自然科學生研究所潘吉星
紙是我們日常生活中最常用的物品，無論讀書、看報，或是寫字、作畫，都得和紙接觸。在工業、農業和國防工業生產中，也離不開紙。今天，如果沒有紙，那簡直是不可想像的。紙在交流思想、傳播文化、展科學技術和生產方面，是一種強有力的工具和材料。回顧歷史，這種重要物質就是我國古代勞動人民明的。造紙術和指南針、火藥、印刷術並稱為我國古代科學技術的四大明，是我國人民對世界科學文化展所作出的卓越貢獻。
最初的紙是作為新型的書寫記事材料而出現的。在紙沒有明以前，我國記錄事物多靠龜甲、獸骨、金石、竹簡、木犢、縑帛之類。商代的甲骨文、鐘鼎文實物資料，本世紀以來不斷出土；戰國到秦漢的竹簡、木犢和帛書、帛畫，近年來也有大量出土實物。但是甲骨不易多得，金石笨重，縑帛昂貴，簡犢所佔空間很大，都不便於使用。隨著社會經濟文化的展，迫切需要尋找廉價易得的新型書寫材料。經過長期探索和實踐，終於明瞭用麻繩頭、破布、舊魚網等廢舊麻料製成植物纖維紙。
關於造紙術的起源，過去多是沿用公元五世紀的歷史家范嘩（398—445）在《後漢書·蔡倫傳》中的說法，認為紙是東漢的宦官蔡倫（62—121）於漢和帝永元十七年（公元1o5年）明的。但是本世紀以來的考古掘實踐動搖了蔡倫明紙的說法。1933年新疆羅布淖爾漢烽燧遺址中出土了公元前一世紀的西漢麻紙，比蔡倫早了一個多世紀。1957年西安市東郊的灞橋再次出土了公元前二世紀的西漢初期古紙。經筆者對這紙的分析化驗，確認它主要由大麻和少量苧麻的纖維所製成。繼這之後，1973年在甘肅省居延的漢代金關遺址、1978年在陝西省扶風中顏村的漢代窖藏中，也分別出土了西漢時的麻紙。值得指出的是，1986年甘肅天水市附近的放馬灘古墓葬中更出土西漢初文帝、景帝時期（公元前179年到前141年）的繪有地圖的麻紙，這是目前現的世界上最早的植物纖維紙。199o年冬在教煌甜水井西漢郵驛遺址中掘出三十多張麻紙，其中三張紙上寫有文字。這些事實有力他說明了，早在公元前二世紀，我國勞動人民就已經明瞭造紙術，而且當時造出的紙已經可以用於書寫。
但是早期的西漢麻紙仍有待進一步改進。到了公元二世紀，在東漢宮廷中任尚方令的蔡倫，憑借充足的人力和物力，監製並且組織生產了一批良紙，於永元十七年獻給朝廷，從此造紙術在國內推廣起來。同時，東漢還進而用樹皮特別是格皮造紙，擴大了原料來源。從這個意義上說，蔡倫在歷史上是作為良紙的監製者和推廣者的身份出現的，這些活動在客觀上對造紙術的展有利，因此他的作用不應該完全抹殺。
漢代麻紙製造過程，根據我們的實驗研究，大體上是把麻頭、破布等原料先用水浸，使它潤脹，再用斧頭切碎，用水洗滌。然後用弱鹼性草木灰水浸透並且蒸煮，這可以說是後世鹼法化學制漿過程的濫臨。通過鹼液蒸煮，原料中的木素、果膠、色素、油脂等雜質進一步被除去，用清水漂洗後，就加以春搗。搗碎後的細纖維用水配成懸浮的漿液，再用漏水的紙模撈取紙漿，經脫水、乾燥後就成紙張。如果紙表皺澀，還要砑光，方能書寫。
漢代勞動人民用簡單平常的設備，從紡織廢料中用化學和機械加工方法使纖維原料更生，製成植物纖維紙，在化學史和工藝史上的確是伴值得大書的一項成就。這裡有兩個技術關鍵。一是用化學方法把纖維原料中的非纖維素成分去掉，再用強力春搗使純纖維素大分子被切短和分絲。二是設計出一種多孔的平面篩，使紙漿能在篩面上滯流，把大部分水濾出後，含少量水的纖維便留在篩面上，再經乾燥脫水，就構成一張有一定機械強皮的紙。這種平面篩就是抄紙器，是現代長網和圓網造紙機的原始雛型。
公元二世紀造紙術在我國各地推廣以後，紙就成了和嫌帛、簡犢的有力的競爭者。公元三到四世紀，紙已經基本取代了帛、簡而成為我國唯一的書寫材料，有力地促進了我國科學文化的傳播和展。公元三到六世紀的魏晉南北朝時期，我國造紙術不斷革新。在原料方面，除原有的麻、格外，又擴展到用桑皮、籐皮造紙。在設備方面，繼承了西漢的抄紙技術，出現了更多的活動簾床紙模，用一個活動的竹簾放在框架上，可以反覆撈出成千上萬張濕紙，提高了工效。在加工製造技術上，加強了鹼液蒸煮和春搗，改進了紙的質量，出現了色紙、塗布紙、填料紙等加工紙。
