李濤??

摘 要：以過去50年（1966—2016年）發(fā)表的493例古紙（兩漢到明清）纖維鑒別結(jié)果為研究對(duì)象，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，探究了3個(gè)方面的問題：①古紙鑒別結(jié)果是否以及如何支持造紙?jiān)系臍v時(shí)性變化？②不同時(shí)期內(nèi)的造紙?jiān)显谑褂贸潭群投鄻有苑矫嬗泻尾煌竣墼旒堅(jiān)显诠偶堉械氖褂帽壤欠翊嬖诮y(tǒng)計(jì)意義上的差別？研究結(jié)果表明，造紙?jiān)系姆N類和數(shù)量存在非常明顯的歷時(shí)性變化，且原料多樣性的顯著增加首次明確出現(xiàn)在宋金元時(shí)期，明清時(shí)期多樣性程度更高。最后，從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度估算了同一時(shí)期不同類別原料以及同一種類原料在不同時(shí)期的出現(xiàn)概率，前者為已知年代古紙的纖維鑒別提供參考，而后者有助于對(duì)纖維種類確定但年代未知的古紙進(jìn)行斷代。

關(guān)鍵詞：古紙；纖維原料；歷時(shí)性變化；基尼辛普森指數(shù)；置信度

中圖分類號(hào)：K876. 9； TS71

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.11980/j.issn.0254508X.2018.01.006

Temporal Change of Fiber Raw Materials Used in Ancient Chinese Papermaking and Its Implications

LI Tao

（Max Planck Institute for the Science of Human History， Jena， Germany， D07745）

（Email： taoli@live.com）

Abstract：Fiber identification results of 493 ancient （Han to Qing dynasties）Chinese handmade papers， published between 1966 and 2016， were collected for statistical analysis to address three research questions： Does fiber identification support a temporal change in the use of fiber raw materials in ancient Chinese papermaking？ How did the applications of different fiber raw materials and the diversity of fiber raw materials vary from one period to another？ Is there a statistical difference between the proportions of different types of fiber sources？ The findings showed a very clear temporal change in fiber raw materials （in terms of both types and quantities） and suggested that the diversity of fiber raw materials increased dramatically for the first time during the Song， Jin， and Yuan dynasties and was even more significant in the following Ming and Qing dynasties. Application probabilities of different fiber raw materials within the same period and application probabilities of a certain type of fiber raw materials through all periods were estimated at three different confidence levels（80%， 95%， 99%）. The former would provide reference to the fiber identification of dated ancient Chinese handmade papers， while the latter could help estimate rough periods at certain confidence levels for ancient papers in which the fibers used were identified.

Key words：ancient Chinese handmade papers； fiber raw materials； temporal change； GiniSimpson index； confidence level

我國是世界上最早從事造紙活動(dòng)的國家。早至漢代，古人就已經(jīng)有意識(shí)地利用自然界中的某些植物纖維進(jìn)行紙張的生產(chǎn)，并逐漸開發(fā)出一套工序復(fù)雜、耗時(shí)久長、主要由手工完成的制漿造紙?bào)w系。這種手工造紙的傳統(tǒng)一直延續(xù)至今，前后有兩千多年歷史。無論史書典籍中的記載，或基于對(duì)現(xiàn)存?zhèn)鹘y(tǒng)工藝的觀察，都明確無疑地指出古代造紙的復(fù)雜性，且這種復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在流程的繁雜上，也反映在工藝上的多變以及纖維原料的多樣性上。大量的調(diào)查報(bào)告表明，單憑一兩個(gè)人的時(shí)間、精力、技術(shù)，想要完成全部的造紙過程十分困難，造紙往往是一個(gè)群體性參與（例如以家庭或村落為生產(chǎn)組織）同時(shí)帶有（明確）分工和個(gè)人技能專業(yè)化的過程，并且有許多主觀（如對(duì)經(jīng)濟(jì)利益的尋求）和客觀（如原料植物的區(qū)域性分布和季節(jié)性生長）的因素影響造紙生產(chǎn)的開展和發(fā)展[1]。此外，一些社會(huì)和文化因素也影響造紙生產(chǎn)，增加了造紙活動(dòng)的復(fù)雜性。例如，1980年，Kern認(rèn)為意識(shí)和記憶的儲(chǔ)存是紙張生產(chǎn)影響社會(huì)的一個(gè)重要方式，因?yàn)樵旒堈哂心芰Σ⒂谐浞值臋C(jī)會(huì)將自我的個(gè)性特點(diǎn)賦予生產(chǎn)的紙張；2009年，Hubbe和Bowden提出，在增加收入的同時(shí)，造紙生產(chǎn)有利于拉近群體成員關(guān)系，促進(jìn)專業(yè)分工并推動(dòng)社會(huì)的分層[1]?？偠灾旒堈且蛏鲜鰪?fù)雜的因素很快地走向了流程化、專門化和專業(yè)化，并很容易演化出不同的風(fēng)格和傳統(tǒng)，在空間和時(shí)間上產(chǎn)生不同程度的影響。從這個(gè)角度看，造紙與其他手工業(yè)生產(chǎn)（如陶器或金屬器的生產(chǎn)）有諸多相似之處。

