第三节　古代麻类纤维的绩纺机具

要把麻类韧皮纤维原料加工成纺织品，首先必须将它绩纺成纱线。最早出现的工具叫“纺专”，其后又出现了手摇纺车、脚踏纺车和大纺车。其中纺专出现在新石器时代，手摇纺车出现在战国前后，脚踏纺车至迟在东晋出现，大纺车出现在元代。长期以来，根据这些机具的先后出现时间，一般认为中国古代绩纺机具系谱的演变，便是沿着这个路径线性发展的。

一、纺专

纺专（图2-2）亦被称为“瓦”“旋锥”“纺锤”或“纺轮”等。这种在新石器时期就已出现的纺纱工具是由轮杆和纺轮两部分组成的。轮杆多是由木、竹、骨、金属制成，早期的形制是一直杆，战国时出现了顶端增置铁制屈钩的轮杆。纺轮多是由石、木、陶、骨制成，形制多为中间有孔洞的圆饼形状物体，间有四方体或长方体物体。轮杆插入纺轮孔洞固结在一起，即可用来纺纱。固合形式有单面插杆和串心插杆纺坠两种，单面插杆和串心插杆纺坠如图2-3所示。

由于纺专的轮杆多由木或竹为之，不易保存，所以考古遗址中出土的多是纺轮。据考古研究报告，在全国30个省市较早和规模较大的居民遗址中，几乎都有纺轮的踪迹。河北磁山遗址出土的纺轮，距今已有7000多年，是迄今发现的我国新石器时代最早的纺轮。在距今5000多年前的浙江河姆渡遗址、陕西西安半坡遗址、姜寨遗址等处，都有大量石制或陶制纺轮出土。这些遗址出土的纺轮，均出现在女性墓中，少则几件，多则几百件。如福建福清县东张遗址出土陶纺轮达三百多件，大连郭家村遗址出土纺轮达二百多件[注]，青海柳湾遗址出土纺轮达一百多件[注]。证明纺专不仅已是当时必不可少的纺纱工具，还反映出自此开始沿袭久远的男女在生产领域的分工。

新石器早期的纺轮，大多是用石片和陶片打磨而成，外形厚重不规整，制作粗糙，大多是根据所选用材料，稍加切割打磨而成。如河南裴李岗遗址出土的2件纺轮，系陶片改成，呈不规整圆形，直径2.7cm，孔径0.5cm。河北磁山遗址出土的11件纺轮，也均系陶片改成，呈圆饼形，每件轮径和厚重皆不相同，相差很大。晚期的，大多是用黏土专门烧制，外形规整且趋于轻薄，侧面呈扁平或梭子的形状。其变化原因，与纺专的工作原理和所加工的纤维有关。

纺专的工作原理是利用其自身重量和旋转时产生的力偶做功，因而纺专的做功能力与纺轮的外径和重量密切相关。外径和重量大的，旋转速度快，转动惯量大，可纺粗硬、刚度大的纤维；轮径适中，重量较轻，可纺较柔软、刚度小的纤维。早期要捻纺的纤维，都是一些只经过简单加工处理，没有经过很好脱胶的植物纤维，刚度较大；而后期，因分解、劈绩、脱胶技术的提高，要捻纺的纤维刚度变小。故早期的纺轮较厚重，后期的纺轮较轻薄，这可从出土的不同时期纺轮和织物比照中得到印证。早期的纺轮，最重的达150余克，最小的不足50g，平均为80g；晚期的纺轮，最大者重约60g，最小者重约18.4g[注]。纺轮外形由厚重变轻薄的现象，在同一地方出土的不同时期的纺轮中也得到反映，如湖北京山县屈家岭新石器时代遗址，早、晚文化层都有出土的纺轮。早期的平均重量为38.2g；晚期一的平均重量为21.7g；晚期二的平均重量仅为14.7g[注]。

由于不同麻类纤维的长短、强弱不同，绩麻的方法略有差异。苎麻纤维长，通常直接用手将脱胶后的麻片分劈成细长的麻缕，而后逐根捻接成细长的麻纱。大麻和葛纤维长度短，须用纺专加工成有通体捻度的纱线。具体的绩麻操作非常简便，先把要绩的麻纤维拈一段缠在专杆上，然后垂下，一手转动专杆，让其向左或向右回转，即可促使纤维牵伸和加拈，等麻线绩到一定长度后，把绩好的麻缠到专杆上；如此反复，直至专杆缠满为止。也正是由于纺专轻巧、易于制作和操作简便，在纺车普及后的几千年中，纺妇仍一直将它作为纺纱的辅助工具普遍使用（图2-4），以致《诗经》中出现“乃生女子……载弄之瓦”的诗句，并衍生出后来生了女孩就叫“弄瓦之喜”的比喻。即使在今天偏僻的农村，仍可看到妇女在田间炕头歇息时用它绩麻（图2-5）。

