秦汉科技史之建筑、交通、纺织及其它技术
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建筑、交通、纺织及其它技术
(一)秦汉长城
万里长城是世界建筑奇迹之一。它雄踞于我国北部河山,走向由西向东,跨过黄土高坡、沙漠地带,崇山峻岭、河谷溪流,以其雄伟壮观、工程浩大闻名于世。
长城的修建开始于战国时代。当时,诸侯分立,各自割据一方,经常相互攻伐,进行兼并战争;北方的游牧民族匈奴、东胡、楼烦也经常南侵。因此,秦、赵、魏、齐、燕、楚等国各自筑长城以自卫。秦始皇统一中国以后,为了防范匈奴的突然袭击,把燕、赵、魏等诸侯国的长城连接起来,用30万人力连续10多年,筑成了西起甘肃临洮,沿黄河到内蒙临河,北达阴山,南到山西雁门关、代县、河北蔚县,经张家口东达燕山、玉田、辽宁锦州并延至辽东的万里长城。
汉代除重修了秦长城外,又修筑朔方长城(内蒙河套南)和凉州西段长城,后者包括北起内蒙额济纳旗居延海,沿额济纳河到甘肃金塔县北的北长城,从金塔县经破城子、桥湾城到安西县的中长城以及从安西县经敦煌城北直达大方盘城、玉门关进入新疆的南长城。它们是汉武帝时期开始修筑的。
据《居延汉简》记载,当时长城沿线 五里一燧,十里一墩,卅里一堡,百里一城 ,构成了一个严整的防御体系。
秦汉长城的遗迹至今仍历历可寻。据考察,秦汉长城多就地取材,用夯土筑成。在黄土高原一带是就地挖土筑版而成,现存临洮秦长城遗址就是用这种方法建造的。敦煌西南玉门关一带汉长城,墙身残高4米,下部宽3。5米,上部宽1。1米,是用土夯成,距地面50厘米开始铺纵横交错的一层芦苇或红柳,沙砾石与红柳或芦苇层层压叠,红柳或芦苇摆法相交,有些地方的芦苇至今还保留完好。利用这些植物原料,作为防碱夹层,在干燥地区是不易腐烂的,它们可以防止城墙坍塌,起着加固城墙的作用。无土地带的长城墙则是用石块砌成,如赤峰附近一段的汉长城遗址,就都是用石块砌成的。
在山岩溪谷之处,地势陡峭险峻,只用石块来砌筑,城墙容易坍塌,故杂用木石建造。在金塔县和额济纳旗,还存留烽火台200多座,台平面呈正方形,每边17米,高25米左右,蔚为壮观。它也是由夯土或土坯筑成,施工中亦用芦苇。至今仍有许多烽火台,除四角剥蚀外,其余部分都还完好。
长城跨越的地区大都是荒凉偏僻的地方,气候恶劣,数十万民工长年累月地在这里艰辛劳作,生活没有保障。广为流传的孟姜女哭长城的故事,就是老百姓对统治阶级不顾人民的死活、兴修长城的控诉。该故事说,秦始皇时,孟姜女的新婚丈夫范喜良被强征去修长城,在沉重的劳役中被折磨死去。
孟姜女思夫心切,万里跋涉,来到长城工地为丈夫送寒衣,得知丈夫已死,便在长城下痛哭,把长城哭倒,从而发现了丈夫的尸骸。后来,孟姜女投海自杀。这虽是一个虚构的故事,但说明长城是古代劳动人民血泪的结晶。
秦汉长城的修建反映了当时测量、规划设计、建筑和工程管理等方面的高超水平。
(二)木结构与砖结构技术
秦汉时期宫殿建筑的主要形式是高台建筑,它是由一种夯土和木结构相结合的建筑形式,它把许多单体建筑聚合在一个阶梯形夯土台上。秦代修建的咸阳新宫、朝宫等都是在夯土台群上修建的庞大宫室殿屋群,周围修筑高架的道路——阁道,同其它的 离宫别馆 相通,极其华丽壮观。秦于公元前230年开始兴建新宫,前后经10年时间,先建成倍宫,作为咸阳各宫室的中心,随后又建立甘泉宫、北宫等,构成了一组大建筑群。 秦尽破诸侯,写仿其宫室,作之咸阳北阪之上 (《史记?秦始皇本纪》),所以,咸阳新宫吸取了六国建筑的不同形式特征,可视为战国以来宫殿建筑的集大成的产物。公元前212年,秦始皇又兴建一组规模更为庞大的建筑群——朝宫,其前殿即著名的阿房宫, 先作前殿阿房,……上可坐万人,下可建五丈旗。
周驰为阁道,自殿下直达南山,表南山之颠以为阙。为复道,自阿房渡渭,属之咸阳。 (《史记?秦始皇本纪》)。这些宫殿大都采用了高台建筑的形式,西汉时期在长安城先后修建的许多宫殿的形式也是如此。
