摘  要：中国古代有着项目诸多的科技发明，其中最为世人称道的是“火药、指南针、造纸和印刷”这四大发明。印刷术，被誉为“文明之母”。

　　世界最古老的印刷术，是中国先民发明的雕版印刷。雕版印刷术历经隋唐、五代的发展，至宋已经进入全盛时期。公元11世纪中叶，北宋布衣毕昇成功地对古老的雕版印刷工艺实现了重大改革，发明了活字版印刷。毕昇的这一原创性发明，是以胶泥为材料刻成泥活字，再经火烧致其坚后用来排版印刷，由此开创了使用活字制版印刷的新纪元。沈括《梦溪笔谈》一书，对毕昇的发明作了比较详细的记载。

　　本文就《梦溪笔谈》这一历史著述中有关毕昇活字技术，如“胶泥刻字”、“火烧令坚”等制字工艺内容，重点作一探讨，力图解开毕昇活字术的技术奥秘，并对沈括言犹未尽之处做出科学解析。

　　关键词：毕昇  活字术  研究

　　１、胶泥活字概论

　　沈括《梦溪笔谈》曰：版印书籍，唐人尚未盛为之。自冯灜王（冯道）始印五经，以后典籍皆为版本。庆历中，有布衣毕昇又为活版。其法：用胶泥刻字，薄如钱唇。每字为一印，火烧令坚。先设一铁板，其上以松脂、蜡和纸灰之类冒之。欲印，则以一铁范置铁板上，乃密布字印，满铁范为一版，持就火炀之。药稍熔，则以一平板按其面，则字平如砥。若止印三、二本，未为简易，若印数十百千本，则极为神速。常作二铁板，一版印刷，一板已自布字。此印者才毕，则第二版已具，更互用之，瞬息可就。每一字皆有数印，如“之、也”等字，每字有二十余印，以备一版内有重复者。不用，则以纸贴之。每韵为一贴，木格贮之。有奇字，素无备者，旋刻之，以草火烧，瞬息可成。不以木为之者，木理有疏密，沾水则高下不平，兼与药相粘，不可取。不若燔土，用讫，再火令药熔，以手拂之，其印自落，殊不沾污。昇死，其印为余群从所得，至今保藏。

　　1.1 胶泥活字“火烧令坚”后的属性

　　据沈括《梦溪笔谈》所言，人们早已习惯了对毕昇“胶泥活字”的称谓，俗称“泥活字”。但是，不少人并不大了解这一制作工艺，故往往会形成一种错觉，认为泥活字不耐用；甚者更武断地予以否定。①因此，首先认识胶泥活字的属性，对于了解毕昇发明的活字术印刷是必要的。

　　通过《梦溪笔谈》可知，毕昇泥活字制作的两大工艺是“胶泥刻字”并“火烧令坚”。因此，胶泥活字经“火烧令坚”后，实际上已经成为“陶质活字”，是土与火相结合所造出的排版用活字。中国制陶技术历史悠久。一般认为，它的发明至少已有8000年的历史。②制陶所用粘土在一定时间和程度的高温状态下，会发生化学变化。从化学的角度看，粘土是岩石风化的产物，而粘土经过高温火烧，又会被某种程度的重新岩石化。因此，胶泥活字“火烧令坚”的过程，亦可谓是岩石风化的一种逆过程。故此，已火烧令坚的“陶”活字，“耐久性”一般不会太差，从理论上讲，应该可以承受施墨和压印的需要。这与未“火烧令坚”的泥活字有着本质的不同。沈括说：“若印数十百千本，则极为神速。”说明毕昇的泥活字，可以有较大的印量。我们的刷印实验与实践也表明，此结论同样正确。泥活字因其特有的性质--“质坚”，而与木雕版或木活字的印刷情况有所不同。就耐印而言，处于正常的工作环境中的泥活字版没有问题。此点，正如北京荣宝斋资深水印专家王丽菊女士在为我做泥活字版试印总结时所说：“泥活字经过高温烧制后，它的硬度就远远大于木版了。泥活字版由于比较硬，耐磨，因而耐用。所以，只要掌握好它的性能，同样也可以印刷出好的作品。我只是采用简单的木版印刷的方法来印泥活字，效果也很好，几百张印刷下来，从清晰的角度看，并没有感到泥活字有多大的磨损。照这样再印制几千张，也没有太大的问题。也就是说，泥活字印刷同样也可以和木版印刷媲美。”另据沈括语：“昇死，其印为余群从所得，至今保藏。”可以认为：概因毕昇当年制作的泥活字，经印刷后依然完好无损而值得保藏。此外，清代道光年间翟金生的泥活字，经火烧后“坚如骨角”，可谓是古人实践毕昇“土与火相结合”制得耐用泥活字的现存实物例证（图1）。理论与实践表明：“火烧令坚”的泥活字不仅可用，其“耐久性”并不差，而且各地的粘土都能用来制成可用的胶泥活字。当然，这其中有一个制作的方法问题，或称“泥活字的制作工艺”，其中主要包括如何制备泥料和泥字烧结温度的控制等。比如，可用泥活字的烧结温度，应注意控制在烧造陶类器物的温度范围之内，而烧造陶瓷制品的温度不宜。

