徐巖紅

（山西財經(jīng)大學文化傳播學院，山西太原 030006）

作為中國歷史上技術(shù)革新與蓬勃發(fā)展的階段，宋代的紡織業(yè)及紡織技術(shù)也日趨成熟和完善，并達到了一個嶄新的時期，在中國紡織科技史上具有不可或缺的歷史地位。但是，技術(shù)創(chuàng)新作為獨立的文化現(xiàn)象在傳統(tǒng)觀念中并沒有獲得足夠的重視，科技史沒有形成系統(tǒng)化、標準化的記載，紡織技術(shù)多有遺失，特別是紡織圖像資料寥若晨星。所幸，山西高平開化寺①高平開化寺位于山西省高平縣東北舍利山麓，創(chuàng)建于晚唐昭宗時期，現(xiàn)存的大雄寶殿重建于北宋神宗熙寧六年（1073）到哲宗紹圣三年（1096）之間。宋代壁畫中的《觀織圖》為我們保留了宋代紡車和織機的形象，成為我們研究宋代紡織科學技術(shù)的珍貴圖像資料。

《觀織圖》（圖1）位于開化寺大雄寶殿西壁中部，結(jié)構(gòu)清晰，用筆遒勁，為壁畫再現(xiàn)科學技術(shù)的精品。根據(jù)壁畫題記，可知此圖是畫工郭發(fā)于北宋哲宗紹圣三年（1096）前后陸續(xù)完成。高平開化寺壁畫中的紡織機械包括紡車和織機兩部分內(nèi)容。紡車為“臥式紡車”，是一種對苧麻、蠶絲等纖維，運用加捻的方式，使其抱合成連續(xù)性無限延伸的紗線，以便使其適用于織造的一種紡織機械?？棛C為“單綜雙躡立式織機”，是采用物理學上的杠桿原理，用腳踏板控制綜片的升降，使經(jīng)紗分成上下兩層，形成一個三角形開口，以織造平紋織物的一種紡織機械。

一 高平開化寺宋代壁畫中紡車的基本結(jié)構(gòu)和機械原理

圖1 高平開化寺宋代壁畫《觀織圖》中的紡車和織機［1］

中國古代通用的紡車按結(jié)構(gòu)可分為手搖紡車和腳踏紡車兩種類型，高平開化寺宋代壁畫中的紡車屬于手搖紡車的一種②紡車在宋代得到改進和提高，當時紡車主要類型有:臥式手搖紡車、立式手搖紡車、腳踏紡車、水力大紡車。。關(guān)于手搖紡車的圖像資料，在出土的漢代文物中曾多次發(fā)現(xiàn)，這說明手搖紡車早在漢代就已非常普及，但唐以前的多綻紡車圖像史料無處可查，敦煌五代壁畫中的二綻手搖紡車，成為目前中國最早的多綻紡車圖像資料［2］209。高平開化寺宋代壁畫中的紡車圖像，主要結(jié)構(gòu)清晰，可以確定是一架臥式手搖單錠紡車。

（一）高平開化寺宋代壁畫中紡車的基本結(jié)構(gòu)分析

高平開化寺宋代壁畫中的紡車為背面，對于紡工來說，紡輪在左，錠架在右，是一架臥式手搖紡車。其結(jié)構(gòu)主要由支架、紡輪、綻架三部分組成，清楚地再現(xiàn)了宋代手搖單錠紡車的結(jié)構(gòu)形制。經(jīng)過對壁畫中手搖紡車的結(jié)構(gòu)進行分析研究，并參考有關(guān)歷史文獻資料后，對其做基本結(jié)構(gòu)示意圖（圖2）。從中可以看出，其支架部分主要是由四件木板或木棍構(gòu)成。這四件木板或木棍經(jīng)過相互穿插鉚合后，組成一個呈相互十字交叉、左右對稱的紡車支架。這種由十字交叉、左右對稱的木板或木棍組成的支架，其結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)固。

圖2 高平開化寺宋代壁畫《觀織圖》中的紡車結(jié)構(gòu)示意圖

在手搖紡車支架右邊的立柱上安置有一圓形的紡輪，紡輪的中心為鑿成具有一定厚度的圓形的木板，圓形木板的周圍均勻的穿插有八根木質(zhì)輻條。在圓形的厚木板的中心有一軸，通過此軸把紡輪安置在紡車的支架上。另外在紡輪的中心軸上還應安置有曲柄，由于壁畫中的紡車為背面，透視關(guān)系使我們無法看到這一曲柄。

