中國通史（第九卷） · 第六章 手工業、工程技術
第一節 建築
都城建設
明朝建國之初，以應天府和開封府為南北兩京。洪武二年（1369），朱元璋確定以南京為國都，次年又命李善長主持營建中都，並有都城北遷之意，以便管理北方，控制中原。中都選建在朱元璋家鄉臨濠府西南的鳳凰山下（今安徽鳳陽）。城市總體規劃周密嚴謹，規模宏大，建築豪奢，全城宮室、殿堂、壇廟、官署、街巷等按中軸線對稱分布，共有九門，十八水關，周長五十餘里。在長達五年的建設過程中，每年役工百萬，先後耗資億萬，勞費過巨，因而，洪武八年（1375）明太祖詔令停止役作。不久，又令改建南京大內宮殿。中都雖未完全建成，但其規劃設計對南京和後來北京的建設產生了重要的影響。1378年，明太祖詔改南京為京師，並廢當時的北京，復為開封府。
南京城的改建工作早在元末明初就已經開始了。元至正二十六年（1366），時為吳王的朱元璋「改築應天城」，對於金陵舊城進行整修、改築和擴建，拓展城址，加高城垣，並「作新宮鐘山之陽」①。洪武六年（1373），南京新城建成，城東部鐘山和玄武湖的南面為宮城和皇城，各有六門。皇城外為京城，有十三門（後塞二門），四周城垣長達九十六里，是世界上最大的磚石城垣。以後，南京城垣、城門、宮闕、壇廟等又屢經重修或新建。洪武二十三年（1390），外郭城建成，有十六門，周一百八十里。至此，南京改建和新築的部分已完全連成一體，形成一座氣勢雄偉、規模舉世罕見的著名都城。
北京城是在元大都的基礎上營建的。洪武元年（1368），徐達率明軍攻占元大都，改置北平府。當時城內北部比較荒涼，為防備元朝殘餘勢力的襲擾，於是放棄北部城垣，在原來大都北牆南五里另築新牆，仍設兩個北門，即安定門和德勝門，並將東牆的崇仁門與和義門改稱東直門與西直門。永樂元年（1403），北平升為北京，改府為順天府。四年（1406），明成祖朱棣詔建北京宮殿，修城垣，分遣大臣采木於四川、湖廣、江西、浙江、山西等地。②六年，「初建北京宮殿」。十五年（1417），木料漕運抵京，隨即由泰寧侯陳珪督建北京宮殿，加緊施工。十七年，又把北京南城牆南移（由承天門算起）二里，形成了北京的內城。南牆仍開三門，沿用舊稱麗正門、文①《明史》卷一《太祖紀》。
②《明史》卷六《成祖紀》。
明門和順承門。十八年，郊廟宮殿全部竣工，明成祖詔改北京為京師，「聖駕北幸」，率政府機構遷至北京。永樂十九年（1421年）正式遷都北京。明英宗正統元年（1436），又重修九門城樓，四年完工，改稱麗正門為正陽門，文明門為崇文門，順承門為宣武門，同時改稱東牆齊化門與西牆平則門為朝陽門與阜成門。嘉靖三十二年（1553），為加強京師防衛，世宗原擬在北京四周修築郭城，但因財力和物力所限，而僅在都城南面加築外郭城，此即北京外城，從而形成了獨特的平面「凸」形城郭。
北京全城分為宮城、皇城、內城和外城四重，按一條南起永定門、北抵鐘鼓樓的縱貫南北的中軸線對稱展開。宮城，亦稱紫禁城，居於全城中心地位，周六里一十六步，有六門：正南第一重為承天門（清初改稱天安門），第二重為端門，第三重為午門，以及東華門、西華門和玄武門（清乾隆時改稱神武門）。宮城之外為皇城，周一十八里有奇，有六門：大明、東安、西安、北安、長安左和長安右。皇城之外為京城（內城），周四十五里，有九門已如前述。重城（外城）包京城之南，轉抱東西角樓，長二十八里，有七門：永定、左安、右安、廣渠、東便、廣寧、西便①。明代城垣和城門屢經修葺，特別是將元大都的土城牆加磚包砌，城門洞改為磚砌筒券，開鑿圍繞全城的護城河，使北京成為規劃嚴整、重點突出、莊嚴雄偉、優美和諧的世界名城。
宮城（紫禁城）是遵循傳統禮法制度仿照中都和南京設計建造的一組龐大的宮殿建築群。整個宮城建在元大內舊址而稍向南移，南北長九百六十米，東西寬七百六十米，占地面積約七十二萬平方米。內有房屋近一萬間（民間傳說九千九百九十九間半），外圍有高達十米的紅色宮牆。城牆四隅修有結構精巧、造型端麗的角樓。環繞宮城開鑿有寬約五十二米的護城河（筒子河）。從總的布局來說，這一建築群可分為前後兩大部分。前部以皇極殿（原稱奉天殿）、中極殿和保極殿為中心，這三殿統稱外朝三大殿，清初改稱太和殿、中和殿和保和殿；後部有乾清宮、交泰殿和坤寧宮，統稱內廷後三殿。外朝三大殿和內廷後三殿坐落在紫禁城也是北京城的南北中軸線上。其他宮殿門闕均對稱分布在中軸線的兩側。現在故宮的太和殿，高約三十五米，殿座縱深約三十七米，東西橫寬約六十四米，梁架由七十二根大木柱（稱為金柱）支承，是建築群中最高大的木結構建築，並且建在高約八米的三層台基上，更顯得莊嚴雄偉，藉以體現封建帝王和皇權至高無上的地位。明清故宮是中國也是世界上現存最大的宮殿建築群。它突出地和全面地反映了中國古代建築特別是木構建築的傑出成就，是人類珍貴的文化遺產。
在營建北京的宏偉工程中，湧現出許多技藝高超的能工巧匠，蒯祥就是其中非常傑出的一位。蒯祥，蘇州府吳縣人，出身於木匠家庭，其父蒯福曾為「木工首」。他自幼學習和鑽研土木技工，以至「精於其藝」，後在南京①《明史》卷四○《地理志》。
繼其父為木工首。永樂時營建北京，他隨南京匠戶一道遷京，參與設計和修建北京城池和宮殿。在永樂至成化年間，特別是「自正統以來，凡百營造，祥無不予」①，「正統中重作三殿及文武諸司，效勞尤多」②，「凡殿閣樓榭，以至迴廊曲宇，隨手圖之」③，「每宮中有所修繕，..祥略用尺準度，若不經意，既造成，以置原所，不差毫釐」④。蒯祥把他的聰明才智和精湛技藝獻給了北京，為營建和維護這座偉大的城市作出了不朽的貢獻。
長城長城始建於戰國時期，今天所見到的長城則是明代重新修築的。明代所修長城西起嘉峪關，東至山海關，全長約一萬三千華里，故世人譽稱萬里長城。自明初至明中葉萬曆年間，修築長城達十八次，前後歷經一百多年，這項浩大和艱巨的工程方告完成。
明代長城一般分為東西兩大部分。山西以東至山海關為東半部。東半部長城大部蜿蜒在崇山峻岭之間，連綿不斷，氣勢雄偉。城牆總高約八米，牆基寬約六米，牆頂寬約五米。城牆裡面是夯土，外面用磚砌築，石灰漿勾縫（八達嶺長城及以東的有些部分則是用大石條砌築的），十分牢固。牆頂外部設垛口，高約二米，內部砌女牆，高約一米。牆身每隔七十米左右修敵台一座。敵台有方形、圓形，內部有空心、實心。空心敵台內部為磚砌拱券結構，可以駐軍，上設瞭望口和炮窗。牆身內部每隔二百米左右建石階磴道，以作上下城牆之用。山西以西為明代長城的西半部。西半部長城用夯土版築，牆面沒有包磚。城牆總高五米多，牆基寬約四米，牆頂寬約二米。牆頂設有敵牆，垛口高約一米。
長城的一個重要組成部分是關城。關城都選建在地勢險要的軍事要道上。著名的關城有嘉峪關、雁門關、居庸關、山海關等。嘉峪關是明代長城西端的起點，位於甘肅酒泉西約三十五公里，是絲綢之路的咽喉要地，關城始建於洪武五年（1372）。居庸關，舊稱軍都關、薊門關等，位於北京昌平西北，形勢險要，向為交通要衝，現存關城是洪武元年（1368）重建的。山海關位於河北秦皇島東北，是明代長城東端的起點。關城建於洪武十四年（1381），平面方形，四面各開一個城門，並建有城樓，上下兩層，城高約十三米，周五公里。山海關北依角山，南臨渤海，長城蜿蜒起伏自上而下與關城相連，並延伸到關南四公里的老龍頭（南海口關）入海處，歷來為連接華北與東北的咽喉要地，號稱「天下第一關」。一般認為，萬里長城的東端①焦竑：《國朝獻征錄》卷五十一。
②黃瑜：《雙槐歲鈔》卷八。
③皇甫錄：《皇明紀略》。
④民國《吳縣誌·人物誌》。
在老龍頭，但也有人認為，明代還建有遼東長城，從遼寧綏中鐵廠堡吳明口出發，經綏中、興城、錦州、黑山、鐵嶺、昌圖、撫順、本溪到丹東的虎山（又稱虎耳山），全長約一千公里，因此，虎山才是萬里長城的最東端。與長城有關的重要建築還有烽火台、墩台等。烽火台大多設在長城內側或附近的山頂上，一般為平面方形，每面約八米，總高約十二米，用夯土築成，重要的則外部包磚，台上建有雉堞和瞭望室。烽火台約每隔一點五公里設有一座，日間焚煙，夜間舉火，以傳報敵情。
建築技術的進步明代建築技術的進步主要表現為以下幾個方面。
1.磚普遍用於民居砌牆。元代之前，雖有磚塔、磚墓、水道磚拱等，但木架建築均以土牆為主，磚僅用於鋪地、砌築台基與牆的下部等處。到明代，由於大量應用空斗牆，可節省用磚量，從而推動了磚牆的普及。磚牆的普及又為硬山建築的應用創造了前提。明代磚的質量和加工技術都有提高。磚面和磚雕加工更加嫻熟。各地府、縣城和南京、北京的城牆也都用磚砌築。現存山西、河北境內二千餘公里的長城，也是明代砌築的。這些都說明制磚工業規模的擴大和生產效率的提高。隨著磚的發展，出現了全部用磚拱砌成而不用木結構的建築物——無梁殿。這大多用作防火建築，如佛寺的藏經樓、皇室的檔案庫等，重要實例有明洪武年間所建南京靈谷寺無梁殿（原稱無量殿）、北京故宮皇史宬及山西太原永祚寺、蘇州開元寺等處的無梁殿。
2.琉璃磚瓦的質量提高，應用更加廣泛。琉璃磚瓦是屬於釉陶性質的工藝，至遲在公元前十世紀西周早期就已出現。秦漢時期琉璃製品更為豐富。北魏時則開始在建築上採用琉璃，說明當時琉璃生產水平有了很大的飛躍。《北史》所記，北魏太武帝建五色琉璃行殿，是現在已知關於建築用琉璃的最早文獻記載。隋唐時期琉璃製品更為盛行，從宋元到明清，則出現了使用琉璃構件的整體建築，如宋代的琉璃塔等，琉璃製作技術也有了相應的發展，明清時期在全國各地已建立很多琉璃窯廠。早期琉璃用粘土製胎，明代琉璃磚瓦用白泥（或稱高嶺土）、瓷土製胎，燒成後質地細密堅硬，強度較高，不易吸水。當時，琉璃面磚廣泛用於塔、門、照壁等建築物。如明成祖時建造的南京報恩寺塔，高達八十餘米，外表全用琉璃磚鑲面，釉色有白色、淺黃色、深黃色、深紅色、棕色、綠色、藍色、黑色等。並製成表面有浮塑的帶榫卯的預製構件來鑲砌，組成五彩繽紛的各種圖案和仿木建築的構件。此外，還有山西洪洞縣廣勝寺飛虹塔，山西大同的九龍壁，北京的琉璃門、坊等，都表現了明代琉璃工藝水平的提高。