很早以前，有學(xué)者注意到我國古代造紙活動(dòng)在時(shí)間[2]和空間[3]上的變化和演變。對(duì)造紙?jiān)显跁r(shí)間序列上演變規(guī)律的探討尤其要早。例如，1973年錢存訓(xùn)先生發(fā)表文章，在分析史料的基礎(chǔ)上，主要梳理了我國古代造紙?jiān)涎葑兊臅r(shí)間線，總結(jié)了不同時(shí)期和階段產(chǎn)生變化的需要、動(dòng)力和誘因。該文對(duì)造紙?jiān)蠚v時(shí)性變化的看法較為系統(tǒng)和全面，代表性的主張[2]包括：大麻（hemp，Cannabis sativa）很可能是最早使用的植物纖維（開始于西漢），其他種類植物纖維應(yīng)用于造紙的開始時(shí)間晚于大麻，如東漢時(shí)期的構(gòu)樹（paper mulberry，Broussonetia papyrifera）、晉代的藤（ratten，Calamus rotang）、唐代中期的竹（bamboo，Bambuseae）以及宋代的禾草類（主要指水稻和小麥的莖稈，stalks of rice and wheat）；唐代之后大麻不再被大量使用，藤類至宋代早期因過度消耗而衰落，其他種類的植物纖維則一直沿用至現(xiàn)代；利用竹纖維造紙的最早時(shí)間不晚于中唐或8世紀(jì)后半段，且最早產(chǎn)生于廣東，至宋代時(shí)傳入浙江和江蘇。除上述觀點(diǎn)外，錢存訓(xùn)還分析并評(píng)述了其他纖維原料用于造紙的若干史料，并提出：水稻（rice，Oryza sativa）和小麥（wheat，Triticum aestivum）的莖稈可與其他原料混合制作紙張；歷史上海苔（seaweed）或絲綢是否單獨(dú)用于造紙需要存疑，但不排除其與其他纖維混合造紙的可能；棉纖維是極好的造紙?jiān)希饕糜诩徔棙I(yè)，在造紙中很少使用；一些文獻(xiàn)中提及的所謂“棉紙”，實(shí)為構(gòu)皮紙。

錢存訓(xùn)以詳實(shí)史料為基礎(chǔ)，并部分結(jié)合考古發(fā)現(xiàn)，最終呈現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)畫面非常有助于理解我國古代造紙?jiān)系难葑冞^程，對(duì)古代造紙工藝研究甚至古紙分析起到很好的參考作用。因此，錢存訓(xùn)的基本觀點(diǎn)也被廣泛引用和認(rèn)可[45]。錢存訓(xùn)的研究結(jié)果發(fā)表之時(shí)，適逢國內(nèi)考古不斷取得新發(fā)現(xiàn)，科技史工作者、造紙專家和考古學(xué)者開展或參與研究，推動(dòng)了更多的史料考證和古紙分析工作的發(fā)展。這些工作涉及大量有較明確紀(jì)年信息的古紙樣本，其檢測結(jié)果從不同角度論證、補(bǔ)充和完善了錢存訓(xùn)的觀點(diǎn)。僅以公開發(fā)表的研究為例，代表性的百科式編著書籍有《中國科學(xué)技術(shù)史：造紙與印刷卷》（1998年，科學(xué)出版社）[5]、《中國傳統(tǒng)工藝全集：造紙與印刷》（2005年，大象出版社）[4]和《中國古代造紙工程技術(shù)史》（2006年，山西教育出版社）[6] 三部，另有其他數(shù)百篇學(xué)術(shù)研究性論文，共涉及古紙樣本五六百件。那么，在古紙分析數(shù)量達(dá)到現(xiàn)有規(guī)模的前提下，已有的檢測結(jié)果是否以及如何呈現(xiàn)出造紙?jiān)系臍v時(shí)性變化？分析已經(jīng)發(fā)表的古紙檢測結(jié)果，對(duì)紙張的纖維種類進(jìn)行歷時(shí)性的變化研究，首先可以從相對(duì)客觀和定量化的角度，揭示長時(shí)間段內(nèi)較普遍的纖維原料使用規(guī)律（如造紙工匠在同一時(shí)間段傾向于選擇哪一種造紙?jiān)希窟@種傾向性的選擇是否隨著時(shí)間發(fā)生變化以及如何變化？），了解它們?cè)诓煌瑲v史時(shí)期或階段所發(fā)揮的作用和地位；其次，在古紙樣本足夠多、年代信息清楚的前提下，對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，有望在更加精細(xì)的年代框架內(nèi)發(fā)現(xiàn)新的線索和信息，幫助理解纖維原料更替和變化的過程（如從長時(shí)間的變化軌跡看，原料的更替過程是漸進(jìn)的還是突然發(fā)生的？哪一個(gè)時(shí)間段的變化最為劇烈？）。最后，假設(shè)纖維原料的種類在時(shí)間上具有明確的規(guī)律性，且統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)同一種類的纖維原料在不同時(shí)期古紙中出現(xiàn)的概率存在顯著性（即有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的）差異，則這些差異將為古紙的纖維檢測分析（甚至于古紙年代的推斷）提供很重要的參考。本課題的數(shù)據(jù)分析和結(jié)果討論圍繞上述3個(gè)方面展開。