在手搖紡車的支架左邊為兩根裝紡錠的錠架，紡錠將穿過這兩個錠架中心的孔，與錠架十字相交。

（二）高平開化寺宋代壁畫中紡車的機械原理分析

高平開化寺宋代壁畫中紡車的機構(gòu)屬于繩輪傳動裝置機構(gòu)，是一種通過繩弦傳遞運動或轉(zhuǎn)換運動的裝置機構(gòu)。這種裝置機構(gòu)主要是通過大輪和小輪的大小差異使小輪作高速旋轉(zhuǎn)運動。先搖動曲柄，曲柄通過紡輪上的輪軸帶動大紡輪旋轉(zhuǎn)，此時，手搖曲柄與大輪的角速度相同，但大輪線速度明顯加快。然后，大輪用繩輪傳動裝置帶動直徑較小的小輪——紡錠，在線速度不變的情況下使小輪的角速度加快，這樣卷繞的效率大大提高［3］336，從而使紗線進行合并、加攆，達到紡線的目的。操作時，一只手搖動紡輪中心軸上的曲柄，使紡輪旋轉(zhuǎn);另一只手把纖維抽成一根松紗，繞在紡架上的紡錠的凹槽內(nèi)。然后，再通過交叉的繩弦使紡錠與紡輪相連，從而使旋轉(zhuǎn)的紡輪帶動紡錠旋轉(zhuǎn)，紡錠便把松紗捻緊成連續(xù)性無限延伸的紗線后，纏繞在紡錠上。這樣就增加了纖維的長度，提高纖維的強度，以便使其適用于織造。山西高平開化寺宋代壁畫中的手搖紡車，其主要構(gòu)件與山東臨沂金雀山西漢墓中出土的帛畫中的手搖紡車（圖3）的主要構(gòu)件類同。由此可知，手搖紡車在宋代已成為一種普遍的紡紗工具。

圖3 山東臨沂金雀山漢墓出土的帛畫中手搖紡車［4］128［3］71

二 高平開化寺宋代壁畫中織機的基本結(jié)構(gòu)和機械原理

高平開化寺宋代壁畫中的織機與敦煌五代壁畫K98《華嚴經(jīng)變》中的織機（圖4）一樣，屬于單綜雙躡立式織機。它采用物理學上的杠桿原理，用腳踏板來控制綜片的升降，使經(jīng)紗分成上下兩層，形成一個三角形開口，以織造平紋織物。

圖4 敦煌五代壁畫《華嚴經(jīng)變》中的腳踏式立機［2］210

有關(guān)立式織機的記載不是很多。現(xiàn)存最早記載出自敦煌遺書收錄的契約文書。在敦煌文書中經(jīng)常出現(xiàn)“立機一匹”、“好立機”等名稱，應該是立機所織棉布的代稱。敦煌五代壁畫K98《華嚴經(jīng)變》中的這架腳踏式立機的圖像，是世界上最早的腳踏式立機圖像［2］210。從壁畫中出現(xiàn)的立機圖像來看，這段時間新疆地區(qū)已普遍使用立機織毛織品和一些粗紡棉織品。只是這種立式織機的使用遠不如水平機和斜織機普遍。到宋元時期，這種立織機從新疆地區(qū)傳入內(nèi)地，山西萬泉（今萬榮縣）木工出身的薛景石，根據(jù)自己長期修造織機的豐富經(jīng)驗，并總結(jié)各家所長，寫出了《梓人遺制》一書，書中對當時流行的一些織機，如立機子、華機子、羅機子和布臥機子等，一一繪圖說明，既繪有零件圖，又有總體裝配圖，并標明每個零件的尺寸和安裝部位。其中的立機（圖5）就是對新疆傳入內(nèi)地的立織機的某些部位作了改進。改進后的織機，開口、投梭、打緯三個主要運動進一步完善，使布的產(chǎn)量和質(zhì)量大大提高。山西潞州地區(qū)（以今長治市為中心的晉東南一帶），由于推廣了薛景石制造的織機，加速了當?shù)丶徔棙I(yè)的發(fā)展，使其與江浙地區(qū)的紡織業(yè)并駕齊驅(qū)，當時有“南松江，北潞安，衣天下”的說法［5］。