3.木構建築，經過元代的簡化，到明代形成了新的定型的木構架，木構建築設計更加規範化和程式化。如斗拱的結構作用減少，樑柱構架的整體性加強，構件卷殺簡化等。明代宮殿、廟宇建築的牆體因用磚砌，因而屋頂出檐就可以減小，斗拱作用也相應減少，並可充分利用梁頭向外挑出的作用來承托屋檐重量，將挑檐檁直接擱置在梁頭上，這是宋以前的建築未能做到的。這樣，柱頭上的斗拱不再起重要的結構作用，原來作為斜梁用的■，也成為純裝飾的構件。但是由於宮殿、廟宇要求豪華、富麗的外觀，所以，失去了原來意義的斗拱不但沒有消失，反而更加繁密。為了簡化施工，柱子不再採用宋代那種向四角逐根升高的做法，亦無金元時期大膽減柱法，檐柱向內傾側的「側腳」逐步取消，梭柱、月梁等也被直柱、直梁所取代。因此，明代官式建築形象較為嚴謹穩重，而不及唐宋的舒展開朗。由於民間建築的普遍發展，技術水平相應提高，並出現了木工行業的專著《魯班營造正式》，其中記錄了明代民間房舍、家具等的建築或製造的程式和規範。
4.建築群的布置更為成熟。南京明孝陵和北京十三陵，是善於利用地形和環境來營造陵墓肅穆氣氛的傑出實例。明孝陵和十三陵總體布置的形制是基本相同的，但孝陵結合地形，採用了彎曲的神道，陵墓周圍數十里內有松柏包圍。而十三陵則用較直的神道，山勢環抱，氣勢更為宏偉。明代建成的天壇是中國封建社會末期建築群布置的優秀實例，它在烘托最高封建統治者祭天時的神聖、崇高氣氛方面，達到了非常成功的地步。北京故宮的布局也是明代形成的，它的布置嚴格對稱，層層門闕殿宇和庭院空間相連接組成龐大建築群，把封建「君權」抬高到無以復加的地步。這種極端嚴肅的布局是中國封建社會末期君主制度的典型產物。各地的佛寺、清真寺也有不少成功的建築群布置實例。
5.官僚地主私家園林發達。尤其是江南一帶，由於經濟文化水平較高，官僚地主群集，因此園林也特別興盛。南京、杭州、蘇州及太湖周圍許多城鎮都有不少著名的私家園林。當時的園林風格已經明顯地趨向於建築物增多，用石增多，假山設計則追求奇峰陰洞，使園景更加豐富多姿。計成所著《園冶》一書，從理論上總結了江南一帶造園技術的成就，是園林建造方面的一部重要著作。
6.官式建築的裝修、彩畫、裝飾日趨定型化。如門窗格扇等都已基本定型。彩畫紋樣莊嚴，構圖嚴謹，配列均衡，如大木樑枋以旋子彩畫為主要類型，到了清代，和璽彩畫及蘇式彩畫等才有了大量的運用。磚石雕刻則吸取了宋以來的手法，比較圓和純熟，花紋趨向於圖案化、程式化，如須彌座和闌乾的做法，明代二百餘年間很少變化。這種定型化有利於成批建造，加速施工進度，但使建築形象趨於單調。建築色彩因運用了琉璃瓦、紅牆、漢白玉台基、青綠點金彩畫等鮮明色調而產生了強烈對比和極為富麗的效果，這正是宮殿、廟宇等建築所要求的氣氛。
此外，明代的家具也是聞名於世界的。由於明代海外貿易的發展，東南亞地區所產的花梨、紫檀木等不斷輸入中國。這些熱帶硬木質地堅實、木紋美觀、色澤光潤，適於製成各種精緻的家具。當時家具產地以蘇州最為著名，其製作的家具結構合理、經久耐用，形狀秀美簡潔，雕飾線腳不多，構件斷面細小、多作圓形，榫卯嚴密堅牢，能與造型和諧統一，油漆能發揮木材本身的紋理和色澤的美麗。直到清代乾隆時廣州家具興起為止，這種明代家具一直是中國家具的代表作。
第二節 水利
明成祖遷都北京，迫切需要南北大運河暢通無阻，增加運輸能力，以便從東南地區調運糧食和物資供應北京。為此，詔命工部尚書宋禮主持修浚會通河事宜。宋禮在施工過程中，接受了汶上老人白英的建議，於汶水下游東平戴村築新壩，攔截汶水流入南旺，然後將十分之四的水南流接徐、邳，十分之六的水北流至臨清，從而解決了元代會通河行水不利的難題，以便漕船順利地在會通河上航行，使南北大運河全線暢通。
明代黃河決口改道頻繁，平均約七個月有一次決口，因此，治河任務十分繁重。在治河策略上，明代重北輕南，以保漕為主，形成「北岸築堤，南岸分流」的格局。
在治河理論上，四任總督河道的潘季馴（1521—1595）繼承和發展了「築堤束水，以水攻沙」的理論。他按地形坡度，因地制宜地築堤合流，並「借淮之清以刷河之濁」。於是「築高堰束淮入清口..使二水併流，則海口自浚」①。潘季馴治河的結果是令人滿意的。他不但使河道得到刷深，而且改變了海口積沙高仰的形勢，為黃河開闢了入海的道路，取得了前所未有的成就。潘季馴的主要水利著作有《河防一覽》、《總理河漕奏疏》等。
在水利著作方面，徐貞明（？—1590）的《潞水客談》頗為有名。此書的中心思想是要以人力控制水旱災害。為此，他曾在京東地區對地形、土壤、河流、水泉等進行考察，把結果繪製成圖。徐貞明認為，不但瀕海荒地可以耕治，其他如密雲、平谷、三河、薊州、遷安、盧龍、撫寧、豐潤、玉田等地，都有豐富的水源可用於灌溉，以利耕墾。他還認為，「水害未除，正由水利未興」。水「聚之則害，散之則利；棄之則害，收之則利」。因此他主張興修水利應從上游入手。他的治水思想強調治理地理環境，並把治水與發展生產密切結合起來，體現了經世致用的觀點。
明末，隨著西方傳教士來華傳教的同時，西方水利學開始傳入中國。萬曆三十九年（1611），徐光啟和熊三拔（SabbathinusdeUrsis，1575—1620）合譯《泰西水法》。他們的翻譯不同於一般人的直譯，而是結合中國實際，只選擇其中適用的或確實比中國先進的部分翻譯。翻譯時，一邊翻譯文字，一邊照圖製造水工器具，一邊試驗，然後把製造的經驗及試驗的結果也寫進書中。這樣一來，就不僅僅是翻譯了，而是融進了徐光啟的研究心得。萬曆四十年（1612）春天，《泰西水法》六卷譯成，成為傳入中國的第一部西方水利學專著。
①《明史》卷二二三《潘季馴傳》。
第三節 紡織
官府紡織業與民間紡織業
明代官府紡織業是規模龐大的手工業部門之一。當時在兩京設有內外織染局，「內局以應上供，外局以備公用」①，南京還設有供應機房。其中工部都水清吏司所轄織染所有大使、副使等官員，專門負責織染生產。為了供給皇室貴族的奢侈需求，內府監局也設有相當規模的工場。據記載，內織染局設「掌印太監一員，總理僉書等數十員。掌染造御用及宮內應用緞匹、絹帛之類」，「有外廠，在朝陽門外，浣濯袍服之所；又有藍靛廠在都城西，亦本局之外署也」①。各地方官府，凡是有條件的，便設有織造機構。據《明會典》、《明史》記載，當時鎮江、蘇州、松江、徽州、寧國、廣德以及浙江、江西、福建、四川、河南、山東等地許多州府都設有織染局。其中以蘇州織造局最為著名，杭州織造局次之，內府司禮監有蘇杭織造太監一員，專司蘇杭織造，派駐蘇州。官府紡織業主要生產絲織品，且歲造有定數，「自萬曆中，頻數派造，歲至十五萬匹，相沿日久，遂以為常」②，產量是相當可觀的。
明代民間紡織業也有很大的發展，一些紡織作坊已具備某種資本主義因素的萌芽。如馮夢龍在《醒世恆言》中寫道，江蘇吳江（時屬蘇州府）的盛澤，「鎮上居民稠廣，土俗淳樸，俱以蠶桑為業。男女勤謹，絡緯機杼之聲，通宵徹夜。那市上兩岸綢絲牙行，約有千百餘家。遠近村坊織成綢匹，俱到此上市。四方商賈來收買的，蜂攢蟻集，挨擠不開，路途無停足之隙」③，生動地反映了當地民間紡織業的一片興旺景象。張瀚在《松窗夢語》中說：「余先世亦以機杼起，而今三吳之以機杼致富者尤眾。」④他提到其祖父在成化（1465—1478）末，由資本銀一錠，「購機一張，織諸色紵幣，備極精工。每一下機，人爭鬻之，計獲利當五之一。積兩月，復增一機，後增至二十餘。商賈所貨者，常滿戶外，尚不能應。自是家業大饒。後四祖繼業，各富至數萬金」①。馮夢龍《醒世恆言》中也敘述了一個類似的故事，講的是明世宗嘉靖年間，吳江縣盛澤鎮施復夫婦因經營絲織業而發家，「施復是個小戶兒，本錢少，織得三四匹，便去上市出脫」。後來漸漸發達，「夫妻依舊省吃儉用，晝夜營運，不上十年，就長有數千餘家事」，「開起三四十張①《明史》卷八二《食貨志六》。
①劉若愚：《酌中志》卷十六《內府衙門職掌》。
②《明史》卷八二《食貨志六》。
③馮夢龍：《醒世恆言》卷十八《施潤澤灘闕遇友》。
④張瀚：《松窗夢語》卷四。
①張瀚：《松窗夢語》卷六。
綢機」②。又如萬曆「癸未甲申間：（1583—1584），臨邑邢子願以御史按江南蘇州富民潘璧成之獄」。這個潘璧成的先輩，「起家機房織手，至各守謙者，始大富，至百萬」③，這些材料反映出明代一些小商品生產者，從小本經營起家，資本急劇增殖，生產迅速發展的情形。不僅如此，有些機戶已較多地使用僱傭勞動者，採用了「機戶出資，機工出力」的生產方式④。如《吳江縣誌》載：「至明熙、宣間，邑民始事機絲，猶往往雇郡人織挽」，成弘以後，「盛澤、黃溪四五十裡間，居民盡逐綾綢之利，有力者，僱人織挽，貧者皆自織」。當然，絕大多數機戶並沒有如此幸運，他們還大都是貧困的小手工業者，是「倚織為命」的貧戶。
絲織品的產地及產品1.絲織中心。明代江浙一帶蘇、杭、嘉、湖地區是聞名全國的絲織業中心，其中尤以蘇州為盛。明初朝廷與蘇州設有織染局，並且派有坐派、召買等，每年織造絲、紗、羅、紵諸布及帛，「約三萬七千四百餘端」①。蘇州的民營絲織業也非常發達，幾乎「家杼軸而戶纂組」，據載，「綾羅紗綢出盛澤鎮，奔走衣被天下」②。杭州也是「習以工巧、衣被天下」，有些「饒於財者」還僱工十數人，紡織絲綢③，所轄臨安盛產絹，「縣民織者甚眾，今直隸、江西等省皆買之」④。嘉興「蠶桑織繡之技，衣食海內」⑤，近鎮村坊皆以絲綢為業，如所轄濮院鎮「機杼之利，日生萬金」⑥，湖州「隆、萬以來，機杼之家，相沿比業，巧變百出」。
在北方，絲織業中心，應首推山西潞安。這裡出產的潞綢名聞中外。據順治《潞安府志》載，潞安「在昔殷盛時，其登機鳴杼者，奚啻數千家」，其織機達九千餘張⑦，且「機杼鬥巧，織作純麗」⑧。所產潞綢不僅數量多，而且質量上乘，行銷全國各省，乃至一些少數民族地區。此外還有一些地區的絲織品也很著名，如四川的蜀錦，廣東的粵緞、粵紗，福建福州的絹絲，②馮夢龍：《醒世恆言》卷十八《施潤澤灘闕遇友》。
③《神宗實錄》卷三六一。
④康熙《吳江縣誌》卷十七。
①《古今圖書集成·考工典》引《蘇州府志》。
②康熙《吳江縣誌》卷十七。
③徐一夔：《始豐稿》卷一。
④乾隆《杭州府志》卷五三引萬曆《臨安縣誌》。