在西汉时已经出现的多层建筑,到东汉时期得到了迅速发展。从出土的明器、画像砖和铜器上,用木架构成的多层楼阁和封建坞壁的门楼、望楼等,就是这一建筑形式的生动说明。这是在梁柱上再加梁柱的迭架技术的应用,表明了木结构技术的重大发展,奠定了后世木结构高层建筑的基础。
中国古代建筑特有的 斗拱 结构( 斗 是斜方形垫木, 拱 是弯长形垫木),在战国时期已经出现,在秦汉时期又有很大发展。其形式多样,有直拱、人字拱以及单层拱、多层拱等。四川乐山汉代崖墓的斗拱就有六、七种式样的曲拱。斗拱与挑梁、斜撑同时发展、既用以承托屋檐,也用以承托平座,是建筑结构本身的一个重要组成部分。 斗拱 结构的出现,说明已有了关于合力、分力等经验性力学知识。
建筑的屋顶也出现了多种形式,如四坡顶、歇山顶、卷棚顶、悬山顶、四角拈尖顶等,具有丰富生动的造型特征。
砖与砖结构技术,在秦汉时期也得到了很大发展。西周已出现了铺地砖和瓦,从而开辟了新的建筑材料和结构领域,对于建筑质量的提高有着重要意义。战国时期出现的空心砖和小条砖,到秦汉时期已被大量用作建筑材料。
由于小条砖具有制造容易,承重性强,砌筑方便,可灵活应用等优点,到西汉晚期终于取代了空心砖。秦汉时期,小条砖逐渐趋向模数化,长、宽、厚的比例是4∶2∶1,使在垒砌墙体时,可灵活搭配。为了防止砖块脱落,人们还创造了榫(sǔn,音损,榫头)卯砖、企口砖、楔形砖等。这些都是人们在实践活动中取得的科学合理的方法。
初期的砖砌法,砖与砖之间缺乏联系,经过不断实践与总结经验,砖墙的砌法就朝着相互拉结的方向发展,使得砖墙有较好的整体性,既稳固,又能承受压力和推力。在战国时期已出现的数种垒砌技术的基础上,秦汉时期更有式样新颖的垒砌新技术出现,使墙体既坚固又美观。关于砖顶结构,两汉有重大发展。西汉中叶盛行筒拱结构,用条砖,其特点是二边支承;西汉末年出现了拱壳结构,特点为四边支承,它是由拱顶平面为十字交叉、等高的两个筒拱相互贯通穿插而成,充分发挥了砖材耐压的性能。在施工技术上采用了无支模施工法。虽然当时拱壳的跨度不大,但其结构性质,仍与现代的双曲拱砖扁壳类同。东汉时期出现了一种新的砖结构形式——迭涩结构,它保持了拱壳结构的外形,采用上下砖之间的砖缝成水平的逐层出挑成顶的方法。这种砌法较之不断地改变砖缝面角度的拱结构,在施工上要简便得多。
所以该结构的出现,乃是探索一种简便的砖拱结构施工方法的结果。
(三)驰道与栈道
驰道和栈道的修建,是秦汉时期规模宏大的筑路工程,对于陆路交通的发达,促进经济文化的交流,具有重大的意义。
秦始皇统一中国后,下令筑驰道。以咸阳为中心的,有东方大道(由咸阳出函谷关,沿黄河经山东定陶、临淄至成山角),西北大道(由咸阳至甘肃临洮),秦楚大道(由咸阳经陕西武关、河南南阳至湖北江陵),川陕大道(由咸阳到巴蜀等),此外还有江南新道,南通蜀广、西南达广西桂林;北方大道,由九原(今包头)大致沿长城东行至河北碣石,以及与之相连的从云阳(今陕西淳化)至九原的长达900余公里的直道,等等。1974年,在伊克昭盟发现了长约100米的直道遗址,路面残宽约22米,断面明显可见,现存路面高1- 1。5米,用红砂岩土填筑,从直道遗址可以看到南北四个豁口遥遥相对,连成一线,这同《史记?蒙恬传》所载 堑山堙谷,通直道 的记载正相吻合。由此可见驰道工程的庞大和艰巨。
栈道的修筑始自战国秦。公元前三世纪,秦国为了开发四川,就修筑了栈道,正如蔡泽所说: 栈道千里,通于蜀汉,使天下皆畏秦。 (《史记?范睢蔡泽列传》)到西汉前期已有嘉陵故道、褒斜道、谠洛道和子午道四条通蜀的栈道。其中褒斜道长250余公里,路面宽3- 5米不等。栈道盘旋于高山峡谷之间,因地制宜采用不同的工程技术措施,或凿山为道,或修桥渡水,或依山傍崖构筑用木柱支撑于危岩深壑之上的木构道路,表现了在筑路工程中,适应十分复杂的地形条件的出色的技术能力。栈道是川陕间的交通干线,历代屡屡修建,在经济文化交流和战略方面发挥了重要作用。
