古代印刷科技史大探源
- 2012-11-05 11:11:44723
在*的四大文明古国中，只有中国几千年的文明没有间断。我想这要归功于中国发明了造纸术和印刷术，因而才能使我们的祖先用独特的文字，把人们的知识，中华文化，记录下来，形成图书，代代相传，几千年连绵不断。在古代社会科学技术还不十分发达的情况下，手工作业的印刷术就成了推动人类文明进步的有力的杠杆。
在古代，我们的祖先无论在社会科学方面，还是在自然科学方面，都有着光辉的业绩，对世界文明作出了杰出的贡献。只是由于明清以来，我们国家在科学技术方面逐渐落在了西方的后面，致使研究我国古代科技史的人少，知道的人就更少。由于近代印刷术中照相制版术和彩色印刷术是近百年来才从西方传入的，所以人们在叙述照相术和色彩学发展史时，往往从欧洲的科技史中寻找这些印刷科学技术的源头，而忽略了中华民族在这方面的贡献。这是很不幸的。本人才疏学浅，对中华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，我们的祖先无论在成像光学还是颜色科学方面，都有着早于欧洲人的非凡业绩。我们知道,现代照相术中光学成像，其原理源于古代的针孔成像。可是，我不止一次从西方出版的图书里看到，把针孔成像原理（obscura）的发现，归功于古希腊哲学家亚里士多德（Aristoteles，公元前384～322年）。事实上，中国早在战国前期，墨家
学派的代表人物墨翟（约公元前478～392年），在他们的传世之作《墨经》里，就有不少关于光线直线传播、光与投影、针孔成像、曲面镜成像等光学方面精辟的见解和生动的描述。墨家的这些成就，不仅在中国光学*占有地位，即使在世界光学*也是*的。
一、关于“印刷”内涵的东西方的差别
中文“印刷”，古时也称“刷印”。它是从古代印章的盖印演变而来。古代以印章作为官职取信的凭证。《后汉书？公孙述传》：“多刻天下牧守印章，备置公卿百官。”所以，自古以来，我们都把印章看作是权力的一种象征。它可以传递，可以盖印（复制），但作为信物的内涵却是不变的。然而，传递和复制正是今天印刷的基本的特征。看来，我们的祖先在发明印刷术的时候，把这种复制的方法称作“印刷”，不仅反映了印章与印刷“源”和“流”的内在联系，而且也抓住了印刷本质的东西——复制。
英文称印刷为printing，它的本源是英文press，即压力。在欧洲，从十五世纪德国人谷腾堡（Gutenberg）发明铅活字木结构印刷机，才有了印刷术。这种印刷是靠压力来传递油墨的。以后发明的凹版印刷和石版印刷，也都需要施加一定的压力。所以，当时欧洲人把印刷与压力联系起来，是可以理解的。但是，印刷术发展到今天，出现了静电印刷、喷墨印刷等一些非压力印刷，压力已不再是印刷的主要特征。所以，从对印刷术的命名上，也可以看出东方与西方对印刷术理解上的差别。我认为，中国人对印刷术命名更能反映印刷是复制的基本特征。
二、中国古代在光学成像方面的伟大贡献
1．光源、物体和投影
墨家不但正确地说明了由于光线直线传播而在物体后面产生阴影，并且科学地指出：当物体相对于光源移动时，影子并没有移动。人们所看到的影子的移动，只不过是随着物体的移动原来的影子不断消失，新的影子不断出现的结果。墨家的这些观点，在《墨经》中以“经”和“说”的方式给以辨析，言简意赅，形象生动。关于光源、物体和投影，在《墨经》中是这么讲的——经：“景徙，说在改为。”说：“景。光至，景亡。若在，尽、古息。”古文“景”指物体的投影。“徙”，作移动讲。“改”即更换，“为”，延伸为变化。由于光源或物体的移动，而使投影也不断地更新。其实质是原来的投影不断消失，新的投影不断出现的缘故。接着，以“说”的形式进一步解释：物体移动了，物体原来的投影处由于光线的照射，原投影就消失了，“光至，景亡。”但是，只要物体不移动，即“若在”（“尽”作“完全”解，“古”作“姑息”、“休止”讲，“息”是不动），投影也始终在原处不动。在这里，墨家不仅正确地阐明光源、物体、投影三者的关系，还科学地指出：只有物体和光源是可以移动的，投影是不会动的。这个观点包含了近代物理运动学中很重要的“瞬时”的概念。这种朴素的唯物主义的观点，在两千多年前的中国就已形成，是非常可贵的。
2．半影说
在解释现代印刷加网的光学机理时，欧洲人有一种“半影说”。认为当光线通过十字线玻璃网屏的网孔形成网点时，在网点的边缘处产生模糊不清的边带，这就是“半影”现象。