⑤嘉慶《嘉興府志》卷三四引王世貞《檇李往哲列傳序》。
⑥胡琢：《濮鎮紀聞》卷首《總敘》。
⑦順治《潞安縣誌》卷一。
⑧郭子章：《郭青螺先生遺書》卷十六。
漳、泉二州的倭緞，南京的雲錦，山東的柞蠶絲綢等。
2.絲織品的品種。明代絲織品的種類齊全，花色繁多。當時不僅紗、絹、綾、羅、綢、緞、錦、綺、絨等各類絲織品應有盡有，而且每類又有許多不同的花色品種。例如羅，蘇州有花羅、素羅、刀羅、河西羅、秋羅等，泉州有硬羅、軟羅等，其中花羅，僅《天水冰山錄》所載就達五十五種①。綢，蘇州有線綢、綿綢、絲綢、杜織綢、綾機綢、縐綢、紋綢、春綢、捺綢，嘉興有素綢、花綢、綾地花綢、輕光王店綢、濮綢，建昌有籠綢、假綢，湖州有水綢、紡絲綢等。紗，湖州有直紗、花紗、夾織紗、包頭紗等，泉州有素紗、花紗、金錢紗等。此外如絲絨中新創的雙面絨，外觀富麗、質地堅牢耐磨的天鵝絨（漳絨），斜紋地起斜紋花的綾，多重組織絢麗精美的錦等，也有許多名目，織造技術更臻完備。但是，唐宋時期曾盛行一時的綺，在明代則因織金錦、彩色錦和印花織物的增多而趨於衰落，文獻記載和出土實物都比較少見。
（3）豐富多采的織紋花樣。明代絲織品的紋飾花樣千姿百態，「五色眩耀，工巧殊過」，其中尤以「妝花」和「織金」最為人們所稱道，「妝花」是在地緯之外，另用彩色緯絲在織物上以控梭等方法形成花紋，織法複雜，花紋精美，色澤艷麗，反映了絲織技術的高超水平。除妝花錦緞外，紗、羅、絹、絲絨、絲布、改機、雲布都可以用「妝花」織成。早期妝花織品，主要靠手工織造，如內蒙古集寧發現的元代妝花羅，尚可見到手繪的墨跡。明代妝花更為盛行，並逐步推廣依次引入彩緯、地緯，用提花機提花的織造方法。「織金」，是在織物上織入金銀線，以形成特殊光澤效果的方法。這種方法是由元代「納失失」發展而來的。明代織物加金已不限於錦，而且出現了金彩絨、織金妝花緞、織金妝花絹、織金妝花羅、織金妝花布等，大大突破了元代的水平，現在可見的實物如緋紅地捲雲金龍妝花緞、絳地雲龍捲浪妝花緞、青地牡丹加金錦、紅地牡丹加銀錦、杏紅地萬壽八寶加金緞等①，都極為艷麗精美，令人讚嘆。此外如《天水冰山錄》也列舉了不少妝花和織金品種，明神宗定陵出土的一百六十五卷錦緞和大量袍服衣裳，也都是當時的絲織精品。
棉織品的產地及產品1.棉紡織品的著名產地。明代植棉遍及全國，棉紡織業非常發達，正如宋應星《天工開物》「乃服」卷稱：「凡棉布寸土皆有」，「織機十室必有」，棉布逐漸成為平民大眾的主要衣著原料。
隨著生產力的不斷擴大，許多棉紡織手工業中的城市和中心地區逐漸形①《天水冰山錄》，《知不足齋叢書》本。
①參見陳維稷主編：《中國紡織科學技術史》（古代部分），彩色圖版，科學出版社1984年版。成，其中仍以江南為最。如松江自元代以來，逐步發展成全國棉織中心，其產量、質量均居全國首位。明正德《松江府志》載：松郡「俗務紡織，他技不多」，「家紡、戶織，遠近通流」，「所出皆切於實用，如綾、布二物，衣被天下，雖蘇、杭不及也」。嘉定，「邑之民業，首藉棉布。紡織之勤，比戶相屬」②，「機聲軋軋，子夜不休，貿易惟棉花與布」③。常熟產布，「用之邑者有限」④，大多運銷外地。浙江湖州，「商賈從旁郡販棉花，列肆我土，小民以紡織所成，或紗或布，侵晨入市，易棉以歸，仍治而織之，明旦復持以易」⑤。嘉善（今縣府駐魏塘鎮）棉紗和棉布生產相當發達，棉紗尤有盛名，當時民謠有「買不盡松江布，收不盡魏塘紗」①的贊語。
南方的福建、湖廣、四川、江西等省的棉紡織業也相當發達，如福建惠安出產白細布，「幾遍天下」②，泉州「府下七縣，俱產棉布」，「多出於山崎地方」③。
北方也有許多產棉區，但棉布起初卻絕大部分仰給於江南。徐光啟《農政全書》提到，「今北土之吉貝（即棉花）賤而布貴，南方反是。吉貝則泛舟而鬻諸南，布則泛舟而鬻諸北」④，反映了明代北棉南運和南布北販的情形。實際上，在正德嘉靖以後這種北方依賴南布的情形是有所改變的。特別是由於棉紡織技術的不斷推廣，北方河北、山東、河南、山西、陝西等省的棉紡織業也逐漸興盛起來。如關於河北肅寧的棉紡織業，徐光啟就指出：「數年來，肅寧一邑所出布匹，足當吾松十分之一矣。初猶莽莽，今之細密，幾與吾松之中品埒矣。」⑤又如山東鄒縣最初是「民不織而資布於鄰」。後來棉紡織業發展起來，不但做到了「鄰不來鬻布」，而且還「鬻布於鄰」⑥。登州，「紡織花布，以自衣服，窮鄉山陬，無問男婦為之」，「有餘布，立兼鬻於鄉市。復有市賈販之城市，庶人、在官及末作、游寓者均需焉」。⑦此外，西南苗族、瑤族、土家族、侗族、壯族及黎族等少數民族也擅長棉織。如最著名的有諸葛棉，用白色棉紗作經，藍色棉紗作緯，隨機挑織，②萬曆《嘉定縣誌》卷六《物產》。
③《古今圖書集成·職方典，蘇州府部·風俗考》。
④嘉靖《常熟縣誌》卷四《食貨志》。
⑤雍正《浙江通志》卷一○二《物產》。
①雍正《浙江通志》卷一○二《物產》。
②《惠安縣誌》卷三七。
③萬曆《泉州府志》卷三。
④徐光啟：《農政全書》卷三五《木棉》。
⑤徐光啟：《農政全書》卷三五《木棉》。
⑥呂坤：《實政錄風憲的》卷六《憲綱十要》。
⑦《古今圖書集成·職方典》引《登州府志》。
自成花樣，多產在貴州青特洞等處①。
2.棉紡織品。明代棉紡織品不僅產量大而且品種也是相當多的，宋應星曾評論說：「凡棉布寸土皆有，而織造尚淞江，漿染尚蕪湖。」②松江生產的棉織品有標布、扣布、稀布、番布、榮斑布、中機、小布、三梭布、龍墩布、雲布、飛花布、漿紗布等。其中「標布」，暢銷秦、晉、京邊諸路，「富商巨賈操重資而來市者，白銀數以萬計，多或數十萬兩，少亦以萬計」③。「中機」，較標布稍窄而長，暢銷湖廣、江西、兩廣諸路，價格與標布相同。郊西龍墩布「輕細潔白」④，用來做暑襪，很受歡迎，遠方多來購買。松江棉布中極細者為飛花布，亦稱丁娘子布，也是非常著名的。
除松江外，全國各棉布產地也大多生產一些質量精良的棉布品種。如蘇州的藥斑布、刮白布、官機布、縑絲布、棋花布、斜紋布⑤，以及紫花布、鄢陵布、孝感布、咸寧大布等。
麻、毛紡織品在明代，麻、葛、毛等紡織手工業都有一定程度的發展。當時中原與東南各省是麻紡織品的主要產地。如用苧麻織成的夏布，明代多用來做暑衣和帷帳。正德以前，太倉以苧布名於時。苧布，「真色者曰腰機，漂洗者曰漂白，舉州名之，歲商賈貨入兩京、各郡邑以漁利」①。正德以後，太倉棉布生產超過麻布，但苧麻布仍有相當的產量和銷路。有些其他麻織品也很著名，如福建莆田盛產青麻布，「商賈轉販他方亦廣」②，特別是惠安，「北鎮之布行天下」③。廣東出產的蕉布與黃麻布，「嶺外所重，常以各布相易」④，新會的苧布也「甲於天下」。此外如江西贛州出產的極細的「女兒布」，廣東東莞出產的苧麻紗與蠶絲交織的「魚凍布」等，也都是質量上佳的苧麻織品。大麻在元明時期已基本上不再作為衣著原料，雖然北方一些地區的貧苦農民仍用大麻布做衣服，但其主要是用來製作繩索、麻袋等，並一直沿襲至今。
葛是我國遠古先民最早用來製作夏服的材料。但由於葛藤生長緩慢且加①李光璧：《明代手工業的發展》引《魏平府志》卷三下。
②宋應星：《天工開物·乃服》。
③葉夢珠：《閱世編》卷七。
④《古今圖書集成·職方典·松江府部·物產考》。
⑤《古今圖書集成·職方典·蘇州府部·物產考》。
①弘治《太倉州志》卷一《土產》。
②弘治《興化府志》卷十二《貨殖志》。
③何喬遠：《閩書》卷二二八《風俗志》。
④屈大均：《廣東新語》卷十五《貨語》。
工困難，因而在隋唐時逐漸為麻所取代。儘管如此，宋元以後，我國南方一些地區，特別是一些山區，仍在生產精美的葛布。如在明代廣東雷州產雷葛，其中「細滑而堅」的稱為「錦囊葛」，「為為綌者，分村而居」⑤。玉林產山葛布，據載，「粵中多產葛，惟玉林州所產者，知名最久」⑥。增城出產的「女兒葛」，出自當地特產的葛藤，其纖維「細若毫芒，視若無有」，織物細薄如「蜩蟬之翼」，卷其一端（六尺），可「出入筆管」⑦。此外如湖北黃陂的葛布也極精緻，陶允宜《黃陂葛》詩提到：「楚人種葛不種麻，男采女績爭分拿。皎如白紵輕如紗，進之內宮傳相夸」⑧。
明代毛紡織業主要集中在西北蘭州、西安等地。宋應星《天工開物·乃服》提到，當時飼養的羊有蓑衣羊（即蒙古羊，綿羊）和矞芳羊（少數民族語言譯音，山羊），前者「自徐淮以北州郡無不繁生，南方唯湖郡飼畜」，「一歲三剪毛」，「剪其毳為氈，為絨片，帽襪遍天下，胥此出焉」，「粗褐（粗毛布）亦間出此羊之身」。山羊，「內毳細軟，取織絨褐」，唐代或更早即已自西域傳來，「今蘭州獨盛，故褐之細者皆出蘭州，一日蘭絨，番語謂之孤古絨，從其初號也」。這種毛絨布質量很好，「此褐織成，揩面如絲帛滑膩」。明代毛織的氈毯，也有不少質料細密，顏色鮮明，圖案美麗的品種。除羊毛外，還有駝毛等其他毛類織品，如明代曾設陝西駝羯織造局，屢令陝、甘織造羊絨駝毼①。明神宗定陵還出土一批孔雀毛緙絲織物，另有一件緙絲龍袍，其胸部團龍補子中的龍紋部分，是用孔雀毛繞於蠶絲上織入的，這些織品，精工細作，別具光彩，格外珍貴。此外，一些少數民族地區出產的毛織品，如新疆毛毯、西藏氆氌、貴州水西彝族氈衫等，也都頗負盛名。
紡織工具的改良和織造技術的進步明代在紡織工具及織造技術方面都有所改進和創新。如繅絲工藝中徐光啟提出的「連冷盆」法，「一人執爨，以供二釜二盆之水。..二人直釜，專打絲頭。二人直盆主繅」②。這種二乘繅車五人共作的方式，不僅可將煮繭和抽絲分開，控制水溫，保證絲質，而且可節省薪柴，提高繅絲功效，「五人當六人之功」。《天工開物》所載治絲圖，繪有腳踏繅車，為一人用手索緒添緒，用腳踏動踏板，迴轉絲軖。這種繅車是當時江南通用的繅絲工具，⑤屈大均：《廣東新語》卷十五《貨語》。
⑥張萱：《疑耀》卷一《玉林葛》。
⑦李調元：《南越筆記》卷五《葛布》。
⑧姚之駰：《元明事類鈔》卷二四《衣冠門》。
①《明孝宗實錄》卷六○；《明史》卷八二《食貨志》等。
