造纸术的发明与应用
文字开启了人类的文明时代，但文字必须依附于一定的载体才能传播信息。各大文明在发展的早期出现了材质各异的书写材料，各个文明的文字也因载体的不同呈现出不同的特点。早在公元前三千年，两河流域的苏美尔人就在泥板上刻写楔形文字，与此同时，尼罗河流域的古埃及人则将纸莎草的茎制成的莎草纸进行书写。在中国的商周时期，甲骨、金石则是文字的重要载体。在所有的古文明之中，由于中华文明是唯一延续至今的文明体系，因此，文字载体的沿革就呈现出更强的延续特性和更清晰的传承脉络。
春秋战国时期，竹简、丝帛等更为轻便的材料成为主要的文字载体。尽管与笨重而又难以书写和传递的甲骨、金石相比，竹帛已轻便不少，可以随身携带进行传递，但依旧存在极大的限制。比如制造工序繁复，从生丝到可用来书写的缣帛，需要进行一系列处理而后织就、裁剪；简牍也并非将竹子砍下即可使用，而是要经过切割、磨平、炙烤等一系列加工过程，所能记载的文字有限，体积却较大，较为笨重。《史记·秦始皇本纪》载：“天下之事无小大皆决于上，上至以衡石量书，日夜有呈，不中呈不得休息。”[2]秦始皇每日处理的文书重量可以衡石为单位来计量，古代以120斤为一石，可见简牍所制文书之重。同时，竹简木牍呈长条状，需要以绳编连在一起，容易造成简牍的散落。《史记·孔子世家》记载孔子晚年时喜欢读《易经》，“读易，韦编三绝。”[3]
相较而言，帛书并无此种限制。它更为轻便易写，可以根据书写内容进行裁剪，相同体积和重量所能书写的信息也大大多于此前的书写载体，但帛书并未成为普遍的书写载体，相反它的使用极为有限，原因就在于造价高昂。西汉桓宽《盐铁论·力耕》载：“夫中国一端之缦，得匈奴累金之物。”[4]“缦”即没有花纹的丝织品，而“一端”则为半匹，其长度仅为二丈，可见丝织物价格之昂贵。因此，文字的不断发展与应用范围的扩大迫切需要更为轻便廉价的书写材料，纸张正是在这样的背景下应运而生。
东汉时期，宦官蔡伦改进了造纸术，纸张逐渐成为书写的主要载体。蔡伦造纸的事迹见《后汉书》：
蔡伦字敬仲，桂阳人也。以永平末始给事宫掖，建初中，为小黄门。及和帝即位，转中常侍，豫参帷幄。伦有才学，尽心敦慎，数犯严颜，匡弼得失。每至休沐，辄闭门绝宾，暴体田野。后加位尚方令。永元九年，监作秘剑及诸器械，莫不精工坚密，为后世法。自古书契多编以竹简，其用缣帛者谓之纸。缣贵而简重，并不便于人。伦乃造意，用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸。元兴元年奏上之，帝善其能，自是莫不从用焉，故天下咸称“蔡侯纸”。[5]
在这项对后世影响深远的技术革新中，蔡伦改进了造纸的材料，以树皮、麻头、破布、鱼网等较为廉价、常见的材料造纸，一方面极大降低了纸的成本，使其可为更多人接受；另一方面，显著提升了纸的质量，使其可成为书写的载体。由此，纸的应用开始逐渐推广，成为人类文化的主要载体。
不过，在蔡伦改进造纸术之前，纸便已经在中国发明了。西汉时期的历史记载中，已有纸出现，《汉书·外戚传·孝成赵皇后》中有：“武发箧中有裹药二枚，赫蹏书，曰：‘告伟能：努力饮此药，不可复入。女自知之！’”其中“赫蹏”一词，唐人颜师古引孟康注曰：“蹏犹地也，染纸素令赤而书之”，引应劭注曰：“赫蹏，薄小纸也。”[6]由此可见，西汉时期，纸这一书写载体或许已为人所用。但也有学者认为，此处之“纸”并非今纸之意，而是指用来书写的缣帛，这实际上就涉及究竟“纸”为何物的问题。