　　1.2 胶泥与泥活字的烧制

　　1.2.1  胶泥的化学成分

　　活版印刷的最初形式是泥活字印刷，其最主要的特点是：活字材料为胶泥。胶泥即为广义上的粘土，辞书解释为“含有水分的粘土，粘性很大。”其化学成分主要是二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝（Al2O3）、氧化钠（Na2O）、氧化钙（CaO）及氧化钾（K2O）和三氧化二铁（Fe2O3）等。自然粘土经过人工淘洗、滤去杂质和练制后，更加细腻纯净，粘性更大，可用来制作泥活字和相关陶类器物如泥盆、泥人等，而且无需添加它物。

图1：中科院自然史所藏（清）翟金生泥活字

　　1.2.2  泥活字的烧结温度

　　研究与实验表明：地表粘土与深层粘土的土质有较大的不同，但是不同地域的粘土化学成分基本相同，区别主要是其同等化学成分的含量或有不同。因此，用不同地域的粘土烧制泥活字的最佳温度或许有所不同，但温差不会太大，一般不超过正负100℃。以此确保烧制出的活字既要“令其坚”，又“吸水率”适当。据报道，为学界多知的清道光年间翟金生现存的泥活字，其烧成温度为870℃左右。③

　　1.2.3 北京印刷学院课题组泥活字的烧制

　　经考察与访问得悉，传统砖窑的烧制温度为950-980℃，传统窑烧瓦一般为900℃，烧盆温度则在800℃左右。烧制砖瓦、泥盆所用原料均为粘土，但作为胎料使用存异。即制瓦用胎料较之制砖，要求精细；制盆用的胎料则比制瓦用料要求更加细腻、纯净。另外，天津“泥人张”生产的室内陈列用雕塑，烧结温度700℃左右，其胎料是用传统方法加工成的非常纯净又细腻的“熟胶泥”④。可见，原料相同的陶类制品，因其用途、体态大小和薄厚程度的不同，制作工艺要求也有所不同，烧结温度也不一样。研究表明：泥活字之胚料“胶泥”，准确地说就是经过练制而成的“熟胶泥”，亦或为制盆、生产“泥人”通常用的一类“胎料”。制得这种泥料并不复杂，而且其应用有着悠久的历史。

　　毕昇泥活字个体不会太大，其高度一般在1-1.5cm左右⑤。为尽可能的反映和再现毕昇古法在正常情况下烧造泥活字的工艺，我们在批量烧制手工刻成的泥活字时，选取了传统的窑烧方法（图2）。实验证明，正常情况下的胶泥活字的烧结温度在800℃左右（注：相对数据，下同。）为最佳。现以取自北京大兴区粘土练成的胶泥为原料，烧出的泥活字为例说明之：①经800℃左右温度烧成的泥字吸水率在17.2%左右，摩氏硬度5，压缩强度54.71MPa；②经950℃左右高温烧成的泥字吸水率为8.4%左右，摩氏硬度6，压缩强度84.28 MPa；（图3）③经400℃左右相对低温烧制6小时而成的泥字吸水率为20%，摩氏硬度3.5左右，压缩强度4.7 MPa（注：此系经1000W开放式电炉热源近距离试验烧成，色红；而经传统“馒头”窑800℃焖窑法烧成的泥活字为灰色，900℃以上者色蓝黑）。

图2：北京延庆旧县盆窑村穴式馒头窑

　　通常而论，吸水率偏低会增加刷印时的着色难度；而硬度和压缩强度偏低，又将致使泥活字质不够“坚”。因此，经综合性研究与实验后可推断出，毕昇泥活字的烧结温度似应与烧制泥盆的温度相近，当在700℃-900℃之间，而以800℃左右最为可能。