②徐光啟：《農政全書》卷三一《蠶桑》；《古今圖書集成·食貨典·蠶桑部》。比以前的手搖繅車以及二人對繅的川蜀絲車要先進，勞動生產率也較高，「窮日之力，一人可取三十兩。若包頭絲則只取二十兩，以其苗長也」①。關於繼繅絲以後進行的調絲、紡緯、整經，漿經等各道工序，其所用機具及操作方法，《天工開物》也都有簡明的記述，並附有插圖。此外《農政全書》、《便民圖纂》等著作，也介紹了一些絲紡織機具，但有些機具的名稱和結構，與《天工開物》所記略有不同。
明代最先進的絲織機是「花機」。花機是一種結構複雜的大型提花機，工匠據「花本」可織出多種多樣極為複雜的紋飾圖案。《天工開物》相當詳盡的記載了花機的結構與特點（參見本書「機械」一節引文）。其中有些部件的設計是很巧妙的，如「機架中部的疊助木，其打緯力是切向分力，且能調節力的大小，這樣可使一機多用，以擴大織物的品種範圍。花機在蘇州、杭州等地的絲織業中已得到廣泛使用，主要用來生產各種高級絲織品。
花機又稱大機，另外還有一種小機，稱為腰機。《天工開物·乃服》載，「凡織杭西、羅地等絹，輕素等綢，銀條、巾帽等紗，不必用花機，只用小機。織匠以熟皮一方置坐下，其力全在腰尻之上，故名腰機。弘治年間，福建織工林洪創製一種新型織緞機，稱為「改機」。「改機故用五層」，林洪「謂吳中多重錦，閩織不逮。遂改段機為四層，故名改機」①，這是對福州織緞機的重要改進，簡化了織機結構，提高了生產效率和產品質量。此外，明代對普通織機也有重要改進，如徐光啟曾引用晉傅玄的話：「舊機五十綜者五十躡，六十綜者六十躡。馬生者（指馬鉤），天下之名巧也，患其遺日喪巧，乃易以十二躡」，而後則指出：「今紅女織繒，惟用二躡，又為簡要。」②顯然，徐光啟所指的織機，更為操作簡便，靈巧實用。
明代棉紡織技術和生產工具也有明顯的進步。如用來除去棉籽的木棉攪車（即軋花機），軋花效率提高了三四倍。《農政全書》提到：「今之攪車，以一人當三人矣。所見句容式，一人可當四人；太倉式，兩人可當八人。」③軋花機，稱「趕車」。這種趕車是一人右手轉動曲柄，右足踏動踏板，左手餵添棉花，使用方法和工作情形與攪車大致相同。又如木棉彈弓，據《農政全書》記載是「以木為弓，蠟絲為弦」，較元代竹弓繩弦更加適用。紡車，明代通常是三繼紗錠，「凡織工能者，一手握三管，紡於鋌上」④。《物理小識》載：「（紡紗）有紡雙縷者，有一手勾三線者，松江，徽、池、合州，九江皆能之」。《農政全書》還提到：「紡車容三維，今吳下猶用之。間有容四繀者，江西樂安至容五繀。」說明在個別棉紡織業比較發達的地區，還①宋應星：《天工開物·乃服》。
①萬曆《福州府志》卷三七《食貨志》。
②徐光啟：《農政全書》卷三四《蠶桑》。
③宋應星：《天工開物·乃服》。
④宋應星：《天工開物·乃服》。
使用了四繀、五繀紡車。這種多繼腳踏紡車的出現反映了紡紗技能和生產效率的提高。但一隻手的指間僅有四處，如何放置五根棉線則是個問題，所以徐光啟也提出疑問，「更不知五繀向一手間如何安置也」⑤。
興盛發達的印染業明代染料作物的種植和染整工藝技術都有所發展。例如，宋應星指出：「凡藍五種（指茶藍、蓼藍、馬藍、吳藍、莧藍），皆可為淀」①，並對藍草的種植、造靛和染色工藝作了較全面的闡述。當時藍草的種植很廣，產量多且質量上乘者首推福建，如文獻記載，「近來出產，闖入種山皆茶藍，其數倍於諸藍。山中結箬簍，輸入舟航」②，「利市四方，謂之福建青」③，「福建而南，藍甲天下」④。其次如江西贛州，「種藍作靛，西北大賈歲一至，泛舟而下，州人頗食其利」⑤，安徽太平府產青靛，「圃人習以為業，販者多收之」⑥，浙江歸安「北鄉負廓東出蔬靛」⑦。此外，洪武時，還「置藍靛所於儀真、六合，種青藍以供染事」⑧，專門設立了官辦的染色原料供應基地。其他如紅色、黃色、綠色、黑色等植物染料，就印染工藝而言，也都有了不同程度的提高，而有些品種如染綠的藎草則因新品種的出現而逐漸被淘汰。
明代練染業的中心為蕪湖和京口，「漿染尚蕪湖」⑨，「紅不逮京口，閩人貨絲者，往往染翠紅而歸織之」⑩。松江練染業也極盛，「前明數百家布號，皆在松江，楓涇、洙涇樂業，而染家、踹房、商賈悉從之」①。松江是棉織業非常發達的城市，因此專為染坊染好的棉布進一步整理加工的踹坊也很多。
踹坊用大型踹石踹布砑光，「下置磨光石版為錄，取五色布卷木軸上，上壓大石如凹字形者，重可千斤，一人足踏其兩端，往來施轉運之，則布質⑤徐光啟：《農政全書》卷三五《木棉》。
①宋應星：《天工開物·彰施》。
②宋應星：《天工開物·彰施》。
③《閩大紀》卷一一。
④天啟《贛州府志》卷三。
⑤天啟《贛州府志》卷三。
⑥《古今圖書集成·職方典·太平府部》。
⑦《湖州府志》卷二九。
⑧《明史》卷八二《食貨志六》。
⑨宋應星：《天工開物·乃服》。
⑩王世懋：《閩部疏》。
①顧公燮：《消夏閒論摘抄》卷中。
緊薄而有光」②。蘇州機房林立，練染綢緞的染房亦不在少數。
據《天工開物·彰施》「諸色質料」篇記載，當時已能染制的顏色，共有二十六種，其中有大紅，蓮紅、桃紅、銀紅、木紅、紫色，赭黃、鵝黃、金黃、茶褐、大紅官綠、豆綠、油綠、天青、葡萄青、蛋青、翠藍、天藍、玄色、月白、草白、象牙色、藕褐、包頭青、毛青等，《天水冰山錄》所記的顏色則有三十四種，而到了清代已可配得七百零四色③。如此豐富的色譜，當然不難在紡織領域營造出一個色彩繽紛的世界。
②褚華：《木棉譜》。
③陳維稷主編：《中國紡織科學技術史》（古代部分），科學出版社1984年版，第251頁。
第四節 採礦探礦知識
關於銀礦苗，宋應星的說法是：「凡土內銀苗，或有黃色碎石，或土隙石縫有亂絲形狀，此即去礦不遠矣。」④關於煤的勘探，宋應星說：「凡煤經歷久者，從土面能辨有無之色。」
①在《庚辛玉冊》中，還記載了根據地表植物找礦的事例，書中寫道：「透山根，似蔓菁而紫，含金氣；石楊柳含銀氣；馬齒莧含汞氣；艾、蒿、粟、麥含鉛、錫之氣；酸菜、三葉酸含銅氣。」②坑采技術關於銀礦的開採，明人陸容記載：「礦匠採礦，如蟲蠹木，或深數丈，或數十丈，或數百丈，隨其淺深，斷絕方止。舊取礦，攜尖鐵及鐵錘竭力擊之，凡數十下僅得一片。今不用錘尖，惟燒爆得礦。」③同一書中，講銅的開採方法與銀的開採方法稍有不同。「采銅法，先用大片柴，不計段數，裝疊有礦之地，發火燒一夜，令礦脈柔脆。次日火氣稍歇，作匠方可入身，動錘尖采打。凡一人一日之力，可得礦二十斤，或二十四五斤。」
雲南保山瑪瑙山開採瑪瑙的舊礦井巷道「高四五尺，闊三尺，以巨木為橋圈支架於下，若橋樑之鞏，間尺余輒支架之。其入甚深，有木朽而石壓者，上透為明洞」④。這反映了明代巷道支護的情況。
關於煤的開採，《天工開物》寫道：「掘挖深至五丈許，方始見煤。初見煤端時，毒氣灼人。有將巨竹鑿去中節，尖銳其末，插入炭中，其毒煙從竹中透出，人從其下施钁拾取者，或一井而下，炭縱橫廣有，則隨其左右闊取。其上支板，以防壓崩。」①這裡講的排除井下毒氣的方法比宋代孔平仲記載的躲避法有了很大的進步，由被動躲避進步到主動排除。排除的方法就地取材，簡單易行。
④《天工開物》卷十四。
①《天工開物》卷十一。
②見《本草綱目》卷九。
③陸容：《菽園雜記》卷十四。
④《徐霞客遊記》卷十八。
①《天工開物》卷十一。
井采技術明萬曆年間（1573—1620），四川射洪縣人馬驥寫了一篇《鹽井圖說》，詳細敘述了鹽井開鑿技術②。馬驥的記載比宋人的記載詳細很多。按施工順序大致有以下幾項技術內容：（1）勘察井位；（2）開井口和準備鑽鑿工具；（3）豎井架，鑿大竅；（4）清孔及竹筒桶的用法；（5）下套管；（6）鑿小竅；（7）測量井水含鹽度；（8）樹立提鹵井架；（9）吸鹵及其機械裝置；（10）處理井場事故。從馬驥的記載中，讀者不難看出，明代鹽井鑽鑿技術在宋代卓筒井的基礎上又有較大進步③。此外，在《天工開物》中，也有井采技術的記載④，但不如馬驥記載的詳細。
②原著已佚，《蜀中廣記》卷六六及《天下郡國利病書》「蜀中方物紀」有引文。③彭久松、李芝：《〈鹽井賦〉初探》，《文物》1977年1期。
④《天工開物》卷五。
第五節 冶金礦冶業的發展
明前期礦冶業的生產規模和產量都有較大增長。如明初鐵年冶收量達到九百多萬公斤，洪武二十八年（1395）內府存鐵達一千五百多萬公斤，於是放寬限制，允許民營，稅率降到十五取一。宣德年間（1426—1435）重申原由民營的坑冶「聽民採取，不許禁約」①。明初朱元璋對那些驅使丁戶從事采冶之類勞民損民的建議，還常加訓斥與懲處，以緩和官府與百姓的矛盾。這些做法在一定程度上促進了明前期礦冶業的發展。當時，湖北大冶為最重要的鐵產地，湖廣課鐵占全國的三分之一強。廣東佛山在明中葉已成為重要冶鐵中心。有色金屬產地集中於嶺南和西南地區。銅產自四川、雲南、貴州。錫產自廣西賀縣、南丹，湖南衡陽、零陵和雲南楚雄等地。汞多產自雲南。雲南所產白銀流遍全國，如《天工開物》所說：「合八省所生，不敵雲南之半。」這些也反映了礦冶業重心南移的史實。
明代中葉，官府設冶納課，大肆搜括，引起民眾強烈反抗。正統九年（1444），福建、浙江銀課比洪武年間增加十倍，鄧茂七、葉宗留相繼起事。成化九年（1473），雲南巡按御史胡經奏稱，楚雄等地衛軍全部充任礦夫，因「煎辦不足，或典妻鬻子，賠補其數，甚至流徙逃生，嘯聚為盜」。面對這種嚴重局面，明皇朝不但不採取改善措施，反而變本加厲地加強鎮壓和搜括。弘治十三年規定，「聚眾至三十人以上，分礦至三十斤以上者，俱不問初犯再犯，問發邊衛充軍」。萬曆年間（1573—1620）派宦官到各地攤派勒索，十年間得銀三百萬兩，迫使反礦稅的鬥爭此伏彼起，遍及全國。《明史·食貨志》談及礦政積弊時說：「識者以為明亡蓋兆於此」，是有一定道理的①。鋼鐵冶煉技術明代，煉鐵豎爐及其熔煉技術有進一步發展。據朱國楨《涌幢小品》和孫承澤《春明夢余錄》記載，遵化鐵冶「鐵爐深一丈二尺，廣前二尺五寸，後二尺七寸，左右各一尺六寸，前辟數丈為出鐵之所，俱石砌，以簡千石為門，牛頭石為心，黑沙為本，石子為佐，時時施下，用炭火，置二鞴扇之，得鐵日可四次。妙在石子產於水門口，色間紅白，略似桃花，大者如斛，小者如拳，搗而碎之，以投於炎，則化而為水。石心若燥，沙不能下，以此投之，則其沙始銷成鐵。」這裡所說的色如桃花的石子應即瑩石，用作熔劑可①《明史》卷八二《食貨志》。