1 數(shù)據(jù)采集和分析方法

鑒于本課題探討的是古紙?jiān)系臍v時(shí)性變化，在選擇樣本來源和收集數(shù)據(jù)時(shí)，始終將目標(biāo)放在那些已經(jīng)公開發(fā)表的、有明確纖維鑒別結(jié)論并且古紙本身具備較明確年代信息的研究工作上。2010年前后，筆者曾按照上述方案進(jìn)行過初步的數(shù)據(jù)收集和嘗試性的數(shù)據(jù)分析，并于2010年4月前，收集到387例古紙纖維的鑒別結(jié)果，涉及大麻、苧麻、構(gòu)皮、亞麻、桑皮、檀皮、竹、稻草、麥草等十幾種纖維的基源植物[7]。最近，這個(gè)鑒別清單的樣本數(shù)被修正并擴(kuò)大到493例，所有涉及的研究均發(fā)表于過去的50年中（1966—2016年），并全部以中文撰寫。數(shù)據(jù)的收集工作從《中國科學(xué)技術(shù)史：造紙與印刷卷》和《中國古代造紙工程技術(shù)史》兩部著作開始，因?yàn)榇硕淖髡撸ㄅ思窍壬c王菊華先生）主持或參與了諸多古紙樣本的鑒別分析，書中各自收錄了上百個(gè)分析樣本。在筆者收集的Excel電子表格數(shù)據(jù)庫（如有讀者對(duì)該表格感興趣，可聯(lián)系本文作者獲取）中，近50例和260例的鑒別結(jié)果分別來自上述二書（總和占到樣本總數(shù)的58%）。將上述（以及其他）鑒別案例錄入到Excel表格時(shí)，主要記錄以下3方面信息。

（1）樣品的年代或時(shí)期。目前經(jīng)過分析的最古老紙張樣本可上溯至西漢時(shí)期，為本課題關(guān)注的最早時(shí)期。另外，本課題主要關(guān)注傳統(tǒng)手工造紙工藝，因此清末及之后引入的機(jī)器制漿及相應(yīng)的原料變化（如針葉木和闊葉木的開發(fā)和利用）暫不納入研究范圍?；谝陨蟽牲c(diǎn)，研究紙樣的年代為公元前202年到1911年的2100余年間。在實(shí)際數(shù)據(jù)采集中，可以精確到年份的古紙樣本極其罕見。一小部分樣本的年代范圍稍窄（數(shù)十年），但大多數(shù)樣本只能明確其大致所屬的時(shí)代（跨越數(shù)百年）。因此，按照其年代信息，將每一個(gè)樣本劃分到以下對(duì)應(yīng)的時(shí)期：兩漢（公元前202年—公元220年）；魏晉南北朝（公元220—589年）；隋唐（公元581—907年）；宋金元（包括遼和西夏，公元960—1368年）；明清（公元1368—1911年）。這種劃分歷史時(shí)期的方式與錢存訓(xùn)的基本一致。

（2）原始的纖維鑒別結(jié)果，亦即各報(bào)告、書籍、期刊論文中所發(fā)表的纖維鑒別結(jié)論。有極少量樣本的鑒別結(jié)果（或鑒別結(jié)果的解讀）存疑或存有爭議，如潘吉星先生鑒定東晉書法家王羲之《雨后帖》和王獻(xiàn)之《中秋帖》均用竹紙（潘先生本人對(duì)此二帖的年代存疑，認(rèn)為可能是北宋之后的臨摹品或偽造品）[8]，但學(xué)界更普遍的看法認(rèn)為竹紙直到唐代才出現(xiàn)[9]。在最終的古紙纖維鑒別數(shù)據(jù)庫中，此類樣本數(shù)量很?。ㄒ灾窦垶槔?，唐代以前僅2例），遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以影響對(duì)造紙?jiān)蠚v時(shí)性變化的整體理解。因此，對(duì)這些樣本及鑒別結(jié)論，本課題不作區(qū)別和評(píng)述，權(quán)且以原報(bào)告為準(zhǔn)。