陆路交通的主要工具是各种车辆。秦时规定 车同轨 ,亦即每辆车的两车轴间距离相等。这时大多为两轮车,其设计因不同的用途而异,有的适于载重,有的利于速行,有的轻便舒适。秦汉时也有灵活适用的独轮车和稳定性强、载重量大的四轮车等。辽宁辽阳西汉遗址出土有铁车輨(车轴承)、车锏(铁圈)等物,说明汉代已在车轴上加铁圈,使铁与铁相磨,其间加上油脂润滑,增强了车轮的牢固性,减少了车轴承的摩擦力。
(四)船舶技术
春秋战国时期,许多诸侯国都相继建立了水军,并设有专门建造作战用船的工程,能够制造许多类型的战船。秦以后,在甲板上建有重楼的战船- - 楼船成为主力战舰,秦始皇曾派遣用楼船组成的舰队攻打越国。汉武帝为征伐广东、福建的越人,建造了高达十多丈的楼船,船上插满旗帜,显得非常威武雄壮。汉时以楼船为主力的水师非常强大,一次战役就能出动楼船2000多艘,水军20万人。《后汉书?公孙述传》还有 造十层楼帛栏船 的记载,其高大壮观可想而知。秦汉楼船等的出现是我国古代造船技术初步成熟的标志。1974年,在广州发掘的秦汉造船工场遗址,是一个规模巨大的古代船舶工场,有三个平行排列的造船台,还有木料加工场地,船台和滑道相结合,外形和铁路相似,由枕木、滑板和木墩组成,枕木分大小两种。滑板宽距可以调节。一号船台两滑板中心间距1。8米,船的宽度应是3。6- 5。4米;二号船台两滑板中心间距2。8米,能造5。6- 8。4米宽的船。滑板上平置两行承架船体的木墩,共十三对,两两相对排列,高1米左右,便于在船底进行钻孔、打钉、艌缝等作业。
汉代船舶技术的进步还表现在橹、舵和布帆等的发明和应用。橹是我国造船和航行技术中的一大发明,在长沙出土的西汉船模中,已有一支橹,说明至迟在公元前1世纪时,橹已经发明和应用。东汉刘熙在《释名》中说: 在旁曰橹,橹,膂也。用膂力,然后舟行也。 橹的外形有点象桨,但是比较大,支在船尾或船侧的橹担上,入水的一面剖面呈弓形,另一端系于船上。用手摇动橹担绳,就可以使伸入水中的橹板左右摆动,橹板与水接触的前后部分会产生压力差,形成推力,推动船只前进,就象鱼儿摆尾前进。用桨划水,只在桨板划水时才做有用功,而在桨板离开水面之后的整个过程都做的是无用功,浪费了许多人力。橹从桨的间歇划水变为连续划水,提高了功效,因而有 一橹三桨 之说,意即橹的功效可达桨的3倍;而且橹巧妙地利用了杠杆原理,人们只要来回摇动橹担绳就可以推动船只前进,大大减轻了用桨划水的笨重劳动。这种结构简单而又轻巧高效的船舶推进装置,有人称之为 可能是中国发明中最科学的一个.大约在18世纪中叶,橹被英国海军所引用。后来,在橹的性能的启发下,发明了螺旋推进器。
舵是我国古代在造船和航行技术方面的另一重大发明。船尾舵的出现大概在两汉之交,《释名》中说,船尾的装置称为舵,舵是拖的意思,在船后可以看到它拖在船尾,用来帮助船只顺着航向行驶而不偏转。1955年在广州近郊的一座东汉墓葬中,出土有一只陶制船模型,船尾有一支舵,舵杆用十字状结构固定,从船尾斜伸出船的后方,表明这已是一种轴转舵的装置。舵为船舶的航行提供了方便有效的制导工具。它的作用原理与桨不同,桨是通过划水所产生的反作用力来推导船只前进的,舵不划水,但是当船舶前进时,船尾所产生的水流会在舵面上形成水压——舵压,由于舵压的作用,船舶就会改变航行的方向。舵在应用的过程中,形状和性能都在不断得到改进。
单靠人力划桨、摇橹推动船舶前进来进行远洋航行是难于实现的,古代一般都是依靠风力来进行。在3000多年前的殷代甲骨文中,已有帆字出现,说明当时已发现了帆,利用风力来推动船只前进。到了汉代,帆的结构和性能都有很大改进。这时已经有了布帆,而且大概已经有了升降帆幕和改变帆的张挂方向的装置。《释名》说: 随风张幔曰帆,帆,泛也,使舟疾泛泛然也。 这说明东汉已经使用了布帆,它是利用风力解决船舶动力问题的重大发明。