要弄清纸的起源，需要首先明确纸是什么。潘吉星指出，“传统上所谓的纸，指植物纤维原料经人工机械—化学作用制成纯度较大的分散纤维，与水配成浆液，经漏水模具滤水，使纤维在模具上交织成湿膜，再经干燥脱水形成有一定强度的纤维交结成的平滑薄片，作书写、印刷和包装等用的材料”。[7]从原料、制造过程、外观形态和用途四个方面明确了纸的定义。据此，以植物纤维为原料制成的才能称之为纸，而《后汉书》中“自古书契多编以竹简，其用缣帛者谓之纸”的“纸”实指“缣帛”这种动物纤维，并非是真正意义上的纸。同时，古埃及所用的莎草纸以及古印度用树皮和树叶所制作的纸从制作过程来看，亦无法称得上是“造纸”，它们未经过化学作用，而只是将本来的植物薄片晾干，进行物理上的拼接粘合，因此真正的纸实始造于中国。
考古发现为东汉以前便有纸的说法提供了支持。1957年5月，陕西西安灞桥砖瓦厂工地上发现一批不晚于西汉武帝时期的墓葬，其中出土铜镜三面，镜下垫有细布，布下又垫有纸。此后，20世纪70年代，甘肃居延、陕西扶风中颜村等地又相继发现了西汉时期的古纸。[8]1986年，甘肃天水放马滩发掘的秦汉墓群中出土了西汉初期的纸绘地图，这也是迄今为止发现的存世最早的纸质地图。该纸主要以麻为原料，用浇纸法制成，且为了便于书写绘画，在使用前还对纸进行过涂层的加工处理。[9]尽管西汉时期古纸在制造原料、工艺以及成纸的质量上都与蔡伦改进造纸术后的纸有相当的差距，但从纸的定义来看，西汉时期即有纸的结论是可以成立的。
在经蔡伦改进之后，造纸术并未就此定型，而是不断向前发展。魏晋南北朝至隋唐时期，造纸的原料不断拓展、技术不断进步，所造纸张的质量与产量都得到显著提升。与此同时，纸的应用大大拓展，不仅在书写上完全取代了简牍，还被应用于日常生活的各个方面。(https://www.daowen.com)
东汉时期的“蔡伦纸”主要以树皮、麻头、破布、鱼网等为原料，魏晋南北朝时期造纸的原料已然丰富拓展，出现了楮皮纸、桑皮纸、藤纸等多种不同原料制成的纸。不同地区生长植物的不同，造纸原料亦有所差异，甚至出现了一些有特色的纸。王嘉的《拾遗记》记载张华写成《博物志》后，呈交武帝阅览，武帝给其诸多赏赐，其中有一种纸叫作“侧理纸”，王嘉写道：“侧理纸万番，此南越所献。后人言‘陟里’，与‘侧理’相乱。南人以海苔为纸，其理纵横邪侧，因以为名。”[10]其中“南越”在今两广及越南北部地区，可见西晋时期两广地区就以海苔作为造纸原料之一，造出极具本土特色具有独特纹理的“侧理纸”。
由于造纸技术的进步，魏晋南北朝造出的纸较汉纸薄而平滑。此时的纸是用类似现今传统方式抄纸的活动帘床纸模抄造的。潘吉星在《中国造纸史话》中对这一模具及造纸过程进行了描述：
这类模具由竹帘及木床架两部分构成，再用两根边柱使二者紧贴在一起，可合可拆。将二者合起时放纸浆中捞纸，滤水后将竹帘取下并将其上的湿纸置于木板上；再将二者合起重行捞纸，取下竹帘并将湿纸置于上次抄出的湿纸上；如此重复，最后将叠在一起的湿纸压榨去水，再行干燥。
他指出用这种方法制出的纸不仅紧薄而均细，且“用同一模具可连续抄造出千万张纸，提高劳动生产率和设备利用率”[11]。