（3）根據(jù)古紙纖維的鑒別結(jié)果，劃分其基源植物的種類?？陀^來講，不同學(xué)者鑒別古紙纖維的方法和依據(jù)有所差別，鑒別的程度也通常不同，如有的研究只將纖維的基源植物區(qū)分到大的種類（麻類、樹皮類、竹類），而另外一些工作則確定出纖維的來源植物（如大麻、苧麻、亞麻等），甚至混合漿中不同纖維的比例。為統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)并確保所有鑒別結(jié)果的可比較性，本課題將古代造紙纖維的基源植物劃分為5大類：①麻類，包括纖維被確定為麻類、大麻、苧麻、亞麻或黃麻的所有紙樣（177例）。麻類與其他種類纖維混合制作的紙樣，無論纖維比例如何，都不計(jì)在此類中。②樹皮類，包括基源植物被確定為樹皮、構(gòu)皮、桑皮、檀皮、三椏皮等的所有紙樣（133例）。非樹皮類纖維制作的紙樣，無論其纖維比例如何，都不計(jì)在此類中。③竹類，所有被確定為竹紙或竹漿的紙樣（93例），不包括以竹類纖維為主或?yàn)檩o的混合纖維紙。④禾草類，包括稻草、麥草或蒲草制作的紙樣（6例），其他纖維與禾草類纖維混合造紙的情況不計(jì)入此類。⑤混合類，紙樣由2種或2種以上纖維制成，均歸于此類（84例）。此類中的纖維組成比較復(fù)雜，但大多數(shù)情況下以某一類或某一種纖維為主，其中，以麻類纖維為主的紙樣有8例，以樹皮類纖維為主的33例，以竹纖維為主的19例，以禾草類纖維為主的5例，以棉纖維為主的4例，以及木漿和化學(xué)漿為主的3例。由于混合類中每一種類型的紙樣數(shù)量較少，本課題暫不對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（如計(jì)算在某一時(shí)期內(nèi)的出現(xiàn)頻率和概率）。

當(dāng)Excel電子表格數(shù)據(jù)庫錄入完畢并完成上述基本統(tǒng)計(jì)（結(jié)果見表1）后，進(jìn)行以下計(jì)算分析：

（1）計(jì)算不同時(shí)期內(nèi)（兩漢、魏晉南北朝、隋唐、宋金元、明清）5大類（麻類、樹皮類、竹類、禾草類和混合類）植物纖維所制作紙張（以下稱植物纖維紙）的絕對(duì)數(shù)量，并據(jù)絕對(duì)數(shù)量制作條形圖組。單獨(dú)的一個(gè)條形圖可以直觀地顯示出某一類植物纖維紙?jiān)谝欢〞r(shí)期內(nèi)的出現(xiàn)頻率，而條形圖組則從整體上反映原料種類以及植物纖維紙的歷時(shí)性變化趨勢或規(guī)律。

（2）計(jì)算5個(gè)時(shí)期內(nèi)，植物纖維來源的使用程度和多樣程度，使用程度可以反映某一時(shí)期內(nèi)是否存在過對(duì)某一類纖維的過度依賴，而多樣程度反映該時(shí)期內(nèi)原料是否以及如何多樣的問題。本課題采用基尼辛普森指數(shù)（GiniSimpson Index，計(jì)算方法參見文獻(xiàn)[10]）探討某一時(shí)期內(nèi)植物原料的使用程度和多樣性問題。該指數(shù)的計(jì)算數(shù)值在0和1之間，數(shù)值越?。ㄔ浇咏?），說明某時(shí)期內(nèi)的造紙活動(dòng)特別依賴于某一類植物原料，不同類植物原料的使用很不均衡，原料的多樣性程度很低；數(shù)值越大（越接近1），說明原料的多樣性很高，且不同類植物原料的使用接近均衡。最后，5個(gè)時(shí)期分別計(jì)算得出一個(gè)唯一的數(shù)值（基尼辛普森指數(shù)），根據(jù)該數(shù)值及其在80%、95%和99%置信度下的誤差范圍，畫出子彈圖（bullet graph）。通過子彈圖，可以確認(rèn)不同時(shí)期內(nèi)造紙?jiān)显诜N類和數(shù)量上的差別，以及這種差別的可靠程度。