秦汉造船遗址,汉代楼船,以及高效率推进工具橹的出现、船尾舵的出现和风帆的使用,说明我国古代造船技术到汉代已经成熟了。
(五)纺 织
1。纺织业的发展随农业的发展,秦汉时的手工业也很快地发展。官、私营手工业都很发达,当时的官营纺织手工业规模都很大。为了供应皇室纺织品的需要,西汉在京师长安没有东、西两织室,由织室令丞主管。这时民间手工业最普遍的是纺织业,时谚曰: 一夫不耕或受之饥,一女不织或受之寒 ,纺织手工业一般的来说是与农业密切结合的,一个农户的家庭,总是 男耕女织 ,解决衣食问题。
纺织手工业的原料在种桑养蚕,汉时对农桑业很重视,每年必由皇后举行养蚕仪式。这种采桑养蚕也是妇女们的劳动,汉乐府民歌中有一诗名《陌上桑》,叙述秦罗敷在春月采桑时严辞斥责一个侮弄她的太守的故事。
秦汉以前,我国的纺织业绝大部分集中在黄河中下游,长江流域以及南方地区主要是生产麻织物。西汉时期养蚕丝织业重心也在北方,但我国南方也早有种桑养蚕方法在流传,位于长江中游的蜀中,蚕桑之利也极流行,四川成都和德阳汉墓出土都有 桑园 图砖,成都出土的 桑园 画像砖上,桑园设有门,一高髻妇女正在园内从事劳作。当时蜀地的人民栽桑养蚕,并生产全国著名的蜀锦。当时在长城以北和西北地区的广阔土地上,也有蚕桑业。1971年秋,在内蒙古呼和浩特市南的和林格尔县,发现汉代壁画墓一座,图的左上部画了一大片丛林,有女子在采桑,另外还画了一些筐箔之类的器物,表明庄园内是有蚕桑业的。崔寔的《四民月令》中,记载了从养蚕到缫丝、织缣、擘绵、治絮、染色的全部生产过程,说明养蚕织帛是庄园中的一项重要生产。根据壁画我们可知至迟到东汉晚期,中原的蚕桑生产技术已传播到边远郡县,内蒙南部已经发展起蚕桑之业了。1972年,在距市中心约40里远的嘉峪关市东面的戈壁滩上发掘一东汉晚期砖墓。墓内有大量反映有关蚕桑、丝绢的彩绘壁画和画像砖,其中有采桑女在树下采桑、有童子在桑园门外扬杆轰赶飞落桑林的鸟雀,还有绢帛,置有蚕茧的高足盘,丝束和有关生产工具的画面。这说明当时河西走廊不仅是丝绸之路,而且也是农桑繁盛、丝绸生产的地区。
汉时由于农桑业的迅速发展,全国范围内都普遍植桑养蚕,绵帛生产激增。据《汉书?平准书》记载,在元封四年(公元前107年)的一年中,官府收到民间的输帛500余万匹,根据现存的西汉牙尺推算,500万匹就是2400万平方米左右,而当时全国人口至多不过五、六千万,由此可知当时纺织生产的发达。
2。秦汉时期的纺织技术汉时纺织品不仅数量大,而且纺织花色品种也已十分丰富多样。就丝织品来说,在缯或帛的总称下,就有纨、绮、缣、绨、?、缦、綮(qǐ,音起,细密的缯帛)、素、练、绫、绢、縠(hú,音胡,有绉纹的纱)、缟、■、■,以及绵、绣、纱、罗、缎等色品种。汉代丝织物品种花色如此多种多样,可见织造技术达到了纯熟的境地,是汉代纺织工艺空前提高的标志。在麻织物方面,汉代的布以麻、葛为代表品,也有緆、絺、绤、绉、絟、繐、紨等许多品种。汉代还有把毛织成毡褥,铺在地上,叫做氍毹(qú shū,音渠书,地毯),或称毛席,是地毯的正式开端。
秦汉时各种纺织品的质量和数量,都比前代大为提高。马王堆出土了许多精美绝伦的纺织品,更反映了当时纺织技术的高度水平。仅在1号墓中,除殓尸用的高级纺织品服装外,还出土了各种成衣50余件,单幅丝织品46卷,此外,还有绣枕、巾、袜、香囊、鞋、镜和乐器的袋套等,五光十色,可称是2000年前西汉初期丝织品和高级服饰的一次博览会。
经鉴定,马王堆出土的丝织品的丝的质量是很好的,丝缕均匀,纵面光洁,单丝的投影宽度和截面积同现代的家蚕丝极为相近,表明养蚕方法和缫练蚕丝的工艺相当进步。马王堆出土的丝织物,从种类上包括了:绢、绮、罗、纱、縠、锦等,许多织品的精细,令人赞叹。其中最能代表当时纺织技术水平的有两种织物:其一就是薄如蝉翼、轻软透明的素纱;另一就是手感厚丰、图案富丽的绒圈锦。
