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古代印刷科技史大探源
2012-11-05 17:15:47   作者:   來源:包裝e線   評(píng)論:0 點(diǎn)擊:

我國印刷史學(xué)者傾向于把本世紀(jì)四十年代以前的中國印刷史分為古代史和近代史兩階段。古代史主要是以隋唐時(shí)期發(fā)明的雕版印刷術(shù)和北宋畢升發(fā)明的活字印刷術(shù)的發(fā)展為脈絡(luò);近代史則是以十九世紀(jì)初從西方傳入的鉛印術(shù)及以后的石印術(shù)的推廣為代表。特別是近代印刷術(shù)中的照相制版術(shù)和彩色印刷術(shù),自二十世紀(jì)初先后傳入中國后,使中國的印刷工業(yè)在它的發(fā)展史上步入了一個(gè)新的里程。
  
  在世界公認(rèn)的四大文明古國中,只有中國幾千年的文明沒有間斷。我想這要?dú)w功于中國發(fā)明了造紙術(shù)和印刷術(shù),因而才能使我們的祖先用獨(dú)特的文字,把人們的知識(shí),中華文化,記錄下來,形成圖書,代代相傳,幾千年連綿不斷。在古代社會(huì)科學(xué)技術(shù)還不十分發(fā)達(dá)的情況下,手工作業(yè)的印刷術(shù)就成了推動(dòng)人類文明進(jìn)步的最有力的杠桿。
  
  在古代,我們的祖先無論在社會(huì)科學(xué)方面,還是在自然科學(xué)方面,都有著光輝的業(yè)績,對(duì)世界文明作出了杰出的貢獻(xiàn)。只是由于明清以來,我們國家在科學(xué)技術(shù)方面逐漸落在了西方的后面,致使研究我國古代科技史的人少,知道的人就更少。由于近代印刷術(shù)中照相制版術(shù)和彩色印刷術(shù)是近百年來才從西方傳入的,所以人們?cè)跀⑹稣障嘈g(shù)和色彩學(xué)發(fā)展史時(shí),往往從歐洲的科技史中尋找這些印刷科學(xué)技術(shù)的源頭,而忽略了中華民族在這方面的卓越貢獻(xiàn)。這是很不幸的。本人才疏學(xué)淺,對(duì)中華民族古代博大精深的文明史和科技史更知之甚少,但就我所知,我們的祖先無論在成像光學(xué)還是顏色科學(xué)方面,都有著早于歐洲人的非凡業(yè)績。我們知道,現(xiàn)代照相術(shù)中光學(xué)成像,其原理源于古代的針孔成像。可是,我不止一次從西方出版的圖書里看到,把針孔成像原理(obscura)的發(fā)現(xiàn),歸功于古希臘哲學(xué)家亞里士多德(Aristoteles,公元前384~322年)。事實(shí)上,中國早在戰(zhàn)國前期,墨家
  
  學(xué)派的代表人物墨翟(約公元前478~392年),在他們的傳世之作《墨經(jīng)》里,就有不少關(guān)于光線直線傳播、光與投影、針孔成像、曲面鏡成像等光學(xué)方面精辟的見解和生動(dòng)的描述。墨家的這些成就,不僅在中國光學(xué)史上占有首席地位,即使在世界光學(xué)史上也是開創(chuàng)先河的。
  
  一、關(guān)于“印刷”內(nèi)涵的東西方的差別
  
  中文“印刷”,古時(shí)也稱“刷印”。它是從古代印章的蓋印演變而來。古代以印章作為官職取信的憑證!逗鬂h書?公孫述傳》:“多刻天下牧守印章,備置公卿百官。”所以,自古以來,我們都把印章看作是權(quán)力的一種象征。它可以傳遞,可以蓋印(復(fù)制),但作為信物的內(nèi)涵卻是不變的。然而,傳遞和復(fù)制正是今天印刷的最基本的特征。看來,我們的祖先在發(fā)明印刷術(shù)的時(shí)候,把這種復(fù)制的方法稱作“印刷”,不僅反映了印章與印刷“源”和“流”的內(nèi)在聯(lián)系,而且也抓住了印刷最本質(zhì)的東西——復(fù)制。
  
  英文稱印刷為printing,它的本源是英文press,即壓力。在歐洲,從十五世紀(jì)德國人谷騰堡(Gutenberg)發(fā)明鉛活字木結(jié)構(gòu)印刷機(jī),才有了印刷術(shù)。這種印刷是靠壓力來傳遞油墨的。以后發(fā)明的凹版印刷和石版印刷,也都需要施加一定的壓力。所以,當(dāng)時(shí)歐洲人把印刷與壓力聯(lián)系起來,是可以理解的。但是,印刷術(shù)發(fā)展到今天,出現(xiàn)了靜電印刷、噴墨印刷等一些非壓力印刷,壓力已不再是印刷的主要特征。所以,從對(duì)印刷術(shù)的命名上,也可以看出東方與西方對(duì)印刷術(shù)理解上的差別。我認(rèn)為,中國人對(duì)印刷術(shù)命名更能反映印刷是復(fù)制的最基本特征。
二、中國古代在光學(xué)成像方面的偉大貢獻(xiàn)
  
