天然气、卤水常常是共生的。因此挖凿水井、盐井技术的发展对石油天然气开发有极其重要的影响。

隋唐时期,各行业生产力水平相继提高,凿井技术在这时也达到新的水平。

从战国末期李冰开凿广都盐井起,人们挖凿的地质井,井口都很大,被称为大口井。大口井的开凿技术与水井的开凿技术没有明显的区别,都是由劳动者持锄、铲、凿等工具,直接挖凿破碎岩石而成。这种井的口径最小要能容纳一人进行挖掘作业,因此,井的口径一般不能小于一点三米左右。这种大口井经过秦汉、魏晋近千年的发展,到隋唐时期其挖掘技术水平已达到顶峰阶段,这主要表现在两个方面:首先是大口井开凿范围的扩大,隋唐以前,地质凿井中开凿的大口井,大多分布在四川境内。秦代,四川有三个县开凿这种井,汉代扩大到十八个县,而隋唐时猛增到六十八个州县。另外云南也出现开凿大口井的记载。由此可见大口井开凿技术已经较为普及。其次,大口井开凿的深度是前所未有的。这一时期出现一批数十丈的深井,《元和郡县图志》记载,唐代陵州的陵井(今四川仁寿县境内)开凿时“透两重大石”,深达八十丈,约合二百四十八点八米,富世所开的盐井,也深达二百五十尺,约合七十八米,这些凿井的深度纪录在前代是没有的。

对于如此之深的大口井,如何加固井壁,确保凿井的顺利进行等,是人们所必须解决的重要技术问题。以陵井为例,“其井上土下石,石之上凡二十余丈,以梗楠木四面锁叠,用障其土”。可见陵井自井口至二十余丈深为容易坍塌的土壤,所以要用梗楠木四面锁叠的方法来加固井壁。

另一方面,虽然隋唐时大口井的开凿技术达到空前高超的水平,但若想开凿如此巨大的井并不容易,这不仅需要耗费大量的人力、物力和财力,而且由于井径过大,即使有加固措施,也免不了发生坍塌现象。如陵井在唐代就曾多次坍塌。此外,在数百米深的地下作业,通风、照明等技术问题也很难解决。因此隋唐时期虽然已出现深逾二百米的陵井,但在当时也只是凤毛麟角,数量并不多。

隋唐时期是大口井开凿技术的鼎盛时期,同时,大口井开凿技术本身的弊端又使其发展势必受到一定的限制,而克服这种局限性将孕育出一种新兴的凿井技术,从而为石油天然气的开发利用开辟更广阔的领域。

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