【科技文明探源】

    ◎本报记者 张 晔

    中国是丝绸大国，纺织科技文化源远流长。

    从夏代之前的原始手工纺织时期，到夏代至清代手工机器纺织时期，中国产生了很多重要的纺织科技，如育蚕取丝、振荡开松、水转纺车、以缩判捻、组合提综等。

    同时，在纺织业的不断迭代发展中，中国诞生了众多在当时领先世界的纺织技术，古代纺织科技成为了中华文明的重要组成部分。

    近日，科技日报记者走进苏州大学现代丝绸国家工程实验室，请相关专家从纺织的起源、纺织工艺的进步，以及纺织对世界科技和文化的影响等角度，探源中国古代纺织科技的发展与变革。

    育蚕取丝源远流长

    蚕在其幼虫阶段20多天的时间里，吃下约20克的桑叶，蜕4次皮，吐丝结茧，从一粒茧可以获得约1700米蚕丝，仅重0.5克左右。

    同样令人惊叹的是，早在原始手工纺织时期，我国先民就开始种桑养蚕、缫丝织绸，世界丝绸史由此发端。

    苏州大学纺织与服装工程学院副院长、现代丝绸国家工程实验室关晋平教授告诉记者，山西省夏县西阴村仰韶文化遗址出土的半颗蚕茧以及《通鉴纲目前编·外纪》中记载的黄帝之妻嫘祖“始教民育蚕，治丝茧以供衣服”，是我国蚕桑丝绸五千多年悠久历史和灿烂文化的见证。

    关晋平认为，育蚕取丝在中华文明的传播和我国经济的发展方面发挥了重要作用，并引导人类步入了以化学方法制造多种纤维的新天地，在世界科技史和文化史上留下了浓墨重彩的一笔。

    蚕丝因其光泽柔和、亲和皮肤等优异性能有着“纤维皇后”的美誉。

    近年来，科学家采用育种技术进一步提升蚕丝品质，比如，通过家蚕遗传基因改造和蛋白重组，研发出了满足生物医疗、航空航天、国防军工及特殊环境需求的高性能蚕丝，这种蚕丝具备抗菌免疫、超强超韧、发光调温等特征。养蚕技术也朝着信息化方向发展，工厂化养蚕、人工饲料养蚕、智能化养蚕等正在研究和推广。

    从水转纺车到提花织机

    获取纺织纤维后，如何将其制成所需的面料成为新问题，纺织机械由此应运而生。

    苏州大学纺织与服装工程学院副院长、现代丝绸国家工程实验室陈廷教授介绍，在手工机器纺织早期，我国就有了原始纺车。最早是手摇纺车，后来出现了脚踏纺车。纺车的绳轮做圆周运动，需要一种传动机构，即连杆—曲柄。值得一提的是，从现有资料考证，中国历史上最早的连杆—曲柄机构，就是起源于脚踏纺车。

    在东汉至东晋时期，为了提高生产效率，劳动人民在单锭纺车基础上发明了复锭纺车，这在当时世界上是领先的。到了宋元之际，经济发展对生产效率提出了更高要求，大纺车随之诞生。一台大纺车最多可以有七八十锭，古代劳动人民还创造出水转纺车，用水力来驱动。西方直到1769年才由英国人阿克莱特制造出水力纺机，比中国晚了400多年。

    陈廷说：“水转纺车在纺织生产工具发展史上发挥的作用不可替代，它具备了近代纺纱机械多锭的雏形，适应了大规模生产。”

    机织是使相互垂直排布的两组纱线（经纱、纬纱）交叠在一起形成织物的技术。对于一根经纱（或纬纱）而言，纬纱（或经纱）分为两个部分，一部分在它上面，另一部分在它下面。经纬纱不同的相对位置关系就形成了丰富多彩的织物组织。无论是古代织机，还是现代织机，都是通过控制经纱运动来调整经纬纱相对位置关系的。

    1995年在新疆出土的汉代织锦“五星出东方利中国”曾引起考古工作者的极大兴趣。这块布的图案不是画上去的，而是织出来的，即多种颜色的经纱与纬纱按照所要形成的图案进行交织。

    这当然是普通织机无法胜任的，需要由提花织机来实现。提花织机在汉代就已出现，织出了精美无比的丝绸产品。

    19世纪，法国人贾卡研究发现，无论织什么花纹，提花织机上的经纱只有两种模式——提起和不动。他用钩子与纹版相配合控制经纱，在纹版上，提起经纱的小孔处记作“1”，不需要提起经纱没有孔就记作“0”，这实际上就是一个二进制的程序。

    受此启发，后人开发了穿孔卡片式计算机和电子计算机，其信息运算和存储原理都来源于中国古代提花织机。“因此，中国古代劳动人民发明的提花技术，为电子信息科技乃至人类发展作出了贡献。”陈廷表示。

    草木染为合成染料提供依据

    草木染是一种古老的手工印染技术，也被称为“植物染”，通常使用植物的花、果、根、茎、种子等作为原料，再通过粉碎和水提取的方法制备染液。

    据记载，我国先民在公元前3000年就已使用茜草、靛蓝等植物染料对织物进行染色。在商周时期，草木染已被广泛采用，朝廷中设立专门的职位负责管理春秋季节可用作染料的植物资源。如今，云南和贵州等地的少数民族地区仍将植物蓝靛作为服装手工染色的主要原料。

    关晋平告诉记者，草木染为现代合成染料的发展提供了基本依据和线索。19世纪，随着工业生产的普及，人们开始解析植物染料的色素结构，并进行人工合成。1868年，格勒柏和利柏曼通过解析洋茜根中的红色素成分，合成了人工茜素，这是第一种人工合成的天然染料，并于1871年实现了工业化生产。此后，德国化学家拜尔通过解析植物蓝靛的成分合成了人工蓝靛。合成染料避免了天然染料受季节影响的问题，可批量化生产，染色重现性好，因而很快成为纺织品的主流着色剂。

    进入21世纪，草木染因其环保特性和独特的艺术效果重新受到人们的关注和喜爱。为避免与粮、药争资源，目前植物染料大多取材于废弃的植物资源，如石榴皮、板栗壳、核桃壳等。科技发展也使得草木染纺织品耐光牢度低下的问题得到了有效解决。

    中国古代纺织技术体现了我国劳动人民的智慧，对人类经济、社会和文化的发展有着深远的影响。研究中国古代纺织业的历史和发展，不仅有助于我们深入了解中国古代文化和经济，更能够为当代中国纺织业的发展提供有益启示和借鉴。