素纱织物,最能反映缫丝技术的先进水平,这种轻纱从观感上来说,可以和现代的尼龙纱相媲美。其中一件素纱单衣,衣长128厘米,袖长190厘米,全衣轻薄透明,领口、袖口都用绢缘,总重仅48克,这是用相当细的纱织造的。现代衡量纤维粗细的单位名称叫(dài,音代),它是用9千米长单纤维的克重来定义的,学名又称 纤维度. 数愈小,说明纱的纤维愈细。出土的素纱单衣的纤维度,经测定是11。2 .出土的另一块宽49厘米、长45厘米的纱料,重量仅2。8克,其纤维度为11。3 .更多的测定证明出土素纱的纤维度是在10。2- 11。3 之间,这完全可以和乔奇纱相媲美。素纱就是用这种纤细的丝加拈,经丝弱拈,纬丝强拈,用平纺织造而成的。这说明当时的缫丝、纺织技术均已达到很高水平。
锦是一种非常漂亮的提花织物,也可以经过精心的设计,织成花纹美丽的纹锦。此次出土的绒圈锦乃是在纹锦的基础上,使有纹样的地方用起圈的提花方法,用许多起圈的组织,构成突出在织物表面上的隆起的花纹。经分析研究,发现其织造工艺过程十分复杂。假如以幅宽为50厘米计算,所用经线的密度可达8800- 11200根。其中有四分之一的经线是上一下三的规律,用手纹式提沉,其余的地经和起圈的绒圈经(由4根以上丝线合股拈成)则需要由提花束综来提沉。尤其是起圈时需用假纬(多股蚕丝或细竹丝)使起绒经绕假纬起圈,织好后再抽去假纬,即可达到起圈的目的。这种起圈的织法一直是绒类织物所必需的,例如现代的平绒就是普遍起圈再经过剪平之后形成的,而洗脸毛巾则是保留整圈不剪。马王堆出土的绒圈锦就是把提花和起圈联系在一起,在有花纹的地方形成突起的织物。构思之精妙,织造技术之高超,真可谓巧夺天工。
除素纱单衣和绒圈锦之外,马王堆西汉墓还出土了各种纹式图案的纱、罗、绮、锦等丝织品。有些是用提花方法织造的,也有一些则是用各种矿物染料(朱砂、绢云母、硫化铅等)和植物染料(靛兰、茜草、栀子、炭黑等)
印染而成的。不但有浸染,而且有套版印花、媒染等技术。这些都说明:除缫、络、纺、织等丝织技术之外,印染技术也达到十分精美完备的程度。从长沙马王堆汉墓出土的织物可知,汉代织物上的彩绘和印花,归结起来约为两种:一为彩色套印,一为印花敷彩。彩色套印的为印银白云纹灰色纱,以灰色方孔纱为地本,用白色和银粉套印成白色细线、金色小圈点的云纹图案,花色极为淡雅。印花敷彩的为印茱萸花敷彩拓黄纱,以柘黄色方孔纱为地本,先用黑色印出茱萸花枝干,然后用白、失红、灰蓝、黄、黑等色加工描绘花和叶蔓。 两者的共同点是,线条细而均匀,极少有间断现象,用色厚而立体感强,没有渗花污渍之病,花地清晰,全幅印到,可见当时配料之精,印制技术之高,都达到了十分惊人的程度。 (魏松卿:《座谈长沙马王堆一号汉墓》,《文物》1972年第9期)。我国印花和彩绘,起源于秦汉以前,但从未见过早期实物,从这批印花、彩绘织物娴熟的工艺水平看,它决不是初创时期的产物,这是无可疑义的。
马王堆出土的纺织品中,还有一部分是麻织物。其中有灰色细麻布、白色细麻布和粗麻布,俱质地细密柔软,白色细麻洁白如练,灰色细麻布灰浆涂布均匀,布面经过辗轧,平而有光泽。麻织物的原料经鉴定是大麻和苎麻,细麻布的单纤维比较长,强度和韧性也比较好。最细的一块苎麻布,单幅总经数达1734-1836根,相当于21- 23升布,是我国首次发现的如此精细的麻织物。这些麻布的色泽和牢度,均和新细麻布一样,由此可见,当时从育种、栽培、沤麻、渍麻、脱胶、漂白、浆碾、防腐以及纺、织等技术,都已达到了相当高的水平。
汉时少数民族自织的布、帛、毡类纺织品亦多。当时东北地区的挹娄也能织些麻布,西南方的益州郡、永昌郡产毛织物、木棉布、火烷布(石棉布)。
1955年,在云南晋宁县石寨山,发现大批约当西汉时期的墓葬,出土了大量反映奴隶制生产和生活的器物,在一具贮贝器上,雕铸奴隶从事家内劳动的场面。一群装束不同的女奴隶环绕在中央高坐的滇族的奴隶主周围,从事纺织和其它家内劳役。1959年,在新疆民丰县发掘出的东汉合葬墓里,出土的大批织物中有些是棉织品。如复盖在盛着羊骨的木碗上的两块蓝白印花布,男尸穿着的白粗布裤和女尸的黄粗布手帕,都是用棉纤维织造的,证明1800年前,新疆地区就已经有了棉织印染业(新疆维吾尔自治区博物馆:《新疆民丰县北大沙漠中古遗址墓葬区东汉合葬墓清理简报》,《文物》1960年第6期)。此外,《罗布淖尔考古记》所记烽火台遗址中出土的毛织品也不少。