二、纺车

纺车是一种可用于纺纱、并线、捻线、络纬及牵伸的机具，其形制有小纺车和大纺车两种类型。其中小纺车分为手摇和脚踏两种，靠人的手或脚驱动，锭子数量1～5枚不等，古代也将之称为軖车、车、筟车或轨车，这些称谓主要与上述不同的用途有关。大纺车锭子数量多达几十枚，可用人力、畜力或水力驱动。无论是小纺车，还是大纺车，均是中国古代在纺织机械上的重要发明，而且影响深远。欧洲13世纪末出现的小纺车，是由元代从中国归来的意大利人传入的[注]。而欧洲直到18世纪中叶以前出现的水力纺纱机械，则是由来过中国的传教士传入的[注]。

1．手摇纺车和脚踏纺车

关于纺车的出现时间，现在有两种影响较大的观点。一是商代说，认为商代就有了手摇纺车的雏形，依据是河北藁城台西村出土的两个商代中期的锭轮。不过持不同意见者认为这两个锭轮也可作纺专中的纺轮用，毕竟该遗址同时还出土陶纺轮162件，石纺轮5件，据此便说纺车出现在商代，证据似乎不足以令人信服。二是战国说，认为成型的手摇纺车直到战国时期才出现，依据是长沙战国墓曾出土过一块战国时代的麻布，其经线密度每厘米28根，纬线密度每厘米24根，比现在每厘米经纬各24根的细棉布还要紧密。这样细的麻纱，用纺专是纺不出来的，只有在纺车出现之后才有可能。这两种观点都只是推测，各有支持者，难有定论。

古代通用的手摇纺车（图2-6）是由绳轮架、绳轮、手柄、锭座、锭子、皮弦或绳弦、车梃等部件组成的。在汉代的书籍以及帛画、画像石、画像砖中可见到手摇纺车的记载或形象。如许慎的《说文解字》释軖为：“軖。纺车也。”段注云：“纺者，纺丝也，凡丝必纺之而后可织。纺车曰軖。”释车为：“著丝于筟车也。”《通俗文》谓：“织纤谓之，受纬曰筟。”《方言》则云：“赵魏之间谓之辘车，东齐海岱之间谓之道轨，今又谓车。”汉代纺车的形制图像在山东滕县龙阳店（图2-7）、江苏铜山青山泉、滕县宏道院、铜山洪楼、江苏泗洪县曹庄等地出土或收藏的汉代画像石上都可看到。此外，在1976年山东临沂银雀山西汉墓出土的一块帛画上也绘有纺车图像。这些记载和写实的画像，充分展示了汉代纺织生产活跃的景象，从中我们可以看出，纺车在汉代的应用已相当普及，也有理由推断纺车的出现应该远在汉代之前。

另外，还有一种锭子装在绳轮上面的手摇多锭纺车。这种纺车较早形制分别见于宋人《女孝经图》（图2-8）和王居正《纺车图》（图2-9）。从图中看，纺车的轮轴柱上固定有一块星形木板，锭子就装在上面并从反面伸出，也是用绳弦将绳轮和锭子相连。由于锭子安装方向和手柄相反，故操作时需二人配合：一人手摇木轮，带动锭子回转；一人在前面用手导引纤维。它与前文所记纺车相比，受加捻牵伸的线段较长，所以一般多用来加工质量要求高或捻度较大的纱线。

从纺专到手摇纺车，实质的变化是从工具到机械的跨越，这是一项非常了不起的革命性的技术进步。纺专只是一件没有动力装置和传动装置的简单工具，而纺车则具备了纺纱机械的三个基本要素：即动力装置，包括绳轮、曲柄；传动装置，皮弦；工作装置，锭子。纺车比之纺专，纺纱质量和效率大为提高。用纺专纺纱，由于人手每次搓捻轮杆的力量有大有小，使得纺专的旋转速度时快时慢，纺出的纱线均匀度也不是很好。而且用手指搓捻轮杆的力量有限，每一次搓捻，纺专只能运转很短的一段时间，纺出很短的一段纱，生产效率很低。用纺车纺纱，通常绳轮转动一周，锭子可转动50～80转，按1min轮轴转30转计算，锭子1min的转数可多达1500～2400转。用手搓捻纺专，每搓一次，最多不超过20转。二者相比，纺车锭子的转速比纺专快10～16倍，而且用纺车卷绕纱线也要比纺专快得多，故其总的生产能力比纺专高15～20倍[注]。同时纺车的锭子因靠绳轮带动，转速较均匀，速率易控制，不似纺专初始转速与末转速相差那样大，故纺出纱的均匀度较好，且可根据不同用途纱线的工艺要求，较轻松地进行强捻或弱捻的加工（图2-10）。