  1.光源、物體和投影
  
  墨家不但正確地說明了由于光線直線傳播而在物體后面產(chǎn)生陰影,并且科學(xué)地指出:當(dāng)物體相對(duì)于光源移動(dòng)時(shí),影子并沒有移動(dòng)。人們所看到的影子的移動(dòng),只不過是隨著物體的移動(dòng)原來的影子不斷消失,新的影子不斷出現(xiàn)的結(jié)果。墨家的這些觀點(diǎn),在《墨經(jīng)》中以“經(jīng)”和“說”的方式給以辨析,言簡(jiǎn)意賅,形象生動(dòng)。關(guān)于光源、物體和投影,在《墨經(jīng)》中是這么講的——經(jīng):“景徙,說在改為。”說:“景。光至,景亡。若在,盡、古息。”古文“景”指物體的投影。“徙”,作移動(dòng)講。“改”即更換,“為”,延伸為變化。由于光源或物體的移動(dòng),而使投影也不斷地更新。其實(shí)質(zhì)是原來的投影不斷消失,新的投影不斷出現(xiàn)的緣故。接著,以“說”的形式進(jìn)一步解釋:物體移動(dòng)了,物體原來的投影處由于光線的照射,原投影就消失了,“光至,景亡。”但是,只要物體不移動(dòng),即“若在”(“盡”作“完全”解,“古”作“姑息”、“休止”講,“息”是不動(dòng)),投影也始終在原處不動(dòng)。在這里,墨家不僅正確地闡明光源、物體、投影三者的關(guān)系,還科學(xué)地指出:只有物體和光源是可以移動(dòng)的,投影是不會(huì)動(dòng)的。這個(gè)觀點(diǎn)包含了近代物理運(yùn)動(dòng)學(xué)中很重要的“瞬時(shí)”的概念。這種樸素的唯物主義的觀點(diǎn),在兩千多年前的中國就已形成,是非?少F的。
  
  2.半影說
  
  在解釋現(xiàn)代印刷加網(wǎng)的光學(xué)機(jī)理時(shí),歐洲人有一種“半影說”。認(rèn)為當(dāng)光線通過十字線玻璃網(wǎng)屏的網(wǎng)孔形成網(wǎng)點(diǎn)時(shí),在網(wǎng)點(diǎn)的邊緣處產(chǎn)生模糊不清的邊帶,這就是“半影”現(xiàn)象。
  
  然而,早在兩千多年前《墨經(jīng)》中就有關(guān)于“半影”的論述。經(jīng):“景二,說在重。”意思是,一個(gè)物體若產(chǎn)生兩個(gè)投影,是因?yàn)橥瑫r(shí)有兩個(gè)光源對(duì)它照射的結(jié)果。中間是本影,周邊是半影。說:“景二,光夾。一,光一,光者,景也。”實(shí)際上,如果光源的發(fā)光面相對(duì)于投影面足夠大的話,即使一個(gè)光源,也會(huì)出現(xiàn)半影現(xiàn)象。“景二”,即本影和半影;“光夾”,一個(gè)物體出現(xiàn)兩個(gè)影,是由于光源射出的光線交叉照射的結(jié)果。光線直線傳播,在傳播中遇到物體會(huì)產(chǎn)生投影,是《墨經(jīng)》有關(guān)幾何光學(xué)論述的最基本的觀點(diǎn)。
  
  3.針孔成像
  
  現(xiàn)代照相光學(xué)所依據(jù)的,就是幾何光學(xué)中光線直線傳播的原理。據(jù)說,在照相機(jī)暗盒里形成倒立影像的想法,就是受針孔成像的啟示而萌發(fā)的!赌(jīng)》里對(duì)于針孔成像從原理到裝置上,都作了生動(dòng)精辟的敘述。經(jīng):“景到,在午有端,與景長。說在端。”說:“景。光之人,煦若射,下者之人也高;高者之人也下。足蔽下光,故成景于上;首蔽上光,故成景于下。在遠(yuǎn)近有端,與于光,故景庫內(nèi)也。”這里的“到”古文通“倒”,即倒立的意思。“午”指兩束光線正中交叉的意思。“端”在古漢語中有“終極”,“微點(diǎn)”的意思。“在午有端”指光線的交叉點(diǎn),即針孔。物體的投影之所以會(huì)出現(xiàn)倒像,是因?yàn)楣饩為直線傳播,在針孔的地方,不同方向射來的光束互相交叉而形成倒影。“與”指針孔的位置與投影大小的關(guān)系而言。“光之人,煦若射”是一句很形象的比喻。“煦”即照射,照射在人身上的光線,就像射箭一樣。“下者之人也高;高者之人也下”是說照射在人上部的光線,則成像于下部;而照射在人下部的光線,則成像于上部。于是,直立的人通過針孔成像,投影便成為倒立的。“庫”指暗盒內(nèi)部而言。“遠(yuǎn)近有端,與于光”,指出物體反射的光與影像的大小同針孔距離的關(guān)系。物距越遠(yuǎn),像越;物距越近,像越大!赌(jīng)》在兩千多年前關(guān)于針孔成像的描述,與今天的照相光學(xué)所講的是完全吻合的。
4.凸面鏡成像
  