（3）將每一時(shí)期內(nèi)的分析紙樣數(shù)作為樣本庫（兩漢24、魏晉南北朝83、隋唐98、宋金元120、明清168、合計(jì)493），計(jì)算5類植物纖維紙（麻類、樹皮類、竹類、混合類、禾草類）在每一時(shí)期中出現(xiàn)的頻率（即所占比例）以及在80%、95%和99%置信度下該比例的誤差范圍。此外，將每一類植物纖維紙的總分析數(shù)量作為樣本庫（麻類177、樹皮類133、竹類93、混合類84、禾草類6、合計(jì)493），計(jì)算某一類植物纖維紙?jiān)诓煌瑫r(shí)期內(nèi)出現(xiàn)的概率（即比例）以及在80%、95%和99%置信度下該比例的誤差范圍。根據(jù)以上分析結(jié)果制作兩組子彈圖，第一組子彈圖有助于了解相同時(shí)期內(nèi)不同植物纖維紙出現(xiàn)的概率差異以及這種差異的可靠程度；第二組子彈圖則揭示出某一類植物纖維紙?jiān)诓煌瑫r(shí)期內(nèi)出現(xiàn)的概率差異以及這種差異的可靠程度。鑒于禾草類纖維紙僅6個(gè)樣本，在兩種分析中的統(tǒng)計(jì)誤差較大，因此本課題未收錄其分析結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 造紙?jiān)暇哂忻黠@的歷時(shí)性變化

圖1為從西漢到明清的5個(gè)時(shí)期共計(jì)493例紙樣，按照其原料類別和不同植物纖維紙的數(shù)量，以條形圖組的形式呈現(xiàn)的分布趨勢。每一個(gè)條形圖的高度代表著一類植物原料在相應(yīng)時(shí)期內(nèi)的出現(xiàn)頻率。由圖1可以看出造紙植物原料的歷時(shí)性變化比較明顯，有一些規(guī)律可尋，可具體總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）兩漢到隋唐，同一時(shí)期內(nèi)麻類纖維一直是使用頻率最高（80%左右，以所占百分比計(jì)，下同）的造紙?jiān)希鋬?yōu)勢幾乎是壓倒性的。但是進(jìn)入宋金元時(shí)期，麻類纖維的重要性顯著降低（驟降至10%以下），地位讓步于樹皮類纖維。從長時(shí)間段的變化來看，宋之前及之后的造紙?jiān)谠鲜褂梅矫嬗袃蓚€(gè)明顯改變：對(duì)單一原料（麻類）的依賴程度下降；原料的多樣性（即種類）增加。

（2）兩漢時(shí)期，基本不見樹皮類纖維紙。從魏晉南北朝時(shí)期開始，樹皮類纖維紙的比例（或出現(xiàn)頻率）增加到15%～20%，地位僅次于麻類纖維紙。這種趨勢一直延續(xù)到宋金元時(shí)期結(jié)束。宋金元時(shí)期是樹皮類纖維用于造紙的最鼎盛階段（出現(xiàn)頻率60%以上），首次超過麻類成為使用頻率最高的造紙?jiān)稀Ｃ髑鍟r(shí)期，樹皮類纖維紙的出現(xiàn)頻率急劇下降至15%左右。

（3）有學(xué)者認(rèn)為，魏晉南北朝時(shí)期已經(jīng)出現(xiàn)竹紙[5]。從本課題證據(jù)看，這一時(shí)期確定為竹紙的樣本數(shù)量極其有限（僅2例，占同時(shí)期分析紙樣總數(shù)的2.5%）。稍后的隋唐時(shí)期沒有發(fā)現(xiàn)使用竹紙的證據(jù)。竹紙第一次以較高使用頻率出現(xiàn)發(fā)生在宋金元時(shí)期（大約占這一時(shí)期紙樣的15%），而到了明清時(shí)期，竹紙樣本的比例已經(jīng)超過40%，成為使用最多的造紙?jiān)稀?/p>

（4）在全部493例紙樣中，確定為禾草類纖維紙的僅有6例，且沒有明顯的增長或遞減規(guī)律，也無法從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度進(jìn)行評(píng)估。從整體情況看，在所有分析的紙樣中，禾草類纖維紙始終不是原料的首要或主

要選擇。從原料獲取的角度考慮，水稻[32]或小麥[33]至兩漢時(shí)已經(jīng)在黃河流域和長江流域有非常普遍的種植，蒲草更是我國境內(nèi)廣泛分布的野生植物。因此，在如此長的時(shí)期內(nèi)，禾草類纖維紙始終保持很低的出現(xiàn)頻率，與其原料是否豐富以及獲取的難易程度無關(guān)，而更可能反映的是使用原料的習(xí)慣。本課題收集的紙樣基本為文書、書籍、書畫用紙，對(duì)材料的性能要求相對(duì)較高，而純禾草類制成的紙?jiān)谕庥^和性能上一般較差，這可能是禾草類纖維紙出現(xiàn)頻率很低的真實(shí)原因。當(dāng)然，這也表明，數(shù)據(jù)庫中的現(xiàn)有紙樣本身或許存在取樣偏差（sampling bias）。