脚踏纺车是在手摇纺车的基础上发展起来的，将脚踏纺车与立式手摇纺车做一比较，可以看出它的演变线索。如把立式手摇纺车上的锭子倒置，与曲柄方向一致，车架底座在绳轮方向延长，上置一块与曲柄相连的踏板，便成为脚踏纺车。手摇纺车演变成脚踏纺车的时间，一般认为是在东汉时期，依据是江苏泗洪县曹庄东汉画像石上的纺车图像（图2-11）。从该纺车图来看，纺轮是置放在一低矮平台框架上，纺轮的回转轴上似有一偏心凸块，而平台上又有一横木，其一端与偏心凸块联结，另一端穿入平台上的托孔中。纺车上部还挂着5个丝籰，似乎正在用它并线加捻。图上是否绘有锭子，看不清楚。对这架纺车究竟是手摇还是脚踏，过去曾有不同看法，但该纺车平台框架上横木的安置方式与后世脚踏纺车的踏板极为相近，联想汉代脚踏织机普遍使用的情况，因此现在很多学者认为它应是脚踏纺车。现在能见到的古文献中，有关它的最早资料是公元4～5世纪的我国东晋著名画家顾恺之为刘向《列女传·鲁寡陶婴》画的配图（图2-12）。原图虽已失传，但历代均有《列女传》翻刻本可据。其后，在元代王祯《农书》、明代徐光启《农政全书》、清代褚华《木棉谱》里，也分别出现了三锭脚踏棉纺车和五锭脚踏麻纺车，证明脚踏纺车自东晋时起一直都在广泛使用。

从各部古书所画脚踏纺车的图形来看，各种纺车除绳轮直径和锭子数稍有差别外，形状和结构基本相同，都是由纺纱和脚踏两部分机构组成的。

纺纱机构和手摇纺车相似，有锭子、绳轮和绳弦等机件，其中绳轮安装在机架的立木上，锭子则安装在绳轮上方的托架上。不同用途纺车上的锭子数是不同的，丝、麻、棉纺车多为3锭，亦有4锭者，而专门用于纺麻纱的纺车则有5锭者，如王祯《农书·农器图谱》所载“小纺车”（图2-13）。用多锭纺车纺纱，特别是纺需牵伸的棉纤维时，为避免纱线在牵伸过程中相互纠缠在一起，要先将各根纱分别通过指缝，再引上纱锭，这样在纺纱操作中，各根纱才可得到相对独立的牵伸。如不通过指缝，各根纱便会在手握处纠缠在一起。人的一手仅有指缝四处，故棉纺车的锭数不会多于4个。专用麻纺车则不同，因为它的作用仅是将已绩长的一根或数根麻缕加捻或并合，毋须牵伸拉细，比纺棉纱简单，所以麻纺车可增至多到5只的锭子，使纺车纺麻的生产效率得到尽可能的提高。明代徐光启《农政全书》卷三十五所记：“纺车容三，今吴下犹用之，间有用四者，江西乐安至容五。往见乐安人于冯可大所道之，因托可大转索其器，未得。更不知五向一手间何处安置也。”也证明了五锭脚踏纺车是不能用于纺棉纱的，而只能用于纺麻纱。

脚踏机构有两种类型。一类结构是由踏杆、曲柄、凸钉三部分组成的。曲柄置于轮轴上，末端由一短连杆与踏杆相连，而凸钉则置于机架上，顶端支撑踏杆。为避免操作中踏杆从凸钉上滑落，踏杆在与凸钉衔接处有一凹槽。这种结构运用了杠杆原理，纺纱时，纺妇的两脚分别踩在凸钉支撑点两侧的踏板上。当双足交替踏动踏板后，以凸钉支撑点为分界的踏杆两边便沿相反方向作圆锥形轨迹转动，并通过曲柄带动绳轮和锭子转动。另一类结构则没有利用曲柄。踏杆一端是被直接安放在绳轮上的一个轮辐孔中，轮辐孔较大，踏杆可在孔中来回抽伸。踏杆另一端也架放在车后的一个托架或凸钉上。采用这种脚踏结构的纺车，绳轮必须制作得重一些，以加大绳轮的转动惯量。纺纱时，纺妇也不需用双足踏动踏杆，只需用一足踏动，利用绳轮转动时产生的惯性，使其连续不断地旋转。上海徐浦黄道婆纪念馆的脚踏纺车实物如图2-14所示，广西少数民族博物馆所藏脚踏纺车实物如图2-15所示。