由于晋代造纸的质量与产量都大幅提升，纸张开始替代竹木简牍，成为书籍的主要载体。尽管东汉时期造纸术已得到改进与推广，但作为书写载体，纸张取代竹帛仍需要一个过程。自汉至魏晋，竹简仍然是主要的书写材料，直到晋代纸张才开始在书写中占据主要地位。东晋《桓玄伪事》曰：“古无纸，故用简，非主于敬也。今诸用简者，皆以黄纸代之”[12]。但魏晋南北朝时期所造纸张幅面较小，北宋苏易简《文房四谱·纸谱》中有：“晋令诸作纸，大纸一尺三分，长一尺八分。听参作广一尺四寸，小纸广九寸五分，长一尺四寸。”[13]晋代1尺约相当于24.5厘米，可见晋纸幅面并不大。由于幅面所限，此时的纸多用于书写，而绘画则仍使用缣帛作为创作载体。
隋唐时期，经济繁荣，手工业以及古代科技的进步推动造纸术进一步发展。一方面，造纸的原材料较此前又有拓展，除了麻类、楮皮、桑皮、藤皮、瑞香皮、木芙蓉皮等，竹也开始作为造纸原料，尽管麻类依旧在造纸原料中占据主要地位，但其他纸类的产量较魏晋南北朝时期不断增加。纸的品类与色彩更加多样化，根据《文房四谱》的记载，《晋书》中有“为诏以青纸、紫泥”，而到了贞观年间“始用黄纸写敕制”，唐高宗上元二年又下令：“诏敕施行既为永式。比用白纸，多有虫蠹。宜令今后尚书省颁下诸司诸州县，宜并用黄纸”[14]，可见唐代的黄纸品质优良，可防虫蛀，成为诏敕颁行的重要载体。唐代相较于前，可造出幅面更大的纸，从而满足了绘画的需求，纸开始成为绘画的重要载体，唐代名画家吴道子的《送子天王图》即为纸本墨笔画。同时，纸张品类的丰富也带来了用途的拓展，比如糊窗子用的糊窗纸，制造纸灯笼、纸扇的工艺用纸等。唐初，纸开始被用于丧葬之中，《新唐书·王玙传》记载：“汉以来葬丧皆有瘗钱，后世里俗稍以纸寓钱为鬼事，至是玙乃用之。”[15]自此焚烧纸钱成为祭祀逝去亲人的重要方式。
到了宋代，印刷术盛行，对纸张的需求大幅提升，刺激了造纸业的发展。宋代以后，由于藤的来源日益耗竭，竹开始被大量用以作为造纸的原料。[16]竹纸产生于唐，北宋进一步发展，竹子丰富的纤维是造纸的良材，同时竹分布广泛、廉价易得，制成的纸品质上佳。宋人陈槱《负暄野录》有：“又吴人取越竹，以梅天水淋，晾令稍干，反复捶之，使浮茸去尽，筋骨莹澈，是谓舂膏，其色如蜡。若以佳墨作字，其光可鉴，故吴笺近出，而遂与蜀产抗衡。”[17]除竹纸外，宋代占统治地位的纸种还有皮纸，被普遍应用于书画、刻本以及公私文书中。竹纸和皮纸作为两大主要纸种，一直延续到清代晚期。宋代市场经济的发展还催生了世界上最早使用的纸币“交子”，纸在此时开始成为商品交易的中介信物。
明清时期，社会经济与科学技术进一步发展。在这个阶段，造纸术“在造纸原料、技术、设备和加工等方面都集历史上的大成，纸的产量、质量、用途和产地也都比过去任何时期处于更高的发展阶段”。[18]与宋元相比，明清时期在书写、绘画、印刷以及生活方面的纸张用量增加极大，因而推动造纸业的繁荣发展。这一时期民间从事商品生产的纸坊增多，除了家庭作坊以外，较大宗的竹纸生产中雇工规模也不断扩大。同时，这一时期造纸的技术较前代又有进步，也留下了众多关于造纸技术的记载，比如明末宋应星作《天工开物》，其中“杀青”篇详细介绍了造纸的工艺与流程，成为研究古代造纸技术的重要材料。
尽管明清造纸技术不断精进，造纸业繁荣，但造纸仍然依靠手工，与西方的机器造纸相比效率低下。清朝末年，外国生产的纸张开始进入中国，一方面，机器造纸的低廉成本冲击了传统手工造纸作坊，众多手工造纸作坊纷纷倒闭；另一方面，机器造纸技术也开始进入中国，中国造纸业自此逐步走向工业化的发展阶段。