　　1.3 关于毕昇活字“草火烧”法之探讨

　　毕昇泥活字是手工刻后烧成的。《梦溪笔谈》中对毕昇制字法有历史记录：“用胶泥刻字”、“火烧令坚”和“有奇字素无备者，旋刻之，以草火烧，瞬息可成”等，毋庸置疑。

图3：泥活字压缩强度检测中

　　此外，人们亦知毕昇烧字有“草火烧”之法，也很明确。但，此法是就“有奇字素无备者”而“旋刻之”的某些缺字所言，属特殊情况，具有限定作用，沈括或许就是为此专作的说明。那么，通常情况下的泥字为何法烧造的呢？沈括尽管没有言明，但依常规和毕昇时代的陶瓷业社会背影观之，似取“窑烧”法并不困难，而不大可能均取“草火烧”之法。究其原因，可概之为：①经“草火烧”制得的泥活字，尽管也可以用来印刷，但其质不甚“坚”。这与草火温度（注：一般燃烧情况时的温度约为500℃左右）相对偏低，且烧制时间较短（注：“瞬息可成”，可以理解为通常不会超过半小时）有关。由于硬度亦或强度不够，难于反复和较长时间用于印刷。②泥字刻成后，一般均有自然风干过程，然后方可进行“火烧”，并逐渐升温至所需温度，之后逐渐降温烧成。用此法烧造陶类器物，古今通用。而“草火烧”法似为“特事特办”，有违常规。“草火烧”法，泥字缺乏自然干燥和火烧逐渐升温、降温的过程，其成品合格率难以保证。因此“草火烧”不是十分理想之法，更不可能是毕昇在正常情况下的烧字。然而，“草火烧”法作为通常采用的窑烧法之另法，补充或应急使用一下，亦不失为一种上策。因为窑烧活字需要时间。③“草火烧”不适于批量泥字的烧制，而中国古代窑业十分发达，窑业生产辉煌。因此，大量的泥活字入窑烧制不仅可行，而且经济、方便，烧制质量有保证。

　　综上，可知毕昇活字“火烧令坚”有二法，即通常的窑烧法和应急采用的“草火烧”法。

　　２、关于“胶泥刻字”与“薄如钱唇”

图4：窑烧而成的部分泥活字

　　沈括在介绍毕昇法制字时，开门见山讲的是“用胶泥刻字、薄如钱唇”。笔者曾撰文：“试论‘薄如钱唇’与古今活字”和“纪念毕昇活字印刷发明960周年--兼论‘胶泥刻字’”发表于《中国印刷》2002年第10期和2004年第3期。应该说，“胶泥刻字”问题本来就比较容易理解。此工艺主要有两个技术环节，即“胶泥制备”和“手工刻字”。此二者与中国古老的制陶术和闻名的雕刻术有关。毕昇和毕昇时代的先民“用胶泥刻字”不存在问题。当然，以后出现的另法制作泥活字当别论。问题是对“薄如钱唇”的理解，仁者见仁，智者见智。笔者认为：沈括既然用“钱唇”比喻毕昇胶泥活字刻字工艺，则应与当时代的宋朝金属币制有关，而且是以铸行量最大，广为人们熟悉的金属币作为参照物--即“小平钱”。经考证，宋初标准小平钱的钱唇一般为0.1厘米。卡特先生在《中国印刷术的发明和它的西传》一书中说：“这似乎不是指活字的厚薄，而是为使字显出突起所刻去部分的厚薄。”潘吉星先生认为：“钱唇为铜钱的边，一般厚约2毫米”、“（薄如钱唇）是指从字块表面刻字的深度……不应将钱唇理解为泥活字高度。”这种意见是科学的、正确的。应该指出，“薄如钱唇”是就毕昇“用胶泥刻字”的“刻字工艺”而言，并非是用来介绍活字的大小。

　　３、结束语

　　二十世纪中后期，国际印刷史坛有韩国学者称：“毕昇的发明只是一种想法”、“由于粘土耐久性差和粘着力较差，常使活字掉下来”等等，并以此否定毕昇及中国古代印刷术的伟大发明。对此，中国学界以大量无可争辩的史实和物证展开学术讨论，否定了韩国某些学者的错误主张。

　　本文则以科学的实证性研究成果表明：（1）“火烧令坚”后的“粘土”已经发生了某种程度的化学、物理变化，其“耐久性”并不差。依毕昇法烧制出的胶泥活字，完全可以用于印刷（图4）。（2）排字所用粘药“松脂、蜡和纸灰”之类的用量比例合理，“粘着力”也不差，版内活字不可能“掉下来”。所谓的“常使活字掉下来”，是其粘药所含成分的用量配比不合理所致，当属不良配药。请注意：实践显示，不良配药还会产生另种截然相反的效果。那就是：版内活字不仅不会“掉下来”，而且连拆版时活字的取出和分离都十分困难。此点，笔者将另文讨论之。

　　毕昇活字术印刷技术将制字和排版进行分离，创造性地拓展了印刷复制过程的自由度和灵活性，开创了印刷术的新纪元--活字版的时代。我们今天研究毕昇的活字技术，旨在对历史的重温，对先辈的敬仰，并弘扬毕昇的首创精神，为人类做出新的贡献。

　　参考文献：

　　1 《当代韩国》，1999年6月夏季号，社会科学文献出版社，页56-58，千惠凤：《金属活字》。
　　2 尹铁虎、赵春英：《毕昇活字印刷术的发明不容否定》，载《中国印刷》，2000年11期，57页。
　　3 张秉伦：《关于翟氏泥活字的制造工艺问题》，载《活字印刷源流》228页，印刷工业出版社，1990年8月。
　　4 尹铁虎等：《纪念毕昇发明活字印刷960周年》，载《中国印刷》2004年5期，107页。
　　5 尹铁虎、董永志：《试论‘薄如钱唇’与古今活字》，《中国印刷》2002年10期，58页。

[时间：2005-03-10  作者：尹铁虎 李英  来源：尹铁虎 李英]