操作手摇纺车时，因需一手摇动纺车，一手从事纺纱工作，难以很好地控制细短纤维，为避免纤维相互扭结，成纱粗细不匀，操作中只能以牺牲纺纱速度为代价，时刻小心以防止这种情况出现。而操作脚踏纺车则没有这种顾虑，在整个纺纱过程中，纺工的双手都能从事控制纤维运动的工作，因此它的日纺纱量约是手摇纺车的2倍。另据现有资料看，将往复运动转变成圆周运动的机械结构，首先便是始于脚踏纺车[注]，这是古代机械史上一个颇为重要的发明。

三、大纺车

大纺车是一种有几十个锭子的丝、麻纤维并捻机具。由于它比其他纺车锭子多，车体大，故称为“大纺车”。有关大纺车具体的创制情况，古文献中缺少明确记载，其形制直到元代才被收录在王祯《农书》里（图2-16）。我们知道一项技术从产生到广泛应用，一般都要经过一段相当长的时间。从王祯书中阐述的器物和耕织方法大多为汉唐间使用的成法以及所云“中原麻苎之乡，凡临流处多置之”水力大纺车这一情况推论，大纺车的出现时间当在王祯编写《农书》之前，应是南宋或更早一些的产物。另外，这种纺车本有大小两种规格。最先出现的，是规格较大用于纺麻的一种，较小的一种则是根据较大者仿制用于纺丝的。王祯也曾明确谈到这一点：“又新置丝线纺车，一如上法（大纺车），但差小耳。”

据研究，大纺车（图2-17）从外观上可分为主机、主动轮、从动轮三大部分[注]。实际上可细分为机架、纱锭及相关部件、绕纱装置及相关部件、传动纱锭装置及相关部件。在每一装置中均包含有数量不等的部件，当主动轮转动并通过传动装置带动全部机件后，即可使纱锭旋转，引出具有一定捻度的成纱，绕在纱框上。

大纺车的运转，既可用人力或畜力驱动，也可利用水力驱动。王祯说以水为动力“比用陆车，愈便且省”。就人力驱动而言，只要在车架一侧轮轴上装一曲柄即可。此轮作为主动轮，利用人力加以摇转。由于大纺车锭子数目甚多，为了省力，此轮直径通常要大一些。就畜力驱动而言，应是采用类似畜力碾磨的方法。宋元以前，畜力碾磨便已有相当久远的使用历史，技术上已颇为成熟，因此在大纺车上使用这些技术绝非难事。

就水力驱动而言，有两种方式。一种是将水轮通过皮弦与大纺车一侧大轮相连的驱动方式。当河流之水连续不断地冲击木轮上的辐板时，水轮旋转，通过皮弦带动纺轮跟着旋转，进而使大纺车运转。这种水轮通过皮弦带动大轮的驱动方式，因为是靠皮弦摩擦传动，不是最佳驱动方式。另一种是采用水轮与车架一侧大轮同轴的驱动方式，避免了皮弦摩擦传动的损耗，把水轮发出的力最大程度地用在大纺车上。同轴驱动的方式，在同样具有长久使用历史的水磨、水碾上经常可以看到，因此在驱动大纺车时使用这些技术是水到渠成的。王祯说水转大纺车（图2-18）的水轮“与水转碾磨工法俱同”，印证了水转大纺车确是借鉴了水磨、水碾的技术。

大纺车这种纺纱机械是宋元时期中国机械制作技术成就之集大成者，在构造上非常卓越，特别适宜规模化生产，因此博得了著名科学史学家李约瑟的高度赞扬，认为它“足以使任何经济史家叹为观止”[注]。确实如此，因为大纺车的结构与此前的任何纺车均不相像，其变化主要有以下几点。其一，具备了较完整的大型纺纱机械的形状和功效。大纺车可同时对数十枚锭子上的纱线进行加捻和卷取，而且加捻和卷取的机械运动也是同时进行的。其效率，以32锭纺麻大纺车为例，直观地计算，它的产量相当于32架单锭纺车或5.4架5锭纺车。实际上，并不仅止于此，如再加上连续工作，即加捻、卷绕同时进行而争取的有效时间，其产量比前述的还应提高三分之一。据研究，原来一架纺车每天最多纺纱1～3斤，而大纺车一昼夜可纺100多斤，纺绩时需集中足够多的麻才能满足它的生产能力。在使用大纺车的地方，许多农户都将绩好的麻送到大纺车作坊，请其代为加工，以节省出大量劳力。其二，整体设计独特巧妙，将局部不同的运动方式有机地统一起来。大纺车运转后，能够保证纱框和纱锭同时运转，且使其转动后具有固定的线速比。其三，既可用人力和畜力驱动，也可用水力驱动。这是我国将自然力运用于纺织机械一项重要的发明。从前引王祯《农书》所云水转大纺车在“中原麻苎之乡，凡临流处多置之”，说明我国在13～14世纪即已普遍应用以水力驱动的多锭纺纱机械了[注]。