汉代丝织品的图案花纹,是我国古代工艺装饰图案灿烂的一页。汉代丝织品图案花样繁多,有龙、凤、孔雀、豹首、双兔、双鹤、爰居等象形图案,又有云气华藻美丽生动的图案。《西京杂记》卷三有 尉陀献高祖鲛鱼荔支,高祖报以蒲桃锦四匹 ,又卷一载: 霍光妻遗淳于衍蒲桃锦二十四匹,散花绫二十五匹.蒲桃(葡萄)其时初传入中国,就被引作锦绣的最新图案。
1924年发现的诺颜乌兰的匈奴主古墓遗物,墓中绢布上面绣有彩色的山云、鸟兽、神仙、灵芝、鱼龙等物,在流云神仙中间,并刺有 新神灵广成寿万年 吉祥语。蒙古人民共和国通瓦拉古墓出土的汉代丝织物中,除各种花纹外,有 群鹄 、 交龙 、 登高 等字样,还有 云昌万岁宜子孙 等吉祥语文字。汉代丝织物组织复杂,花纹绮丽,证明当时人民已掌握了很先进的纺织技术。
3。纺织机械汉代纺织物如此精美,织纹极其复杂,织造这些织物的工具和工艺技术,当然也必然是先进的。新石器时代遗址中发现的纺轮很多,汉时纺轮仍沿用不废。新疆民丰古墓葬中出土带杆木纺轮一副,长16。5厘米,出土时放在女尸脚下。长沙西汉后期墓葬中也有纺轮出土,可知为汉代个体劳动人民所用之纺具。
汉代纺织工具,在山东肥城孝堂山郭巨祠、山东嘉祥武梁祠、山东滕县宏道院、山东滕县龙阳店、江苏沛县留城镇和江苏铜山洪楼、江苏泗洪等地出土的汉画像石上的纺织图中,可以见到有络车、纬车、织机3种,图中的织机构造比较简单,但可以看出当时的织机是由竖机向平机发展中的一种过渡样式,可能是汉代民间一般所常用的普通小型织机。汉代纺织工具见于文献的,有繀(sùi,音岁,纺)车(见《太平御览》八百二十五引《通俗文》),有榬、有络车(见同上书引《方言》,有机杼(见同上书引《列女传》),有棱(见同上书引《通俗文》)。
织机经过不断的改造,到汉昭帝时(公元前86年- 公元前74年),巨鹿陈宝光妻创造了一部高级提花机。《西京杂记》说她所用之机,复杂至120蹑,须60方成一匹,费工费时之多,实在惊人。这种丝织机之构造,属于特殊最精细的绫锦之织机,不便于一般织物适用,至于普通绫机,用蹑不会如此之多,至多五、六十蹑够用。东汉王逸的《机妇赋》有一段对 花机 的描写: 兔耳跧伏,若安若危。猛犬相守,窜身匿蹄。高楼双峙,下临清池,游鱼衔饵,瀺灂(chán zhuó,音缠浊,水声)其波,鹿卢并起,纤激俱垂,宛若星图,屈伸推移,一往一来,匪劳匪疲,…… 赋中所说的 兔耳 是控制怀滚的装置, 猛犬 是对于引杆行筘的迭助木的形容。 高楼双峙 ,是指提花装置的花楼和提花束综的综絖相对峙,挽花工坐在3尺高的花楼上,按设计好的 虫禽鸟兽 等纹样来挽花提综。挽花工在上面俯瞰光滑明亮的万缕经丝,正如 下临清池 一样,制织的花纹历历在目。 游鱼衔耳 是指挽花工在花楼上牵动束综的衢线,衢线下连竹根是衢脚,一般要1000多根,挽花工迅速提综,极象鱼儿在上下争食一样快。提牵不同经丝,有屈有伸,从侧面看,确如汉代人习惯画的星图。 宛若星图,屈伸推移 是一句十分形象化的比喻。 一来一往 是指 推而往,引而来 的打纬用的筘。
这里把提花机的作用原理,描绘得维妙维肖,提花过程也描绘得十分具体动人。临淄、襄邑两地织工,精深技巧,思图发明织花机代替手工刺绣,汉成帝绥和二年(公元前7年),诏书云: 齐三服官诸官,织骑绣难成,害女红之物皆止,无作输 (《汉书?成帝纪》),是临淄织工在试制织花机。