（5）將2種或2種以上植物纖維混合起來用于造紙的行為在兩漢時(shí)期就出現(xiàn)了，但在宋代以前，用于混合的纖維種類比較單一（一般只見麻類和樹皮類纖維的混合），且混合類纖維紙的出現(xiàn)頻率一直極低（2%～4%）。進(jìn)入宋金元時(shí)期，不同種類纖維混合的情況更加普遍（14%），可以看到麻類、樹皮類、竹類、禾草類自由混合的案例。到明清時(shí)期，混合纖維紙的比重?cái)U(kuò)大到36%，地位僅次于竹紙?；旌侠w維紙?jiān)诜N類和數(shù)量上的這種歷時(shí)性變化，固然有人為主觀選擇的因素在內(nèi)，但更主要的推動(dòng)力應(yīng)當(dāng)是源于紙張高度需求和單一原料（如麻類或樹皮類）的逐漸匱乏。

2.2 原料多樣性與時(shí)代早晚的關(guān)系

如果將“有”或“無”作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，可以看出宋以前的原料種類明顯少于宋以后。這種原料種類的多少在一定程度可以反映當(dāng)時(shí)造紙工匠所面對(duì)的原料多樣程度，亦體現(xiàn)他們?cè)谶x擇上的靈活性。不過，僅僅依靠“有”或“無” 容易做出武斷的判斷，因?yàn)楸仨毧紤]樣本庫不完備這一事實(shí)?；嵝疗丈笖?shù)較好地彌補(bǔ)了上述缺點(diǎn)。它同時(shí)將原料的種類和不同種類原料的比例考慮在內(nèi)，通過一個(gè)介于0和1之間的數(shù)值，反映不同時(shí)期內(nèi)原料的多樣性和不同原料之間的均衡問題。5個(gè)時(shí)期內(nèi)的基尼辛普森指數(shù)及其在80%、95%和99%置信度下的最小值和最大值如表2所示。

圖2是根據(jù)表2制作的子彈圖，子彈圖中間的橫線代表該時(shí)期基尼辛普森指數(shù)的計(jì)算值，由粗到細(xì)的3條豎線為80%、95%和99%的置信區(qū)間。圖2中，一個(gè)大概的趨勢是基尼辛普森指數(shù)隨著時(shí)間從早到晚而不斷增大，兩漢與明清的基尼辛普森指數(shù)在數(shù)值上相差超過一倍。兩漢時(shí)期的基尼辛普森指數(shù)最低（0.29），到魏晉南北朝時(shí)期增加至0.36。隋唐時(shí)期的基尼辛普森指數(shù)僅有稍微增長（0.37）。從數(shù)值看，兩漢到隋唐，基尼辛普森指數(shù)始終較?。ǖ陀?.4），且增加幅度不大，表明這3個(gè)時(shí)期內(nèi)造紙?jiān)系亩鄻有暂^低（即纖維原料種類較少），且原料種類的比例不均勻（主要指使用某一種或某一類纖維）。此外，這3個(gè)時(shí)期的基尼辛普森指數(shù)雖然整體呈遞增趨勢，但有99%的可能性它們?cè)谥笖?shù)上并不存在顯著性差異（即不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差異）；這表明，這3個(gè)時(shí)期內(nèi)的原料多樣性和對(duì)原料的使用程度沒有本質(zhì)區(qū)別?；嵝疗丈笖?shù)的驟然升高首次出現(xiàn)在宋金元時(shí)期（達(dá)到0.57），至明清時(shí)期達(dá)到0.66，說明這兩個(gè)時(shí)期內(nèi)原料的種類和多樣性顯著增加，并且不同種類原料的使用比例也更加均衡；換言之，造紙工匠不再依賴某一類或某一種纖維，不僅擴(kuò)大了原料的來源，同時(shí)不同原料的使用比例也有明顯的增加。根據(jù)子彈圖，可以確信，宋金元時(shí)期的基尼辛普森指數(shù)顯著高于之前的3個(gè)時(shí)期（兩漢、魏晉南北朝、隋唐），而明清時(shí)期的基尼辛普森指數(shù)同樣在99%的置信度下高于宋金元及其之前時(shí)期。這說明宋金元是造紙?jiān)隙鄻有栽黾拥臅r(shí)期，而明清時(shí)期的增加幅度更是高于宋金元時(shí)期。