從敦煌石室和新疆沙磧出上的這一時期所造出的古紙來看，紙質纖維交結勻細，外觀洽白，表面平滑，可謂「妍妙輝光」。公元六世紀的賈思勰還在《齊民要術》中，專門有兩篇記載了造紙原料楮皮的處理和染黃紙的技術。同時，造紙術傳到我國近鄰朝鮮和越南，這是造紙術外傳的開始。
公元六到十世紀的隋唐五代時期，我國除麻紙、楮皮紙、桑皮紙、籐紙外，還出現了檀皮紙、瑞香皮紙、稻麥稈紙和新式的竹紙。在南方產竹地區，竹材資源豐富，因此竹紙得到迅展。關於竹紙的起源，先前有人認為開始於晉代，但是缺乏足夠的文獻和實物證據。從技術上看，竹紙應該在皮紙技術獲得相當展以後，才能出現，因為竹料是莖稈纖維，比較堅硬，不容易處理，在晉代不太可能出現竹紙。竹紙應該起源干唐以後，而在唐宋之際有比較大的展。歐洲要到十八世紀才有竹紙。
這一時期的產紙地區遍及南北各地。由於雕板印刷術的明，興起了印書業，這就促進了造紙業的展，紙的產量、質量都有提高，價格也不斷下降，各種紙製品普及於民間日常生活中。名貴的紙中有唐代的「硬黃」、五代的「澄心堂紙」等，還有水紋紙和各種藝術加工紙。唐代的繪畫藝術作品已經有不少紙本的，正反映出造紙技術的提高。
在公元十到十八世紀的宋元和明清時期，楮紙、桑皮紙等皮紙和竹紙特別盛行，消耗量也特別大。造紙用的竹簾多用細密竹條，這就要求紙的打漿度必須相當高，而造出的紙也必然很細密勻稱。先前唐代用澱粉糊劑做施膠劑，兼有填料和降低纖維下沉槽底的作用。到宋代以後多用植物粘液做「紙藥」，使紙漿均勻，常用的《紙藥」是楊桃籐、黃蜀葵等浸出液。這種技術早在唐代已經採用，但是宋代以後就盛行起來，以致不再採用澱粉糊劑了。
這時候的各種加工紙品種繁多，紙的用途日廣，除書畫、印刷和日用外，我國還最先在世界上行紙幣。這種紙幣在宋代稱作「交子」，元明後繼續行，後來世界各國也相繼跟著行了紙幣。明清時期用於室內裝飾用的壁紙、紙花、剪紙等，也很美觀，並且行銷干國內外。各種彩色的蠟箋、冷金、泥金、羅紋、泥金銀加繪、研花紙等，多為封建統治階級所享用，造價很高，質量也在一般用紙之上。
這一時期裡，有關造紙的著作也不斷出現。如宋代蘇易簡的《紙譜》、元代費著的《紙箋譜》、明代王宗沐的《楮書》，尤其是明代宋應星的《天工開物》，對我國古代造紙技術都有不少記載。而《天工開物》第十三卷《殺青》中關於竹紙和皮紙的記載，可以說是具有總結性的敘述。書中還附有造紙操作圖，是當時世界上關於造紙的最詳盡的記載。
以竹紙為例，《天工開物》中指出：在芒種前後登山砍竹，截斷五七尺長，在塘水中浸漚一百天，加工捶洗以後，脫去粗殼和青皮。再用上好石灰化汁塗漿，放在楻桶中蒸煮八晝夜，歇火一日，取出竹料用清水漂洗，更用柴灰（草木灰水）漿過，再人釜上蒸煮，用灰水淋下，這樣十多天，自然臭爛。取出入臼，春成泥面狀，再制漿造紙。這些記載，和後來的民間土法造竹紙過程大體相同。
造紙術在公元七世紀經過朝鮮傳人日本，八世紀中葉經中亞傳到阿拉伯。在阿拉伯（古時稱「大食」）的報達（今伊拉克的巴格達）、大馬色（今敘利亞的大馬士革）和撒馬爾罕等地組織第一批造紙工場的時候，還是我國造紙工人親自傳授技術以後興建的。阿拉伯最初造的麻紙，用破布做原料，採用的是我國的技術和設備。阿拉伯紙大批生產以後，就不斷向歐洲各國輸出，於是造紙術也隨後由阿拉伯傳入歐洲。
公元十二世紀，歐洲最先在西班牙和法國設立了紙廠，十三世紀在意大利和德國也相繼設廠造紙。到十六世紀，紙張已經流行於全歐洲，終於徹底取代了傳統的羊皮和埃及紙莎草紙等，此後紙便逐步流傳到全世界。
在公元前二世紀到公元十八世紀初的兩千年間，我國造紙術一直居於世界先進水平。我國古代在造紙的技術、設備、加工等方面為世界各國提供了一套完整的工藝體系。現代機器造紙工業的各個主要技術環節，都能從我國古代造紙術中找到最初的展形式。世界各國沿用我國傳統方法造紙有一千年以上的歷史。