东汉永平二年(公元59年),明帝率公卿大臣祭天地,各着五色新衣,明帝衣刺绣,公卿大臣衣织成,俱着襄邑服官所贡。襄邑织工发明织花机,不知在何年,至少东汉初这种织物已为公卿大臣所服用。虽然织物精美程度比手工刺绣差,但以机械织花代替手工刺绣,这是一项重大的技术改造。世界公认欧洲开始有提花机的时间,较中国为晚,而且还可能受到中国的影响,英国学者认为西方的提花织机是从中国传去的,采用时代比中国晚4个世纪(夏鼐:《我国古代蚕、桑、丝、绸的历史》,《考古》1972年第2期)。
(六)其它技术
1。秦汉桥梁技术秦汉时的桥工继承和发展了前辈巧匠的宝贵经验,将建桥技术提高到新的水平。
据《水经注》记载:渭水上有桥,称为渭桥(即中渭桥),秦始皇作离宫于渭水南北。《三辅黄图》说: 始皇兼并天下,都咸阳,引渭水贯都以象天汉(象征天上的银河),横桥南渡以法牵牛(效法牵牛星座),南有长乐宫,北有咸阳宫,欲通二宫之间故造此桥,广六丈,南北三百八十步,六十八间,七百五十柱,百二十二梁。 由此可见,这座桥是多跨梁式桥,共有68跨,由750柱组成了67个桥墩,每墩由11根或12个根柱组成。《三辅旧事》说此桥是 汉承秦制 ,也就是说汉朝的渭桥和秦朝的差不多。这是第一个明确地说明了秦汉桥型和详细记载了尺寸的历史资料。秦时1丈约等于现今2。3米,6丈约合13。8米,这个数字接近于我国现代大中城市四车道城市桥的宽度15米。
和林格尔东汉墓壁画中的 渭水桥 图提供了当时桥梁的明晰形象。它是一座多跨梁桥,每跨端点连接处各有由四根木柱组成的排架式的桩支承着。这是某座渭桥的一个局部的简化图。
沂南汉墓和成都青杠坡汉墓都有桥梁画像砖,未注明桥名。它们都是多跨,两个边跨倾斜,中间诸跨水平。上部结构和桥柱都与渭水桥相仿。从三个相隔甚远的地区的汉代古墓中发现的桥梁图形竟是如此相似,足见这种多跨梁式桥是当时普遍采用的形式。
为什么桥梁是采取中跨水平边跨倾斜的形式呢?这是出于当时通航的需要。汉朝已有较高的船只,楼船即其一例。《汉书?薛广德传》曾载汉元帝欲乘楼船泛渭河去宗庙举行祭祀的事。汉代桥梁中段高起,可能是为了满足较高船只航行所需的净空。
据《三辅黄图》记载,渭桥南北两头筑有堤激(即泊岸),其作用在于抗波和防坍。砌筑泊岸仍是今天的桥梁工程、码头工程和水利工程常用的技术措施。
据和林格尔汉墓的 渭水桥 图,渭水桥的木柱顶部置有两跳斗拱承托盖梁(盖梁是横梁,用作纵梁的支承),桥头还立有华表(或灯柱),可见当时已很重视桥梁的建筑艺术。
《水经注》记载: 秦始皇造桥,铁镦重,不胜。故刻石作力士孟贲等象以祭之,镦乃可移动。 《三辅黄图》也有同样的记述,且指明是建造渭桥。据《康熙字典》载:镦有 千斤椎 之意,那么 铁镦 就是 大型铁椎 之意。《汉书》说: 秦始皇为驰道,道广五十步,三丈而树,厚筑其外,隐以金椎。最末一句是用铁椎夯土坚实之意。秦始皇造桥,铁镦重不可胜,足见造桥时用了大得多的铁椎。筑桥时桥台夯土和桥墩打桩都要用铁椎,特别是打桩时需要使用较重的椎。青杠坡出土的汉墓画像砖上的桥梁,木柱很多而且很细。这些桥柱倘若立脚于河底的天然土壤上是不行的,须在河底打桩,置柱脚于桩顶之上,方能承托全桥。由此可知,秦始皇筑桥时已使用了桩基础,汉朝推广了这种技术。
1957年4月,河南新野县北安乐寨村出土了一批东汉画像砖,刻有拱桥的图形。砖上刻有一座单孔裸拱桥,桥上有驷马,车前有骑马者,桥下还有若干艘船。画面的线条极为清楚,一目了然。这幅图画明确无疑地提供了我国至迟在东汉已有拱桥的科学结论。
秦始皇建阿房宫时修的 阁道 ,即天桥,因为上下有道,就称上道为复道。我国两千多年以前的能工巧匠这样精妙地处理双层交通问题,是值得后人借鉴的。
另外,栈道是木桥早期的一种形式;东汉已有伸臂式的梯桥,能靠斜撑支持悬于湖水之上,山东曲阜孔庙保存的东汉墓石有梯桥浮雕图。
2。制镜技术用青铜制镜子,在我国大约流行了2000年之久,到了近世才给玻璃镜所代替。汉代的铜镜,质量很好,历代都非常珍重。