①參見《明史·食貨志》和白壽彝：《明代礦業的發展》，《歷史研究》1963年第2期。降低熔點，使爐況順行，是煉鐵技術的重要進展，文獻記載以此為最早。煉鐵所用鼓風器多為雙動作的活塞式木風箱。由於箱體結構和活門的巧妙設置，使得正、逆行程都能送風，為煉爐提供連續風流。四人拉拽的大型木風箱，風壓可達三百毫米汞柱，在當時世界上是一種先進的鼓風設備。有些鐵場還使用了機車，如屈大均《廣東新語》記載，廣州鐵場裝填礦料「率以機車從山上飛擲以入爐」，節省了勞力，提高了工效。
焦炭至遲於明代已用於煉鐵。方以智《物理小識》說：「煤則各處產之，奧者燒焙而閉之成石，再鑿而入爐曰礁，可五日不絕滅，煎礦煮石，殊為省力。」李詡《戒庵老人漫筆》說北京地區「煉焦炭，備冶鑄之用」。按木炭所含灰分只0.5—2.5％，磷分0.01—0.017％，硫甚少，可不計，並且氣孔度大，料柱透氣性好，利於熔煉操作。但由於其強度低，爐高不能超高十米，限制了高爐的發展。煤的雜質多，煉鐵時須加大造渣量，兼以熱穩定性差，易使爐況不順，所得生鐵含硫量高，質較次。焦炭在製備時經過蒸餾，除去大部分揮發物，強度大，發熱量高，為豎爐煉鐵的理想燃料。英國於公元1709年由阿拉伯罕·達比創用焦炭煉鐵，其後豎爐高度迅速超過十米以上。所以，明代發明煉焦並用於煉鐵生產，是有重要意義的。
隋唐以後，炒鐵是從生鐵製備熟鐵的幾乎是惟一的方法，因而在制鋼術中具有極重要的地位。明代的炒鐵爐有地爐、反射爐和生熟煉鐵爐三種。與簡陋的地爐相比較，反射式炒鐵爐較為先進。它的燃燒室與熔池分設，以減少灰分與雜質的混入，可用煤作燃料。
生熟煉鐵爐見於《天工開物·五金》篇：「若造熟鐵則生鐵流出時，相連數尺內低下數寸，築一方塘，短牆抵之。其鐵流入塘內，數人執持柳木棍排立牆上，先以污潮泥曬乾，舂篩細羅如面，一人疾手撒■，眾人柳棍疾攪，即時炒成熟鐵。其柳棍每炒一次，燒折二三寸，再用，則又更之。炒過稍冷之時，或有就塘內斬劃成方塊者，或有提出揮椎打圓後貨者。」這種將煉鐵爐和炒鐵爐串聯使用，以提高生產效率，減少能耗的做法，在工藝思想上是很先進的。方以智《物理小識》卷七於此有相似記載：「凡鐵爐用鹽和泥造成。出爐未炒為生鐵，既炒則熟，生熟相煉則鋼。尤溪毛鐵，生也。豆腐鐵，熟也。熔流時又作方塘留之，灑干泥灰而持柳棍疾攪，則熟矣。」這種攪煉製熟鐵的工藝，於近代仍在四川、雲南等地使用。
灌鋼在各種傳統制鋼術中最為重要。唐順之《武編》說：「熟鋼無出處，以生鐵合熟鐵煉成，或以熟鐵片夾廣鐵鍋，塗泥入火而團之，或以生鐵與熟鐵並鑄，待其極熟，生鐵欲流，則以生鐵置熟鐵上，擦而入之。」這裡所說的前一種方法，與宋代沈括《夢溪筆談》所述相似，但把屈盤的熟鐵改為鐵片，可增加生、熟鐵的接觸面積，有利於造渣和碳分的擴散與勻化，此法又見於《天工開物》和《物理小識》。後一種方法亦即清代至近代仍盛行於江蘇、安徽、湖北、湖南、四川、福建等地的「抹鋼」和「蘇鋼」。有學者曾於四十年代在重慶作實地考察，認為通過生鐵液滴對料鐵的滲淋，有助於造渣和使鐵淨化，與現代白林煉鋼法的原理相近①。
金屬鋅的冶煉和黃銅的應用鋅的古稱為倭鉛。它的冶煉工藝在古代文獻中僅見於《天工開物·五金》篇。原文稱：「凡『倭鉛』古書本無之，乃近世所立名色。其質用爐甘石（碳酸鋅ZnCO3）熬煉而成，繁產山西太行山一帶，而荊衡為次之。每爐甘石十斤，裝載入一泥罐內，封裹泥固，以漸砑干，勿使見火拆裂。然後逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發火煅紅。罐中爐甘石熔化成團。冷定毀罐取出，每十耗去其二，即倭鉛也。」
按鋅的沸點僅907℃，而氧化鋅的還原溫度為904℃，二者非常接近，因此必須用冷凝裝置予以回收，才能得到單質鋅。這是煉鋅的困難所在，也是《天工開物》所未詳明的。根據近年一些學者的實地考察，得知貴州赫章傳統煉鋅工藝所用鋅鉛礦，其主要礦物組成為菱鋅礦（ZnCO3），間有異極礦（H2ZnSiO5）和硫酸鋅礦（ZnSO4）等，蒸餾罐用耐火泥加熟料製成、上部特做出回收鋅蒸汽的斗殼。長方形的坩堝爐內一次可放蒸餾罐一百二十個。罐內盛以碎礦和煤。放入爐內後，點火，鋅礦石在高溫下被還原，凝集於斗殼底部。所得鋅塊純度約為97—98.7％，生產周期約一晝夜。
印度的煉鋅技術早於中國。它的蒸餾罐為倒置，罐頸細長，穿過隔板下伸而起到冷凝器的作用，使鋅凝集於下方的容器中。據此可知，印度的傳統煉鋅術是採用下冷凝式，中國則使用上冷凝式，其技術淵源不同，屬於兩種工藝體系，有可能是各自獨立發明的。鋅在十六世紀傳入歐洲。據埃契森稱，1745年有一批鋅錠從廣州運往瑞典，貨船沉沒於哥德堡港。1842年左右，部分錠材被打撈出來，證實其為純度98.99的鋅錠。英國於1738年用下冷凝式煉鋅，可能是受到印度煉鋅術的影響。但中國鋅錠的長期出口，無疑也對歐洲煉鋅業的興起產生著推動作用。
黃銅是銅和鋅的合金。明自嘉靖時開始大量鑄錢，《明會典》載：「嘉靖中則例，通寶錢六百萬文合用二火黃銅四萬七千二百七十二斤」，「嘉靖三十二年，鑄洪武至正德九號錢，每號百萬錠，每錠五千文；嘉靖錢千萬錠，每錠五千文」。可見黃銅用量之大。先前多用爐甘石點化紅銅得到黃銅。如清初顧祖禹《讀史方輿紀要》載：「寧州水角甸山，在州東百三十里，地名備錄村，產蘆（爐）甘石，舊封閉。嘉靖中，開局鑄錢，取以入銅，自是復啟。」但這種方法存在一些問題。如《天工開物·五金》載：「後人因爐甘石煙洪飛損，改用倭鉛。每紅銅六斤，入倭鉛四斤，先後入罐熔化。冷定取出，即成黃銅，唯人打造。」又載：「凡鑄器，低者紅銅、倭鉛均平分兩，①周志宏：《中國早期鋼鐵冶煉技術上創造的成就》，《科學通報》1965年第2期。甚至鉛六銅四；高者名三火黃銅、四火熟銅，則銅七而鉛三也。」有學者據明嘉靖年間成書的《三元大丹秘苑真旨》所述福建出產「白氣倭鉛」，河南出產「青氣倭鉛」，山西出產「黃氣倭鉛」，認為《宣德鼎彝語》所載「倭源白水鉛」和「倭源黑水鉛」為中國自產的金屬鋅①。還有人對明代錢幣作了測試，發現天啟後的錢幣含鎘量有明顯增大，認為系蒸餾法煉鋅所致，據此可將中國以單質鋅配製黃銅用以鑄錢的時間定在天啟元年（1621）②。當然這還需要進一步尋找證據，但由此可見，銅鋅合金的配製與使用逐漸進入成熟階段，且廣泛用於錢幣和各種器件的鑄造與鍛制。這在冶金史上是具有重要意義的。
大型金屬鑄件1.蘭州鐵柱。明洪武五年到九年（1372—1376）造。供黃河浮橋縛系鐵纜之用，南北岸各立兩根。現存兩根柱長6.3米，直徑0.6米，重約14噸。2.永樂大鐘。鑄於明永樂十八年（1420）前後，現存北京大鐘寺。高近7米，口徑33米，重約46噸。鐘體內外鑄有經文22萬餘字。大鐘合金成份為：銅80.54％、錫16.4％、鋁1.12％，鐘體鑄型由七段鑄范和泥芯組成，蒲牢先鑄，於澆鑄鐘體時鑄接成一件，澆注用槽注法①。
3.武當山金殿。位於武當山主峰天柱峰巔，建於明永樂十四年（1416），為現存最大的銅建築物。重檐廡，殿式仿木結構，高5.5米，寬5.8米，進深42米，全部用銅構件由榫卯裝配而成。
除正面門扇外，構件表面均鎏金。類似的銅建築物有北京萬壽山銅殿、五台山銅殿、昆明銅殿等。
這些大型金屬鑄件，在鑄造技術和生產規模方面，都可說是領先於世界的。
①趙匡華：《中國歷代「黃銅」考釋》，《自然科學史研究》1987年第4期。②周衛榮：《中國古代使用單質鋅黃銅的實驗證據》，《自然科學史研究》1994年第1期。①朱彝尊：《日下舊聞考》；吳長元：《宸垣識余》；夏明明：《明永樂大鐘》，《北京考古與文物》1982年。
第六節 機械
明代前期，我國機械工程技術依然保持著較高的水平，這集中地反映於宋應星所撰《天工開物》中有《乃粒》、《粹精》、《甘嗜》、《膏液》、《乃服》、《冶鑄》、《錘鍛》、《舟車》、《佳兵》諸篇有關各類機械、機械製造工藝的記述中。諸如以性能良好，功效卓越著稱的連機水碓和活塞式風箱；失蠟鑄造、鍛焊、生鐵淋口、滲碳熱處理等先進而實用的技藝，都在中國古代機械發明史上占有重要的地位。又如造糖車（即雙輥式壓榨機）和利用尖劈原理工作的油榨，以其構造簡單、效率較高且堅牢可靠，直至近代仍廣為使用。
《天工開物》所載紡織機械中的繅車和趕車（雙輥式脫棉機械）也都很有特色，在促進紡織業發展中起著重要作用。特別是其中的提花機為古文獻中最具體完整的記載，原文稱：「凡花機通身度長一丈六尺，隆起花樓，中托衢盤，下垂衢腳。..提花小廝坐花樓架木上。機末以的槓卷絲，中用疊肋木兩枝，直穿二木，約四尺長，其尖插於筘兩頭。」著名的雲錦、蜀錦都是用這類花機織成的。在提花技術中，結花本尤為複雜，起著關鍵的作用。通過結花本，使成千上萬根經線，按設計圖案的要求，有規則地交互上下提綜，幾十種結線有序地橫穿排列，從而構成一整套花紋記憶裝置。結好花本，上機起織，織工和挽花工相互配合，就能織出合乎設計要求的複雜圖案與紋飾。這在技術思想上是非常卓越的，其進一步發展便是其後出現的打孔操作以及現代的程序控制。
明初詹希元所創五輪沙漏，見於《明史·天文志》：「［詹希元］以水漏至嚴寒水凍輒不能行，故以沙代水。然沙行太疾，未協天運，乃以斗輪之外復加四輪，輪皆三十六齒。」在宋濂《宋學士文集·五輪沙漏銘》一文中，對沙漏的形制、輪系的配製有更詳細的記載。《明史·天文志》又載：「厥後周述學病其竅太小而沙易堙，乃更制為六輪。其五輪悉三十齒，而微裕其竅，運行始與晷協。」周述學對五輪沙漏做了改進。以沙代替水作為傳遞運動的介質，這一構思頗為巧妙，而其齒輪系的結構方式也已和其後的西洋時鐘輪系相近似。