然而，早在两千多年前《墨经》中就有关于“半影”的论述。经：“景二，说在重。”意思是，一个物体若产生两个投影，是因为同时有两个光源对它照射的结果。中间是本影，周边是半影。说：“景二，光夹。一，光一，光者，景也。”实际上，如果光源的发光面相对于投影面足够大的话，即使一个光源，也会出现半影现象。“景二”，即本影和半影；“光夹”，一个物体出现两个影，是由于光源射出的光线交叉照射的结果。光线直线传播，在传播中遇到物体会产生投影，是《墨经》有关几何光学论述的基本的观点。
3．针孔成像
现代照相光学所依据的，就是几何光学中光线直线传播的原理。据说，在照相机暗盒里形成倒立影像的想法，就是受针孔成像的启示而萌发的。《墨经》里对于针孔成像从原理到装置上，都作了生动精辟的叙述。经：“景到，在午有端，与景长。说在端。”说：“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。在远近有端，与于光，故景库内也。”这里的“到”古文通“倒”,即倒立的意思。“午”指两束光线正中交叉的意思。“端”在古汉语中有“”，“微点”的意思。“在午有端”指光线的交叉点，即针孔。物体的投影之所以会出现倒像,是因为光线为直线传播,在针孔的地方,不同方向射来的光束互相交叉而形成倒影。“与”指针孔的位置与投影大小的关系而言。“光之人，煦若射”是一句很形象的比喻。“煦”即照射，照射在人身上的光线，就像射箭一样。“下者之人也高；高者之人也下”是说照射在人上部的光线，则成像于下部；而照射在人下部的光线，则成像于上部。于是，直立的人通过针孔成像，投影便成为倒立的。“库”指暗盒内部而言。“远近有端，与于光”，指出物体反射的光与影像的大小同针孔距离的关系。物距越远,像越小；物距越近,像越大。《墨经》在两千多年前关于针孔成像的描述，与今天的照相光学所讲的是完全吻合的。
4.凸面镜成像
早在三千多年前，我国的青铜冶炼技术已达到相当水平。春秋战国时期，铜镜的使用已较普遍。这就为墨家用铜镜作光学实验创造了条件。在《墨经》里，对于平面镜成像、凹面镜成像及凸面镜成像都有论述，这里只择凸面镜成像介绍如下。经：“鉴团，景一。说在刑之大。”说：“鉴。鉴者近，则所鉴大，景亦大；远，所鉴小，景亦小，而必正。景过正，故招。”古文中“鉴”即镜，“鉴团”即凸面镜。
“景一”是说凸面镜成像只产生一种正像。“刑”做“形”，这里指物体。由于凸面镜对光线有会聚作用，因而凸面镜成像总比物体要小。换一种说法，物体要比像大，即“说在刑之大”。物体离镜越近，物体在镜面的影像也越大；反之，当物体从镜面移远时，物体在镜面的影像会变小。物体在一定距离内移动，像只有大小的变化，都是正像。“景过正”，如果物体移动过远，影像就变得模糊不清了，“故招”。
时过两千多年，墨家在影像科学上的许多观点，在今天看来仍然是正确的。墨家认为，物体是由无数质点组成的，而影像则是由无数“糗”组成。古汉字“糗”的本义是炒米粉，延伸的意思是微小而众多，与今天的“像素”（imageelement）同义。墨家认为影像由无数像素组成，与今天的见解也完全相同。
三、中国古代的五色说
中国古代有关颜色的应用和论述，在世界颜色科学*也同样应占有一定地位。古代神话《山海经》里就记载有女娲氏炼五色石补天的传说。《淮南子？览冥》云：“往古之时，四极废，九州岛裂……女娲氏炼五色石以补苍天。”五色，即青、赤、白、黑、黄，也称五彩。在春秋战国时期的方士儒生中，盛行阴阳五行说。所谓五行，指木、火、金、水、土五种物质。他们认为，像五色是形成自然界的一切颜色一样，五行是构成世界万物的基本元素。世界上所有物质的产生和变化，皆为这五种物质相生相克的结果。人们把五色、五行和五方（东、南、西、北、中）联系起来，相互为表，用之于军事、天文、医学、建筑等方面。汉许慎着《说文解字》说：“青，东方色也，从木。”“赤，南方色也，从火。”现代《辞海》说：“五色，青、赤、黄、白、黑五种颜色。古代以此五种色为正色，其它色为间色。”古人认为,五色是一切颜色中基本的颜色。古人叫“正色”,今人叫“原色”。《说文解字》说：“绿,青黄色也”,“紫，青赤色也。”这就是说，古人认为绿色是由青色和黄色合成的，紫色是由青色和赤色合成的。可见，我们的祖先，不仅在颜色理论上早提出了“原色”和“间色”的观点，而且正确地指出了黄和青是原色，绿和紫是间色。
这些观点和今天的颜色理论比较起来，是过于简单，也不够完善，但我们不应苛求于古人。五色、五行说，同古代的其它学说一样，虽然里面有糟粕，但*以来是我们中华民族认识物质世界的一种思想方法，包含着质朴的唯物主义的成分。至今在北京中山公园里，还保存着明永乐十九年（公元1421年）建立的社稷坛（俗称“五色土”）就是五色说的明证。坛上分东、南、西、北、中五个区。东区填青色土，南区填赤色土，西区填白色土，北区填黑色土，中区填黄色土。古代皇帝用这五方色土来象征普天之下莫非王土，故名社稷坛。