（一）高平開化寺宋代壁畫中織機的基本結(jié)構(gòu)分析

高平開化寺宋代壁畫中織機的機架、經(jīng)面、腳踏提綜板、提綜桿、分經(jīng)木、馬頭、綜框、筘等部件都刻畫得十分清晰，從中可以看出踏桿如何傳動綜框運動，因此可以確定是一架立式單綜雙躡織機。

圖 5 元代薛景石《梓人遺制》中的立機圖［3］337［4］146

壁畫中的立式綜躡織機是由中軸式雙躡單綜斜織機發(fā)展而來的機型，由于其徑面垂直于地面，因此被稱為“立機”。根據(jù)壁畫圖像做立式綜躡織機基本結(jié)構(gòu)示意圖（圖6）。從圖中可以看出，織機的結(jié)構(gòu)主要是由機架、滕子、笈等部件構(gòu)成。

圖6 高平開化寺宋代壁畫《觀織圖》中的織機結(jié)構(gòu)示意圖

機架，是由支撐整個立機的兩根直木和支撐機身的兩根斜木支架組成。兩根直木之間的距離為立機的寬度，其他所有部件均安置在機架上。

滕子，即壁畫中織機下部的卷經(jīng)軸，是用來纏繞織布用的經(jīng)線的一根架于機架最上端的橫木軸。由于它被經(jīng)線纏繞，故在畫面中看不清其具體結(jié)構(gòu)，參考有關(guān)文獻分析應為八楞狀，軸的兩頭各有一個軸牙，可以隨意回轉(zhuǎn)和固定，從而控制卷經(jīng)量。每織完一段布帛，轉(zhuǎn)動軸牙，即放出一段經(jīng)線。有了卷經(jīng)軸，經(jīng)線平整，其長度又可隨意調(diào)節(jié)，保證了織造時經(jīng)線的張力。

笈，即筘，是壁畫中織布女右手所拿部件，用繩子或藤條吊掛在織機上面，內(nèi)鑿池槽，用來控制經(jīng)的密度并用來打緯的織機中的主要部件之一。它的寬度，即布幅的寬度。在我國古代通常用“杼軸”來代表織機?！拌獭奔大?，“軸”即卷經(jīng)軸，是織機上的兩個主要構(gòu)件，可見這兩個部件在織機中的重要性。

馬頭，是壁畫中機架左右兩邊直木上分別裝有的前大后小，形似馬頭的兩塊木板。木板上鉆眼，以承受分經(jīng)木、高粱木、約繒木等部件。其中，分經(jīng)木將經(jīng)分為上下兩層，有分經(jīng)開口的作用;高粱木用來固定經(jīng)絲的位置;約繒木是用來裝配鴉兒木的部件。

懸魚兒，即綜框的提桿。下部有一圓眼可安裝綜桿，通過繩子與馬頭相連。

鴉兒木，是一杠桿，上端與曲胳肘子相連，下端與懸魚兒相連，起著提綜桿的作用。

掌滕木，是用來支撐經(jīng)軸的木桿。

大五木，即中軸，是整個織機的中樞。它后裝引手，通過連桿將中軸與腳踏板相連，并由腳踏板牽動;前裝掌木，又稱下前掌手，用于支撐滕木的下端;下裝垂手，其口子與曲胳肘子相連，用于推拉壓徑木和推動綜片運動。

卷布軸，位于壁畫中織機的最下端，通過左右兩塊木板與機身相連，用來卷繞織成的布匹，長隨立機之寬，為柱形方體。

長短腳踏，即壁畫中織布女雙腳所踩部件。長腳踏在右，通過連桿與綜片下端相連;短腳踏在左，通過連桿與提綜桿相連。提綜桿又與馬頭相連。連桿，采用木質(zhì)，呈剛性，分別連接左引手與短踏腳、右引手與長踏腳。

梭子，即壁畫中織布女左手所拿部件，中心為空，以放緯線，上面鉆眼兒，引出緯線，是用來投緯的織機部件。

經(jīng)分析可知，高平開化寺宋代壁畫中的織機是一架配備有機架、滕子、笈、馬頭、卷經(jīng)軸、卷布軸、綜片（單綜）、踏板等部件完整的立式單綜雙躡織機。

（二）高平開化寺宋代壁畫中織機的機械原理分析

高平開化寺宋代壁畫中的立式單綜雙躡織機采用物理學上的杠桿原理，用腳踏板來控制綜片的升降，從而使經(jīng)線分成上下兩層，形成一個三角形開口，以織造平紋織物。

織機的機架垂直于地面，其上部頂端架有卷經(jīng)軸，中間為經(jīng)線，從上向下展開。到機架中部時，經(jīng)線通過分經(jīng)木被分為上下兩層。機架兩旁有與馬頭相連的吊綜桿，通過吊綜桿與綜框連接，再由棕繩連接于腳踏。