明代中葉以後，隨著近代科學技術在西方的興起，以達·芬奇（LeonardodaVinci，1452—1519）等人為代表，在機械設計及工程應用等方面，已明顯突破傳統從而使中國傳統機械工程技術相形見絀。在此期間，一些有識之士開始向西方的先進科學技術學習。在機械工程方面，徐光啟於萬曆四十年（1612）與傳教士熊三拔（S.deUrsis）合譯《泰西水法》一書，介紹西洋水利工程作法與各種水利機械，可稱開風氣之先。而成就最卓著的允推王徵。他在天啟六年（1626）進京，與鄧玉函（JohannTerrenz），湯若望（J.A.S.vonBell）等傳教士交遊。在西方輸入的自鳴鐘等機械裝置的影響下，王徵曾創製虹吸、輪壺、代耕器、自轉磨等機械。其中，輪壺是以重力為動力的計時器，所設「十字微機」這一構件相當於現代鐘錶中的擒縱器，可使齒輪運轉速度變慢和防止倒轉。他還設計了自動啟閉的閘門和十矢連弩等，載於自撰的《新制諸器圖說》一書中。由鄧玉函口授，王徵筆譯並繪圖的三卷本《遠西奇器圖說》於天啟十年（1627）刊印。此書首次系統介紹了該時期西方的先進機械工程技術知識，包括曲柄連杆、鏈輪、齒輪系、蝸輪蝸杆、飛輪等機構，以及人力、畜力、風力、重力的應用等。但由於當時中國的社會情況和時勢變遷，除時鐘外，該時期傳入的西方機械及有關工程技術並未引起重視，更乏人繼續予以介紹、引進及傳播。
此外，湯若望為明末徐光啟主持修歷工作時的重要成員，曾主持製作渾儀、天球儀等天文儀器。崇禎九年（1636），他奉旨設廠鑄炮，鑄成大炮二十門，可發射重四十磅的炮彈。這些，對該時期機械工程技術的發展也起到一定的作用。
第七節 交通運輸造船與航海
1.造船業的發展。
明代前期，造船業有了很大的發展，船舶製造技術也達到歷史上的最高水平。當時南京、江蘇、浙江、江西、湖北、廣東、福建等地都設有官營大型船廠，此外各地也有不少小型的民營船場。所造船舶種類繁多，如有用於遠洋航行的大海船，近海運糧的遮洋船、海鰍船，漕運用的漕船，各種類型的戰船，以及適合於不同用途或適航於各江河湖海的巡船，快船，江漢課船，三吳浪船，東浙西安船，福建清流船、梢篷船，四川八櫓船，黃河滿篷梢船，廣東黑樓船、鹽船，黃河擺子船等①。所造船舶數量也很大，如永樂十二年（1414）鑿成會通河後，漕船成為南糧北運的主要運輸工具，每年運送漕糧達三四百萬擔，運船之數達三千艘，後又陸續增至萬艘，天順以後，「定船萬一千七百七十」②，可見所用漕船數量之多，而且這些船隻按規定還要「三年小修，六年大修，十年更造」③。這種情況明顯地反映出明代所擁有的造船能力和造船業的發達。
明代造船就船型而言主要有沙船、福船和廣船。南京和江蘇太倉等地船廠主要是造方頭方艄平底多桅篷的沙船。沙船最早出現於唐代，後不斷有所改進。這種船「底平篷高，順風直行，逆風戧走」①，安全、平穩、快捷，順風逆風均能行駛，且裝置有披水板（腰舵）、梗水木和太平籃等，穩定性和適航性都很好，是一種性能優良的船型，不僅用作漕船、戰船，而且也常作遠洋航行的海船。福建所造福船，底尖上闊，首昂尾高，船體有上下四層，最上層兩側有護板，可憑以戰，矢石火器皆俯發。這種船吃水深，轉向靈活，乘風破浪速度快，適於在狹窄或多礁石的航道中航行，是一種性能良好的戰船。廣東所造廣船，頭尖體長，梁拱較小，兩旁搭架搖櫓風篷俱與福船不同。但其吃水較深，結構堅固，有較好的續航能力，也是我國古代南海航線上的一種重要船型。此外，明代也有人試圖建造新型船舶，如唐順之曾議造定波船，這種船底似沙船可涉淺水，面似福船便於攻防，盧崇俊造靜江龍舡，則是一種有八輪的車船。
明代造船已經有一套成熟的工藝流程。如當時規模最大的南京龍江船廠，占地廣闊，有巨大的船塢，船造成後，可直接在長江下水。廠內分工細緻明確，除主要的船體製造場所外，還附設有艌、鐵、篷、索、纜、細木、①沈■：《南船記》；宋應星：《天工開物》卷九《舟車》。
②《明史》卷七九《食貨志三》。
③《明史》卷七九《食貨志三》。
①何汝賓：《兵錄》。
油漆等八九個作坊②。沈■《南船記》相當詳盡地記述了各類船舶的構件及器具的名稱、尺寸、工料定額和修造規定等，並附有船圖。這部著作，「圖之形像以便效法，析之度數以便量材，條之因革以便考信，別之章程以便計功」③，是關於中國古代造船技術的一部難得的重要文獻。宋應星《天工開物·舟車》對漕船、海船等的形制和造法也有較詳細的描述。南京寶船廠承造的鄭和下西洋所乘寶船，則可作為明代造船技術成就的突出代表。
2.鄭和寶船。
自永樂三年（1405）至宣德八年（1433）二十八年間，明廷曾命三保太監鄭和率領船隊先後七次出使西洋。西洋，在南宋至明末清初泛指南海以西（約東經110°以西）海域及沿海地區，大致為現在的南洋群島和印度洋一帶。鄭和率領船隊泛越南海，橫渡印度洋，遠達非洲東海岸，遍訪東南亞、南亞、阿拉伯、東非和北非「凡三十餘國」①，「涉滄溟十萬餘里」②。這是中國航海史和世界航海史上的空前壯舉，是中國對外關係史上的重大事件，同時也充分顯示了中國古代造船技術和航海技術的先進水平。關於鄭和其人其事，本卷下冊別有傳。
據《明史》、《太倉州志》等現有文獻記載，鄭和第一次下西洋的船隊規模是最大的，計有各類人員兩萬七千八百餘人，分乘寶船及各種輔助船隻共二百零八艘。其中大型海船稱為寶船，有六十二艘。
鄭和寶船的船型與結構，因有關資料曾被毀棄，迄今尚難確定，多認為應是方頭平底的大型沙船，船體龐大，帆多桅多，大者長四十四丈（約合150.5米），寬十八丈（約合61.6米）③，張十二帆④，「體勢巍然，巨無與敵」⑤，甚至篷帆錨舵也「非二三百人莫能舉動」⑥。1957年在南京下關寶船廠舊址曾出土一件木製巨型舵杆，長達11.07米，現藏中國歷史博物館。舵杆如此之巨，寶船的規模也就可想而知了。有學者根據對寶船長寬比例及適航性能的分析，認為文獻所載「廣十八丈」為「廣於八丈」之誤，但正史、家乘均有大致相同的記載，所以究竟何者為是，尚有待更深入的研究。建造這樣大型的船隻，要有相應的船塢，還要採取一些特殊的技術措施，如龍骨加長，龍骨接頭比一般規定要高，需要設法使接頭避開桅位，以保證船體主體結構的安全；兩側的大■也要相應增多，以增加縱向強度；用堅牢可靠的水密隔②《龍江船廠志》。
③沈■：《南船記》。
①《明史》卷三○四《鄭和傳》。
②宣德六年（1431）鄭和在福建長樂南山寺所立《天妃之神靈應記》碑。③《明史·鄭和傳》載「造大舶，修四十四丈、廣十八丈者六十二」。
④費信：《星槎勝覽》。
⑤鞏珍：《西洋番國志》。
⑥鞏珍：《西洋番國志》。
艙，以提高船體的抗沉性能等。鄭和寶船是明代造船能力和先進技術水平的重要標誌。
3.鄭和航海圖。
我國航海技術，在明初仍保持著世界先進水平。鄭和遠航的成功，不僅與先進的造船技術有關，而且與當時先進的航海技術也是分不開的。先進技術包括導航工具、掌握航向和有效利用風力的技術手段，以及準確的針路記載和海圖繪製等等。
羅盤是海上航行最重要的儀器。鄭和下西洋時，寶船上設有專門放置羅盤的針房，選派最有航海經驗的人為大長，根據羅盤、針路和海圖掌握航向。同時還派有專人負責用牽星板觀測北極星、華蓋星或其他方位星，以確定船舶夜間航行時所在的地理緯度。此外，還有簡便易行的計算航速和航程的計程法，測量海水深度的測深器等。如當時在航海上把一晝夜分為十更，多用燃香以計量時間。已知船舶長度，再把木片從船頭投入海中，測量木片到達航尾所用的時間，前者除以後者即可求得航速，航速再乘以航行時間即可求知航程。據研究，當時船的航行速度，一般是一更六十里。測深器則是用長繩繫結鐵器以測水深兼以了解海底情形的器具。
明代茅元儀《武備志》卷二四○所收鄭和下西洋繪製的航海地圖，名為「自寶船廠開船從龍江關出水直抵外國諸番圖」，現通稱「鄭和航海圖」，是世界上極負盛名的中國古代航海圖。鄭和航海圖有四十面，二十圖，可合為一長卷。圖上繪有航途沿岸國度、地形、山脈和特殊標誌以及所經島嶼、礁石、淺灘等，尤其是比較詳細地註明針位、牽星記錄、水深和航路，如其所標針路記有開船地點、航向、航程和停泊處所等。由此可見鄭和航海圖的內容是相當豐富和完備的，並且具有很高的實用價值，它在東西交通史和航海史上占有非常重要的地位。
陸上交通運輸工具宋應星在《天工開物》卷九《舟車》中指出：「四海之內，南資舟而北資車，梯航萬國，能使帝京元氣充然。」就是說，在國內，南方用船而北方用車，人們憑藉車船，翻山越海，貿易往來，才使得京都繁榮起來。各種形制和用途的車輛一直是中國古代最主要的和應用最廣泛的陸上交通運輸工具。據《天工開物》所載，明代有雙輪和四輪騾車，其中四輪大車，可載重五十石，騾馬多達十二掛，少的也有八掛，雙輪騾車則和近代北方通用的大車大致相同。此外還有裝運糧草的牛車，盛行於山西，用牛拉的轎車，盛行於河南。獨輪車，又稱手推車、二把手、羊角車及江州車子等，據傳為諸葛亮木牛流馬的遺制。有的獨輪車上部為平面，有的則裝有立架。明代北方的獨轅車，人推其後，驢曳其前，可載貨四五石，亦可乘人，南方獨輪推車則僅由人推，可載貨兩石。明代車輛種類很多，難以枚舉，所以，《天工開物》僅對其作了簡略的介紹。
晚明時期的王徵，是一位對中國和西方機械都很有興趣的學者。
他不僅研究過木牛流馬，而且在《新制諸器圖說》中提到他還曾研製一種「自行車」，並製成「能自行三丈」的小樣。「自行車」是利用所載貨物重力，通過齒輪系，驅動車輪旋轉。他推測「若作大者，可行三里」。這種「自行車」，在機構上是說得通的，但需要不斷提升作為動力源的重物，因此實際上恐怕難以應用，而其創意則無疑是很新穎的。
第八節 兵器
明代是兵器製造技術大發展的時期。明朝統治者非常重視兵器，特別是火器的生產、研製和應用，並用以裝備軍隊。如明成祖創建的神機營，與當時五軍營、三千營合稱京軍三大營，內衛京師，外備征戰，就是一支完全用火槍火炮裝備起來的機動部隊。
明代的火器，不僅種類繁多①，質量也不斷提高。其中尤以管形火器發展很快，如由簡單的火銃發展到各種類型的火槍和巨炮，由單管單發發展到多管連發，還創製或改進了較先進的槍炮瞄準裝置和擊發裝置等。管形火器取得發展後，逐漸取代了一部分傳統的拋石機和弓弩，使冷兵器和火器在軍隊裝備中的比例開始發生帶有根本性的變化。另一方面，由於當時火器的結構和性能還不完善，製造能力也很有限，不足以完全取代冷兵器，因此明代的冷兵器也有所進展，出現了一些新的創造發明。