  早在三千多年前,我國的青銅冶煉技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)水平。春秋戰(zhàn)國時(shí)期,銅鏡的使用已較普遍。這就為墨家用銅鏡作光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了條件。在《墨經(jīng)》里,對(duì)于平面鏡成像、凹面鏡成像及凸面鏡成像都有論述,這里只擇凸面鏡成像介紹如下。經(jīng):“鑒團(tuán),景一。說在刑之大。”說:“鑒。鑒者近,則所鑒大,景亦大;遠(yuǎn),所鑒小,景亦小,而必正。景過正,故招。”古文中“鑒”即鏡,“鑒團(tuán)”即凸面鏡。
  
  “景一”是說凸面鏡成像只產(chǎn)生一種正像。“刑”做“形”,這里指物體。由于凸面鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,因而凸面鏡成像總比物體要小。換一種說法,物體要比像大,即“說在刑之大”。物體離鏡越近,物體在鏡面的影像也越大;反之,當(dāng)物體從鏡面移遠(yuǎn)時(shí),物體在鏡面的影像會(huì)變小。物體在一定距離內(nèi)移動(dòng),像只有大小的變化,都是正像。“景過正”,如果物體移動(dòng)過遠(yuǎn),影像就變得模糊不清了,“故招”。
  
  時(shí)過兩千多年,墨家在影像科學(xué)上的許多觀點(diǎn),在今天看來仍然是正確的。墨家認(rèn)為,物體是由無數(shù)質(zhì)點(diǎn)組成的,而影像則是由無數(shù)“糗”組成。古漢字“糗”的本義是炒米粉,延伸的意思是微小而眾多,與今天的“像素”(imageelement)同義。墨家認(rèn)為影像由無數(shù)像素組成,與今天的見解也完全相同。
  
  三、中國古代的五色說
  
  中國古代有關(guān)顏色的應(yīng)用和論述,在世界顏色科學(xué)史上也同樣應(yīng)占有一定地位。古代神話《山海經(jīng)》里就記載有女媧氏煉五色石補(bǔ)天的傳說。《淮南子?覽冥》云:“往古之時(shí),四極廢,九州島裂……女媧氏煉五色石以補(bǔ)蒼天。”五色,即青、赤、白、黑、黃,也稱五彩。在春秋戰(zhàn)國時(shí)期的方士儒生中,盛行陰陽五行說。所謂五行,指木、火、金、水、土五種物質(zhì)。他們認(rèn)為,像五色是形成自然界的一切顏色一樣,五行是構(gòu)成世界萬物的基本元素。世界上所有物質(zhì)的產(chǎn)生和變化,皆為這五種物質(zhì)相生相克的結(jié)果。人們把五色、五行和五方(東、南、西、北、中)聯(lián)系起來,相互為表,用之于軍事、天文、醫(yī)學(xué)、建筑等方面。漢許慎著《說文解字》說:“青,東方色也,從木。”“赤,南方色也,從火。”現(xiàn)代《辭海》說:“五色,青、赤、黃、白、黑五種顏色。古代以此五種色為正色,其它色為間色。”古人認(rèn)為,五色是一切顏色中最基本的顏色。古人叫“正色”,今人叫“原色”!墩f文解字》說:“綠,青黃色也”,“紫,青赤色也。”這就是說,古人認(rèn)為綠色是由青色和黃色合成的,紫色是由青色和赤色合成的?梢姡覀兊淖嫦,不僅在顏色理論上最早提出了“原色”和“間色”的觀點(diǎn),而且正確地指出了黃和青是原色,綠和紫是間色。
  
  這些觀點(diǎn)和今天的顏色理論比較起來,是過于簡(jiǎn)單,也不夠完善,但我們不應(yīng)苛求于古人。五色、五行說,同古代的其它學(xué)說一樣,雖然里面有糟粕,但長久以來是我們中華民族認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的一種思想方法,包含著質(zhì)樸的唯物主義的成分。至今在北京中山公園里,還保存著明永樂十九年(公元1421年)建立的社稷壇(俗稱“五色土”)就是五色說的明證。壇上分東、南、西、北、中五個(gè)區(qū)。東區(qū)填青色土,南區(qū)填赤色土,西區(qū)填白色土,北區(qū)填黑色土,中區(qū)填黃色土。古代皇帝用這五方色土來象征普天之下莫非王土,故名社稷壇。

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