镜是铸造的,正面平滑可以照人,背面常铸上文字和图案,这主要起装饰作用。关于浇铸的镜坯,如何加工使它光亮照人,《淮南子》上有一段简略记述,大意是:镜子铸好,不能照人,撒上了 玄锡 ,再用毛毡磨打( 抛光 ),才能照见眉毛头发。 玄锡 可能是二氧化锡,就是锡在熔化时,氧化而成的锡灰 ,因锡中常含杂质,所以是灰黑色,与 玄 字恰相符合。近代二氧化锡仍有用作抛光剂的。
汉武帝曾设 尚方 来监制镜子,所以在镜上常有 尚方作镜真大好 等类似文句。在王莽时代,镜铭上常有 汉有善铜出丹阳 句。汉朝生产一种叫 魔镜 的铜镜,这种镜又名 透光镜 , 魔镜 是欧洲人的称呼,认为是中国西汉人的伟大发明。这种镜就是一面平滑(反射面)一面有凹凸饰纹(背面)的青铜镜,但奇妙的是,用它的反射面把日光反射到壁上,能显出镜背的饰纹来。
今日透光镜已不多见,上海博物馆藏有两面西汉时期的透光镜,用此镜把日光或灯光聚光反映到墙壁上,能现出镜背上饰纹的朦胧映象。这说明了当时劳动人民已在铸造铜镜中,发现了由于应力所生的 透光 现象,并掌握了必要的研磨技术。
3。其它技术秦汉时期的科学技术在其它方面也取得了极大的成就。
1972年在长沙马王堆出土的西汉女尸以及1975年在江陵凤凰山出土的西汉男尸,尸体基本保存完好。这两具尸体在地下保存了2000多年仍然完好,雄辩地证明了西汉防腐技术的巨大成就。
汉代已经出现了指南仪器,王充《论衡?是应篇》: 司南之杓(biāo,音标,北斗第五、六、七颗星的名称,也叫 斗柄 ),投之于地,其柢(dǐ,音底)指南 ,司南之杓,为磁性的勺子。将磁勺放到地盘上即能指南,解释上有困难,所以有人认为此句中 地 应为 池 ,指 水银池 ,柢为勺柄。原文的意思是: 磁性的勺子,投到盛水银的小容器中,浮着的磁勺的柄将指向南方.这说明当时人们对于磁体指极性和磁偏角的物理性质已有认识。
当时人们已开始把热膨胀与热应力用之于工程。《华阳国志?蜀志》记都江堰工程时说: 大滩江上,其崖崭峻不可凿,乃积薪烧之,故其处悬崖有赤白五色。 意即江上的悬崖很难开凿,就用火烧,然后冷却让石头爆裂。
公元2世纪初成都太守虞诩(xǔ,音许),曾主持西汉水(嘉陵江的上源)
航运整治工程,为了清除泉水大石,用火烧石,再趁热浇冷水,使坚硬的岩石在热胀冷缩中炸裂,《后汉书?虞诩传》注引《续汉书》说: 下辩(今甘肃成县西)东三十里有峡,中当泉水,生大石,障塞水流,每至春夏,辄(zhé,音折)溢没秋稼,坏败营郭。诩乃使人烧石,以水灌之,石皆坼裂,因镌去石,遂无泛溺之患。 这是 火烧水淋法.这表明秦汉时人们对于热膨胀与热应力学的认识。
汉武帝时,李少君为汉武帝设计了一场幻术。据说汉武帝死了爱妃李夫人,思念不已。当时的术士李少君说可以设法让其相见,他在一个夜晚 张灯烛,设帐帷 ,让汉武帝远远地坐着。忽然,汉武帝看见帐帷之上有 好女如李夫人之貌 ,忽而走动,忽而坐下。但又看得不甚真切。据后世人记载,当时李少君是用一种特殊的石头,刻成李夫人的形象,在帷帐与灯烛之间动作,帷帐之上就生成李夫人的影子在动作(见王嘉《拾遗记》)。在这里已有了光源、形象与屏幕三个基本部分,可以称得上是影戏的雏形。
1968年,在河北满城西汉中山靖王刘胜夫妇墓中发掘出大量的精美的器物,表现出了西汉时期的高超的手工技术水平。出土的 长信宫灯 ,制作十分生动,灯的设计更为精巧,可以拆卸,灯盘可以转动,灯罩可以开合,随意调整灯光的亮度和照射的角度;宫女头部可以拆卸,体内空虚,右臂与烟道相通;通过烟道而来的蜡炬的烟被容纳于体内,以保持室内的清洁。出土的错金(把金丝嵌入器物表层,磨光后,面呈纹饰)博山炉是一种用来熏香的铜炉,高26厘米,分炉座、炉身和炉盖三部分,炉座用透雕方法通座雕满蟠龙纹。炉身的上部和炉盖铸出一层层高低起伏的山峦,在山峦之间还铸有猎人和奔驰的野兽,构成一副非常生动的群山行猎图案;炉的通身还用黄金错出美丽的纹饰,更加显得光彩夺目。特别引人注目的是墓中两套完整的 金缕玉衣 ,这两件金缕玉衣都是用2000多块玉片组成,每一块玉片四角穿孔,然后用黄金制成的丝缕编缀而成;玉片上的孔经仅1毫米左右,这充分表现出玉工们精湛的技术。