明初的管形火器，通常稱做槍、銃、炮，爆炸性火器也常常稱做炮，在名稱上並沒有嚴格的區分。有些大型火炮，還尊稱將軍，如大將軍、二將軍、奪門將軍等。管形火器一般由鐵或銅鑄成圓筒形，口徑較大，身管較短，火藥由炮口裝填，用火繩發火，發射石彈、鉛彈和箭等。這時的火器還存在很多缺點，如裝填及發射緩慢費時，且射程不遠；體形笨重，不便於機動作戰；沒有刺刀之類的裝置，火器手缺少近戰和自衛能力；沒有瞄準裝置，命中率很低等。為了克服這些缺點，明中葉以後，一些火器研製家曾對這類火器做過許多改進。如英宗正統十四年（1449）造兩頭銃，可旋轉連放，後來又創製出夾把銃、二眼銃至十眼銃等多管或多節銃。這類新型火銃可以單放、齊放或連放，部分地解決了裝填及射擊速度慢的問題。代宗景泰元年（1450），根據遼東戍軍的建議，曾將手把銃的木柄，增長為七尺，並安上矛頭，這樣在手銃施放後可用以與敵進行格鬥。後來還制有子母銃、劍槍、銃棍等。這種使火器和冷兵器相結合的設計，加強了士兵在短兵相搏時的主動性和自衛手段。嘉靖二十五年（1546）曾製造一種百出先鋒炮，上面有銳鋒，如戈形，長六寸，亦可像冷兵器的鐵槍一樣使用。上面提到的手把銃、子母銃、百出先鋒炮等，可說是近代安裝制式槍刺的先聲。為了減輕重量，以利於野戰，景泰四年（1453）曾將永樂時造的三十四斤大銃，改為重八斤的小銃，嘉靖時又造出一種千里銃，平時懸掛於腰間，遇敵舉手可放，更為輕便。另外，明中葉以後，部分火炮的炮彈，已由實心彈改進為爆炸彈，《武備志》所載八面旋風吐霧轟雷炮、飛濛炮、龍雲霹靂猛火炮、毒霧神煙炮等，都是發射爆炸彈，以炮彈的碎片或噴出的毒火、毒煙殺傷敵人，大大提高了火炮的威力。
①《明史》卷九二《兵志四》載：「明置兵仗、軍器二局，分造火器」，造有將軍炮、神機炮、佛郎機炮、手把銅鐵銃、無敵手銃、鳥嘴銃、雙頭鐵槍、快槍等數十種。
自十六世紀以後，中國的各種火器，不僅在原有基礎上繼續發展，而且傳入了一些外國火器，並經過仿製和創新，豐富了中國火器的品種，改進了火器的效能。明代由外國傳入的火器中，具有較大影響的是佛郎機炮和鳥嘴銃。「佛郎機」是當時對歐洲人的泛稱。正德十二年（1517）葡萄牙使臣乘艦船到達廣州，明朝官員在葡船上初次見到佛郎機炮。嘉靖元年（1522），五艘葡萄牙艦船停泊珠江口外並侵犯廣東新會。經過激戰，中方獲勝，繳獲艦炮二十餘門，於是佛郎機炮「始得而傳之」，「其銃以鐵為之，長五六尺，巨腹長頸，腹有長孔。以小銃五個，輪流貯藥，安入腹中放之。銃外又以鐵箍，以防決裂。海船舷下，每邊置四五個，於船艙內暗放之」①。《明史》記載：「白沙巡檢何儒得其制，以銅為之，長五六尺，大者重千餘斤，小者百五十斤，巨腹長頸，腹有修孔。以子銃五枚，貯藥置腹中，發及百餘丈，最利水戰。駕以蜈蚣船，所擊輒糜碎。」②這種炮具有裝填便利、發射速度快和裝有瞄準具等優點，其構造與性能確實要比明朝原有火炮先進。嘉靖二年（1523），明朝由何儒負責在南京仿製成功佛郎機炮，此後，其他管形火器也陸續鑒此作了改進。鳥銃亦稱鳥嘴銃，是一種用火繩點火發射彈丸的單兵槍。嘉靖二十七年（1548）在東南沿海平倭寇的戰鬥中繳獲了經日本改進的鳥銃，並仿製成功。《武備志》論述鳥銃與過去火銃不同的地方是，侵徹力強，命中精度好。它的缺點是，用火繩發火，遇風雨不便使用，又沒有刺刀，「執空銃與敵角必無辜」。神宗萬曆二十六年（1598），趙士禎仿製的嚕密銃也是一種單管火繩槍，但較鳥銃又有進步，除槍體輕便和改進了發火裝置外，銃尾部還裝有鋼刃，近戰可作斬馬刀用。趙士禎，字常吉，號後湖，浙江樂清人，約生於嘉靖三十一年（1552），約卒於萬曆三十九年（1611），曾任鴻臚寺主簿，中書舍人，是明代著名的火器研製家，撰有《神器譜》，《續神器譜》、《神器譜或問》等。他不僅研究、仿製而且創造了不少火器，如掣電銃和迅雷銃，均能連續發射，迅雷銃已近似近代多管式機關槍。此外，在十七世紀初還對鳥銃加以改進，創製了燧石槍。畢懋康在其所著《軍器圖說》中將燧石槍稱為自生火銃。據說這種槍的優點在於「風雨不飄濕，緩急皆可應手」。天啟至崇禎年間，徐光啟、李之藻、孫元化和焦勖等，積極學習和仿效西方火器理論和技術，聘請西方技術人員和工匠來華工作，培養中國鑄炮工匠，因而提高了研製西方火器的主動性、自覺性和科學性，並仿製出紅夷炮等威力強大的火器。焦勖《火攻挈要》、孫元化《西法神機》、畢懋康《軍器圖說》等都是較全面介紹西方火器科學技術並在明末清初的火器製造方面產生很大影響的重要著作。
在管形火器發展的同時，明代其他火器，也有很大進步，出現了許多傑出的發明創造。這一方面值得特別提出的是火箭的發展已經達到相當高的水①鄭若曾：《籌海圖編》卷一三《佛郎機式》。
②《明史》卷九二《兵志四》。
平。宋元火箭，是把火藥包紮起來，捆綁在箭杆上，點燃後用弓弩射出去。這種火箭主要是利用火藥燃燒作用。後來，人們進一步認識到火藥燃氣向後噴射的反衝力，可以推動物體前進，於是應用這個原理造成了一些新型火箭。在明代，不僅弓弩火藥箭有所改進，而且利用噴射作用的火箭也有了更大的發展。茅元儀《武備志》等明代的文獻對此有很多精彩的記述。茅元儀，字止生，號石民，浙江歸安（今湖州市）人，約生於隆慶四年（1570），卒於崇禎十年（1637），曾任廣西兵備僉事，北直隸大名兵備副使，吏部主事等官職，博學多才，文武兼備，是晚明時期一位傑出的軍事將領和火器專家。所著《武備志》二百四十卷，引歷代兵書兩千餘種，其中《軍資乘》火攻篇《火器圖說》，系統總結了中國的火藥、火器技術，可以說是關於中國火藥火器的集大成之作。根據《武備志》和其他一些文獻記載，明代的火箭主要有以下幾方面的成就：1.火箭的式樣增多。它的箭頭不只是普通的箭頭形狀，更有刀形箭頭、槍形箭頭、劍形箭頭、燕尾形箭頭等，名為飛刀箭、飛槍箭、飛劍箭及燕尾箭等。
2.同時發出的箭數增多。《續文獻通考》引《明會典》提到，明初兵仗局曾造「一窩蜂」、「神機箭」。《明史稿》載：「天順八年（1464），延綏參將房能言麓川破敵，用火器曰九龍筒，一線然則九箭齊發。」《武備志》載：「木桶箭貯神機箭三十二枚，名曰一窩蜂」，可射三百步，「總線一燃，眾矢齊發。勢若雷霆之擊，莫敢當其鋒者」。
3.二級火箭的雛形。《武備志》卷一二九載有一種叫做「飛空砂筒」的武器，「飛空砂筒制度不一」，一般用河內流出細沙，亦可用特製的石砂。「每斗用藥一升，炒過聽用。銃用薄竹片為身。外起火二筒，交口顛倒縛之。..前筒口向後，後筒口向前，為來去之法。前用爆竹一個，長七寸，徑七分，置前筒頭上，藥透於起火筒內。外用夾紙三五層作圈，連起火粘為一處。爆竹外圈裝前制過砂，封糊嚴密。頂上用薄倒須槍。如在陸地不用。放時先點向前起火，用大茅竹作溜子，照敵放去。刺彼篷上，彼必齊救，信至爆烈，砂落傷目無救。向後起火發動，退回本營。敵人莫識。」這可說是一種返回式火箭。儘管它實際上還不可能有理想的返回效果，但在設計思想和技術實踐上已經是一種二級火箭了。《武備志》還載有一種叫做「火龍出水」的火箭。其構造是用毛竹製成箭筒，作為龍身，前後安裝木雕的龍首龍尾。龍腹內裝有數支神機火箭，身外縛有四支起飛用的火箭筒。外縛火箭筒點燃後，推動火龍出水飛行，然後引燃腹內火線，再發射神機火箭，飛向目標。這也是一種二級火箭。二級火箭的創製，是我國明代火箭技術一大成就，也是現代多級火箭的先聲。
4.導彈的雛形。施永圖《武備心略》上記載了一種震天飛炮的火器：「其炮徑三寸五分，用篾編造。中用紙捍一筒，長三寸，內裝送藥。筒上安發藥，神煙藥線接著送藥。外以紙糊十數層，兩旁插鳳翅兩扇。順風點信，飛入賊營，藥發亂擊，身焦目瞎」，「其腹藏稜角數枚，一炮角發，釘人身上。其尖上加蘸虎藥」。同書所載的「神火飛鴉」：「用蔑為之，照今人清明時所放紙鷂之式，或八角、或圓、或鷂，中藏毒火毒煙等。下系四支火箭。藥信上結線香一段，香盡信燃，線斷鷂落，火焰齊發。燒營焚船之妙著。」《火龍神器陣法》，《武備志》上也有類似的記載，《武備志》稱之為「飛空擊賊震天雷炮」。就設法控制飛行方向和飛行穩定性而言，這也許可說是導彈的雛形。
5.航空的嘗試。美國科學家齊姆（H.S.Zim）在所著《火箭與噴射》（RocketsandJets）一書中，記述了一個重要的發明故事：「約當十四世紀之末，有一位中國的官吏名叫萬戶（WanHoo，可能是官名，外國人誤為人名），他在一個坐椅的背後，裝上四十七個當時他可能買到的最大的火箭。他把自己捆在椅子的前邊，兩隻手各拿著一個大風箏，然後叫他的僕人用火同時把這四十七個大火箭點著。他的目的是想借著火箭向前推進的力量，加上風箏上升的力量飛向前方。」①試驗結果當然是失敗了。但是這位萬戶的想法是很先進的，可以說與現代噴氣式飛機的飛行、航天飛機和宇宙飛船的升空在原理上是一致的。所以齊姆稱他是「第一個企圖使用火箭作運輸工具的人」，又稱他是「第一次企圖利用火箭作飛行的人」。萬戶是最早甘冒風險，敢於為人類航空航天事業獻身的先驅者，是一位可敬的英雄。為了紀念他，現代科學家已用「萬戶」命名了月球背面的一個環形山。
明代還創製了地雷、水雷和定時炸彈等新型的爆炸性火器。如嘉靖年間（1522—1566），曾銑發明了一種能自動爆炸的地雷。《淵鑒類函》引《兵略纂聞》：「曾銑在邊又制地雷，穴地丈許，櫃藥於中，以石滿覆，更覆以砂，令與地平。伏火於下，可以經日。系其發機於地面。過著蹴機，則火墜藥發，石飛墜殺人。敵驚以為神。」此後又相繼發明了各種樣式的地雷，如《武備志》中就載有炸炮、自犯炮、伏地沖天雷、無敵地雷炮、萬彈地雷炮等十多種。其中無敵地雷炮用生鐵鑄造，形如圓球，大者可裝火藥三至五斗，用堅木封住雷口，並用竹竿由雷中引出火線，埋設於敵方必經之路。待敵進入雷區時，即點燃火線，將地雷引爆，藉以殺傷敵人。炸炮是用生鐵鑄造的踏髮式地雷，大小如碗，還附有一種自動的鋼輪發火裝置。曾銑在西北守邊，戚繼光薊鎮練兵和守衛長城，都曾大量使用地雷。《熹宗實錄》載：天啟二年（1622）六月，遼東經略王在晉，「擺設空營大炮，最稱便捷。不用火然藥線。虜馬觸機，火即噴爇，賊不及避」。在防禦和作戰中，巧妙地使用地雷，可收到很好的效果。