2.3 不同類別纖維原料的出現(xiàn)概率

為了了解不同時(shí)期內(nèi)造紙?jiān)系氖褂们闆r，通過基尼辛普森指數(shù)指示出原料種類的變化趨勢，可以得出兩條基本結(jié)論：①中國古代造紙?jiān)系拇_有歷時(shí)性變化，且這種變化有一定的規(guī)律性。②同樣（此處指同一類，下同）的造紙?jiān)显诓煌瑫r(shí)期內(nèi)的使用頻率（或使用程度）有差異。這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)隨之引出新的思考：倘若以出現(xiàn)概率計(jì)量，造紙?jiān)系倪@種歷時(shí)性變化是否存在統(tǒng)計(jì)意義上的差別？如果某一時(shí)期內(nèi)不同原料之間的出現(xiàn)頻率有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差別，則這種差別將有助于研究者在一定的置信度上推測該時(shí)期古紙可能的原料種類；假如同樣的原料在不同時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)的頻率存在統(tǒng)計(jì)意義上的差別，那么，當(dāng)研究者通過纖維鑒別確定古紙的原料種類后，可以參考該原料在不同時(shí)期內(nèi)的出現(xiàn)頻率，至少從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度為古紙年代的推斷提供線索。

圖3比較了兩漢到明清麻類、樹皮類、竹類和混合類纖維紙?jiān)谕瑫r(shí)期所有紙樣中的占有比例（或出現(xiàn)概率）。由圖3可以看出，①兩漢、魏晉南北朝以及隋唐時(shí)期，麻類纖維的出現(xiàn)概率很高，在同時(shí)期紙樣總數(shù)中接近或超過80%。在80%的置信度上，麻類纖維紙?jiān)趦蓾h的出現(xiàn)頻率要明顯高于魏晉南北朝與隋唐時(shí)期，而后兩者之間不存在顯著區(qū)別。宋金元和明清時(shí)期，麻類纖維紙出現(xiàn)的平均概率只有4%～8%左右。②樹皮類纖維紙?jiān)谒谓鹪獣r(shí)期的紙張中出現(xiàn)概率最高（62%），可以肯定其出現(xiàn)在宋金元時(shí)期的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他時(shí)期。其次是隋唐時(shí)期（21%），魏晉南北朝和明清時(shí)期大概在15%左右，兩漢時(shí)期最低（幾乎沒有出現(xiàn)）。③在99%的置信度上，可以確定明清時(shí)期竹類纖維紙的出現(xiàn)概率最高（43%），宋金元時(shí)期次之（15%），兩者均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他時(shí)期，魏晉南北朝的出現(xiàn)概率低于2%，兩漢和隋唐時(shí)期均幾乎沒有出現(xiàn)。④混合類纖維紙的情況與竹紙類似，可以確定，明清時(shí)期出現(xiàn)概率最高（36%），宋金元時(shí)期次之（14%），兩漢、魏晉南北朝和隋唐時(shí)期的出現(xiàn)概率低于4%。

圖4比較了麻類、樹皮類、竹類或混合類纖維紙?jiān)谒袝r(shí)期同類紙張中的占有比例，通過各個(gè)時(shí)期植物原料的使用證據(jù)體現(xiàn)某一類纖維紙?jiān)诓煌瑫r(shí)期內(nèi)的出現(xiàn)頻率。圖4結(jié)論與圖3中得出的一致：①從紙樣的整體分布情況看，麻類纖維紙最常出現(xiàn)在兩漢到隋唐期間，隋唐時(shí)期最高（概率42%），可以80%確信其概率高于魏晉南北朝時(shí)期的37%。兩漢時(shí)期的出現(xiàn)概率為11%，而宋金元和明清時(shí)期使用麻類纖維紙的可能性則降到了最低（4%～6%）。②樹皮類纖維方面，宋金元時(shí)期具有最高的出現(xiàn)概率（56%）。明清時(shí)期降到了19%，與隋唐時(shí)期的出現(xiàn)概率（16%）相比，沒有明顯區(qū)別，但都明顯高于兩漢和魏晉南北朝時(shí)期。③明清時(shí)期出現(xiàn)竹類纖維紙的概率最高，接近80%，其次是宋金元時(shí)期（19%），兩漢、魏晉南北朝和隋唐時(shí)期出現(xiàn)竹類纖維紙的概率接近0。④混合類纖維紙與竹類纖維紙的情況十分相似，同樣是明清時(shí)期最為常見（73%），其次為宋金元時(shí)期（20%），兩漢、魏晉南北朝和隋唐出現(xiàn)混合類纖維紙的概率僅為1%～4%。