織造時，織工坐在織機前面的長凳上，當織工踏下長踏腳時，連桿就頂起與其相連的右引手，中軸就向前轉(zhuǎn)動，同時前掌手下降，經(jīng)軸也就因此下降而放松其張力。在中軸向前轉(zhuǎn)的同時，中軸上的垂手子向后移動，拉動與其相連的曲胳肘子，曲胳肘子又帶動鴉兒木一端往后，其另一端就把懸魚兒往前拉。這樣，綜片就提起經(jīng)線作一次開口，此時織工一手拿梭，梭子穿過一道緯線，另一只手便使勁壓線，使布細密平整。當另一塊短踏腳被踏下時，與短踏腳相連的連桿就被往下拉，中軸向后轉(zhuǎn)動，前掌手上升，頂起掌滕木，經(jīng)軸也隨之上升，垂手子向前移動，推動曲胳肘子，懸魚兒通過鴉兒木而得到放松，穿過綜片的一組經(jīng)絲被放松，而由曲胳肘子中間壓經(jīng)木控制的一組經(jīng)絲則位于經(jīng)絲上層，形成新的開口后，再重復穿梭和壓線動作。如此往復，織品就縷縷而成。當織好一段布匹后，可以一邊扳動經(jīng)軸一端的軸牙放經(jīng)，一邊轉(zhuǎn)動卷布軸一端的軸牙張緊經(jīng)紗，繼續(xù)織造。由于短踏腳與連接處位于機身之前，踏下時拉動中軸，使其與長踏腳相連的連桿也作向下運動，就把與連桿連接處在機身后的長踏腳壓下，通過轉(zhuǎn)軸，其機身前的部分上升，為下一次踏板準備條件。

織機采用腳踏提綜開口裝置是織機發(fā)展史上一項重大發(fā)明，將織工的雙手從提綜動作中解脫出來，專門從事投梭和打緯工作，大大提高了生產(chǎn)率。

三 結(jié)語

目前已知宋代手搖紡車的圖像資料有敦煌莫高窟五代壁畫《華嚴經(jīng)變》中的手搖紡車和北宋王居正《紡車圖》繪畫中描繪的手搖紡車［3］337，這兩架紡車均為立式手搖紡車。而高平開化寺宋代壁畫中的紡車為臥式手搖紡車，成為目前研究宋代臥式手搖紡車的珍貴圖像資料。壁畫中所繪的立式綜躡織機是宋元時期山西一帶較為流行的一種織機，這種紡織制造技術(shù)在傳統(tǒng)斜織機技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用腳踏提綜開口裝置，使其生產(chǎn)效率得到很大提高，為當?shù)厝嗣駨V泛使用，并一直延續(xù)到元明清，即使在近代的山西境內(nèi)，有一些地區(qū)仍在使用這種技術(shù)。

高平開化寺宋代壁畫中的紡車與織機圖像，為我們了解和研究宋代臥式紡車和立式織機的結(jié)構(gòu)和機械原理提供了可靠的圖像資料。山西高平開化寺宋代壁畫中出現(xiàn)的《觀織圖》與山西萬泉薛景石的《梓人遺制》，以及山西潞州地區(qū)紡織業(yè)的發(fā)展狀況相互印證，從一個側(cè)面反映了宋元時期山西地區(qū)紡織業(yè)的發(fā)展狀況。

［1］柴澤俊.山西寺觀壁畫［M］.北京:文物出版社，1997:170.

［2］王進玉.敦煌石窟全集·敦煌科學技術(shù)畫卷［M］.香港:香港商務印書館，2001.

［3］盧嘉錫總主編.中國科學技術(shù)史·機械卷［M］.北京:科學出版社，2000.

［4］趙翰生.中國古代紡織與印染［M］.北京:商務印書館，2004.

［5］劉克祥.棉麻紡織史話［M］.北京:中國大百科全書出版社，2000:39.