在古紙樣本的大致年代已知的前提下，圖3的分析結(jié)果有助于在一定的置信度上預(yù)測紙樣可能的纖維種類（如兩漢到隋唐時(shí)期使用麻類纖維紙的概率超過80%；宋金元時(shí)期使用樹皮類纖維紙的概率超過60%；明清時(shí)期使用竹類纖維紙的概率超過40%等）。如果是年代未知的古紙樣本，其纖維種類經(jīng)分析明確后，可以根據(jù)圖4的分析結(jié)果推測可能的年代（如麻類纖維出現(xiàn)在隋唐時(shí)期的可能性最高，其次是魏晉南北朝和兩漢；樹皮類纖維出現(xiàn)在宋金元時(shí)期的概率超過50%，其次是明清或隋唐；竹類纖維紙出現(xiàn)在明清時(shí)期的概率接近80%，其次是宋金元時(shí)期等）。當(dāng)然，必須指出，圖4中的概率估算依賴于現(xiàn)有樣本數(shù)量和樣本中不同時(shí)期植物纖維紙的比例。現(xiàn)有紙樣數(shù)據(jù)庫中早期（如兩漢和魏晉南北朝時(shí)期）紙樣的數(shù)量相對(duì)較少，隋唐、宋金元和明清時(shí)期的紙樣出現(xiàn)概率很可能在計(jì)算中被相應(yīng)提高。要確認(rèn)圖4中結(jié)論的正確性和可重復(fù)性，不斷補(bǔ)充樣本（尤其是早期樣本）是最好的檢驗(yàn)途徑。

3 結(jié) 論

根據(jù)已經(jīng)發(fā)表的古紙纖維鑒別結(jié)果，本課題重建了兩漢到明清時(shí)期造紙?jiān)系臍v時(shí)性變化過程。錢存訓(xùn)先生的“自漢以降，造紙?jiān)想S時(shí)間不斷變化“這一核心論點(diǎn)，在本課題中得到了數(shù)據(jù)上的支持。不過，與錢存訓(xùn)的史料研究相比，基于發(fā)表數(shù)據(jù)的探索性分析揭示出更多的細(xì)節(jié)，如從兩漢到隋唐，以大麻為主體的麻類纖維始終是最主要和最重要的造紙?jiān)?，而在此期間，原料的種類較為單一，多樣性較低；造紙?jiān)隙鄻有缘氖状蚊黠@提高出現(xiàn)在宋金元時(shí)期，并在明清時(shí)期得到延續(xù)以及加強(qiáng)；不同原料在同一時(shí)期內(nèi)的貢獻(xiàn)比例不盡相同；同一類原料在不同時(shí)期中出現(xiàn)的概率有所差別等。這些信息不僅更加精細(xì)地描繪出原料使用演變過程，更從定量分析的角度為預(yù)測不同時(shí)期內(nèi)紙張的原料種類或者通過辨識(shí)紙張?jiān)项A(yù)測古紙年代提供了依據(jù)。

本課題中的分析均以古紙樣本數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，尚有一些需要完善的地方：①數(shù)據(jù)庫需要不斷更新和擴(kuò)充?，F(xiàn)有樣本數(shù)量（493例）基本滿足探索性統(tǒng)計(jì)分析的要求，且分析也取得有意義的結(jié)論，但這些結(jié)論的準(zhǔn)確性和可靠性仍然需要在更多的樣本量中進(jìn)行驗(yàn)證。事實(shí)上，國內(nèi)各地開展的古紙分析工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不限于已經(jīng)發(fā)表的數(shù)量（較為近期的工作如楊海燕等對(duì)新疆出土文書的纖維研究[34]），纖維鑒別的樣本量有充分的可擴(kuò)展的空間。②在擴(kuò)充樣本量的同時(shí)，需要留意對(duì)不同類別中不同種纖維紙張的收集，如對(duì)麻類纖維中大麻、苧麻、亞麻等纖維紙的收集，或者是對(duì)混合類植物纖維紙中以麻纖維為主、以樹皮類纖維為主等的紙樣的收集，每一小類的紙樣如果增加到一定數(shù)量（30～50例），就有希望通過統(tǒng)計(jì)分析的方式，尋找其使用頻率與時(shí)間的關(guān)系，最終從更多的細(xì)節(jié)上幫助理解古代造紙?jiān)系臍v時(shí)性變化。③當(dāng)數(shù)據(jù)庫樣本積累到一定數(shù)量，并反映出相當(dāng)穩(wěn)定的造紙?jiān)蠚v時(shí)性變化，可以利用盲測的方式（使用年代未知但原料清楚的古代紙樣，或者已知年代但原料未知的古代紙樣），檢驗(yàn)數(shù)據(jù)庫所揭示的原料歷時(shí)性變化規(guī)律，驗(yàn)證和修正相關(guān)結(jié)論。

致謝：感謝王歡歡博士（山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究所）提供部分古紙分析資料。感謝許毅先生（電子科技大學(xué)圖書館）提供的文獻(xiàn)幫助。

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（責(zé)任編輯：董鳳霞）