萬曆時的水底龍王炮，是一種用熟鐵為殼，定時爆炸的球形水雷。重四至六斤，內裝火藥五至十升。雷口插有信香、外殼包有牛脬製成的浮囊，並用羊腸作為通氣管通向水面浮筏，以防信香窒滅。施用時在水中順流漂放，①劉仙洲：《中國機械工程發明史》，科學出版社1962年版。
待接觸敵船，信香燃盡後自行引爆①。宋應星《天工開物·佳兵》載：「混江龍：漆固皮囊裹炮，沉於水底。岸上帶索引機。囊中懸吊火石、火鐮。索機一動，其中自發。敵舟行過，遇之則敗。」明代發明的這類能自動爆炸的水雷，如「混江龍」，宋應星評論說：「然此終痴物也」，在實際作戰中，恐未得到廣泛的運用。
《淵鑒類函》引《兵略纂聞》：「曾銑在邊，置慢炮法。炮圓如斗，中藏機巧，火線至一二時才發，外以五彩飾之。敵拾得者，駭為異物，聚觀傳玩者牆擁。須臾藥發，死傷甚眾。」《續通典》也有同樣的記載。這是曾銑發明的一種巧妙的也是最早的定時炸彈。
由於火器的發展，明代軍隊如水兵營、步兵營、騎兵營、車營等都加強了火器的配備，拋石機等逐漸被管形火器所取代，但總的來說，冷兵器仍占相當大的比重，並且無論射遠或近戰，還是格鬥或護體所用的兵器，都有一定程度的進步。如長兵器中，槍和長柄刀的形制較宋代簡化，更加輕便適用。另外，還創製了許多雜式長兵器，如钂鈀、馬叉、狼筅等。短兵器中的刀，有些在形制上吸取了日本刀的優點，並按步兵、騎兵、刀牌手的特點和戰鬥要求加以改進，製成各種長刀、短刀和腰刀等。明代的防衛武器，也有所改進與發展，如鎧甲改為棉製，減輕了士卒的負荷，盾牌除與長、短兵器並用的以外，還發明了一些能與火器並用的，如虎頭火牌、無敵神牌等大型盾牌，用來掩護施放火銃和火箭。此外，自明英宗正統十二年（1447），總兵朱冕創議用「火車備戰」以後，直到明末，先後曾試造多種多樣的戰車，如偏廂車、雙輪戰車、雷火車、木火獸、萬全車、火櫃攻敵車、塞門架器車等。其中除用於安營時作掩護或堵塞城門缺口者外，主要是火攻戰車，車上裝有火箭、火銃等火器，初步做到了火力、防護力和機動力三者的結合，展現了陸戰武器設計的新方向。但由於當時火器水平有限，物料也不夠堅固，人力、畜力推挽的車輛還要受到地形和道路條件的限制，所以這類戰車在實戰中往往收效不大，還未得到廣泛的運用。
①王兆春：《中國火器史》，軍事科學出版社1991年版，第178頁。
第九節 造紙
元代的造紙技術，總的來說進展不大，所造紙張崇尚樸素和實用，因此，除明仁殿、瑞本堂等有限的幾種名貴加工紙外，沒有太多的創新。到了明代，隨著經濟和文化的發展，尤其是印刷業對紙張的大量需求，造紙業也相應有了發展。當時，不僅政府在各主要紙產地設局造紙，抄造寶鈔用紙，票據和公文用紙，以及各種精美的官箋，而且民營槽坊也大為增多，遍布全國各地，尤以江西鉛山、永豐、上饒，福建建陽、順昌，浙江常山、開化、餘杭，安徽歙縣、休寧、貴池，四川眉山、夾江等地的紙業更為興旺發達。有些槽坊已具有較大的生產規模，如據記載，萬曆二十八年（1600），鉛山的石塘、陳坊等鎮，「紙廠槽戶不下三千餘戶，每戶幫工不下一二十人」①。同時還有了較細緻的分工，如「每槽四人，扶頭一人，舂礁一人，檢擇一人，焙乾一人」②等，這種生產規模和雇用工人的生產方式，已經突破了一般家庭副業的範圍。
明代造紙原料主要有竹、楮皮、桑皮、麻、稻草等。竹紙生產發展最快，已躍居全國紙業前列，其中以福建、江西生產的連史、毛邊等產量最大，質量相當不錯，價格也比較便宜，因此，深受印書業的歡迎。竹紙生產技術難度較大，但經宋元時期的不斷探索與改進，在明代已達到完全成熟的階段。如宋應星《天工開物·殺青》卷提到「凡造竹紙，事出南方，而閩省獨專其盛」，並詳細記載了抄造竹紙的方法。福建造竹紙要用青竹經浸漚、捶打、蒸煮而成的熟料，其工藝流程大致為：砍竹→浸漚（將上料青竹截剖成五、七尺長，入塘水浸至百日）
→槌洗（反覆捶打並洗去粗殼與青皮，稱為「殺青」，使竹穰形同苧麻）
→第一次蒸煮（漿石灰水，蒸煮八晝夜）
→漂洗（取出竹麻，入清水漂塘洗淨）
→第二次蒸煮（漿草木灰水，反覆淋煮至十餘日）
→舂搗（舂至形同泥面，使成漿料）
→漂洗（《天工開物》未載）
→漂白（將紙漿倒入抄紙槽與水和勻，並使清水浸浮其面三寸左右，再加入紙藥水汁）
→抄紙（在紙槽內將紙漿打勻，然後用紙簾抄紙）
→壓榨去水①康熙《上饒縣誌》卷十。
②《鉛山縣誌·食貨志》。
→焙乾，最後從焙紙夾巷上逐一將紙揭起成帙，整個造紙過程就完成了。福建生產的連史（原名連四）就是用熟料竹漿製成並在當時大量使用的一種好紙。如果省去以上提到的一些工序，則可製成火紙、糙紙等不同用途的紙張。
明代在產量和應用廣泛性上僅次於竹紙的是皮紙。《江西省大志》詳細記述了江西廣信府造楮皮紙的技術過程：「槽戶僱請人工，將前物料（指楮皮）浸放清流激水，經數晝夜，足踏去殼，打把撈起，甑火蒸爛。剝去其骨，扯碎成絲，用刀銼斷，攪以石灰成性，月余，仍入甑蒸。盛以布囊，放於急水，浸數晝夜，踏去灰水，見清，攤放洲上，日曬雨淋，無論月日，以白為度。木杵舂細，成片摛開，復用桐子殼灰及柴灰和勻，滾水淋泡，陰乾半月，澗水灑透，仍用甑蒸。水漂、暴曬不計遍數，多手擇去小疵，絕無瑕玷。刀斫如炙，揉碎為末，布袱包裹，又放急流洗去濁水。然後安放青石板合槽內，決長流水入槽，任其自來自去。藥和溶化，澄清如水。照依紙式大小高闊，置買絕細竹絲，以黃絲線織成簾床，四面用框繃緊。大紙六人，小紙二人，扛簾入槽，水中攪轉，浪動攪起，簾上成紙一張，揭下壘榨去水。逐張掀上，磚造火焙，兩面紛飾，光勻內中，陰陽火燒，熏干收下，方始成紙。」這是關於當時皮紙製造工藝的最詳細的記載。其中提到造皮紙要經過三次蒸煮，兩次自然漂白，三次漂洗，另加紙藥處理，由此不難想見，這樣造出的皮紙必定是潔白、勻細的良紙，這也是製造上等皮紙的技術方法。弘治《徽州府志》和宋應星《天工開物》所載造皮紙方法都沒有這樣複雜。另外，有學者認為，不僅造皮紙有自然漂白（「曝日」）這道工序，而且造竹紙也應該有，但《天工開物》講竹紙時沒有提及①，也有學者猜測這可能是由於竹紙造法在不同地區並不完全相同或者明代以後又有所改進。關於造皮紙時用布囊盛漿料進行第二次漂洗（「囊湅」）這道工序，《天工開物》所記竹紙造法也存在同樣的問題。②明代所造紙張品種繁多，如連四紙、連七紙、毛邊紙、觀音紙、奏本紙、榜紙、開化紙、綿連紙、藤皮紙、油紙等，僅王宗沐《江西省大志》列舉的當時江西抄造的紙就達二十八種。明代還研製出不少著名的加工紙。如宣德年間創製的「宣德箋」，與「宣德爐」和「宣德瓷」齊名。宣德箋有金花五色箋、磁青箋、羊腦箋、素馨紙等，多供內府御用。其中磁青箋是桑皮紙用靛藍染成深青色，再經砑光製成，顏色猶如明代青瓷，古色古香，光如緞玉，堅韌可寶，非常著名；羊腦箋是對磁青箋的進一步加工，表面呈黑色緞紋，黑如漆，明如鏡，且可防蟲蛀，更為名貴。宣德宮箋秘法後經談彝從內府傳出，談彝及其後人在仿製的基礎上又有創新，製成了名重一時的松江談箋。《婁縣誌》載：「談仲和箋檮染有秘法，今邑中多業此藝，西門外列肆而售，①潘吉星：《中國造紙技術史稿》，文物出版社1979年版，第115—116頁。②張子高：《中國化學史稿（古代之部）》，科學出版社1964年版，第145頁。有玉版、銀光、羅紋、硃砂、玉青等箋，大而聯榜，小而尺牘，色樣不一，或屑金花描成山水、人物、鳥獸之形，或染花草，俱極精美。」此外，明代還曾仿製過前代的一些名紙，如唐薛濤箋，宋金粟山藏經紙等。明代的加工紙還有多種，這裡就不一一列舉了。關於加工紙的製作方法，屠隆《考槃餘事》、馮夢禎《快雪堂漫錄》以及高濂《遵生八箋》等著作都有一些記述，如關於染葵花箋法、仿製宋箋法、制金銀印花箋法、制松花箋法等，雖不周詳，但亦為研究我國古代加工紙技術的珍貴史料①。
①戴家璋主編：《中國造紙技術簡史》，中國輕工業出版社1994年版，第176—180頁。
第十節 印刷
刻書之風大盛
明代是刻書之風大盛的時期。明太祖朱元璋、成祖朱棣都很重視圖書典籍的收集、整理、編撰和出版，內府、部院以及各地藩王府、府司雕版刊書風行一時，私家坊肆也很活躍，因此，明代印刷業日趨發達，至嘉靖、萬曆年間達到極盛，直到晚明仍盛而不衰。明代印刷業的中心有南北兩京、杭州、蘇州、建陽、建安等地，明中葉徽州、湖州迅速崛起，甚至後來居上，「近湖刻、歙刻驟精，遂與蘇、常爭價」②，「今杭刻不足稱矣，金陵（南京）、新安（徽州）、吳興（湖州）三地剞劂之精者，不下宋版」③，形成了新的印刷業中心。所印書籍涉及經、史、地誌、文集、宗教、科技、醫藥、小說、戲曲、制書、類書、叢書等，內容極為豐富，其中尤以《南藏》、《北藏》各六千多卷，《道統》五千多卷，印刷規模最大。所用文字有蒙、藏、女真、西夏、彝等少數民族文字和日、梵、波斯、拉丁等外文。明代在印刷技術方面也有很大進展，如創造了餖版、拱印等方法，彩色套印和活字印刷也更加成熟，從而使中國傳統印刷技術達到了新的高峰。
雕版印刷明代雕版印刷以木版為主。官刻本有內府、司禮監太監掌管的經廠，南北兩京國子監以及各部院、藩府、地方府司等刻印的。其中經廠本有《皇明祖訓》、《大明律》、《貞觀政要》等，版式寬闊，行格清朗，字大楷書，標有句讀，且刻印精良，紙墨也選用上品，實際上質量是很好的，並對其他官刻、私刻書籍產生了一定影響①。但經廠本的缺點是校勘不精，存有舛誤脫漏，且又出於宦官之手，所以後世藏書家一般都不太重視。各地藩府所刻經史文集，多以朝廷所賜內府宋元版為翻刻底本，刻印極好，且校勘精當，如周藩朱橚所刻《普濟方》、秦藩朱惟焯所刻《史記集解索引正義》等，可說是藩府本中的代表作。除官刻本外，明代私人的家刻本早在明初就已興起。如洪武十年（1377），已有浦江鄭濟等刻印劉基編選的《宋學士文粹》。明中葉以後，私家刻書更加風行，出現了不少藏書刻書的名家，如蘇州袁褧嘉趣堂，無錫的華氏、安氏，錢塘洪楩清平山堂等。明代晚期的常熟毛晉汲古閣更為著名。他不惜重資廣求宋元善本，雕板刊行，從萬曆到清順治，四②胡應麟：《少室山房筆叢》甲部經籍會通。
③謝肇淛：《五雜俎》。
①魏隱儒：《中國古籍印刷史》，印刷工業出版社1984年版，第95頁。十餘年間刻書六百多種，著名的有《十三經》、《十七史》、《宋名家詞六十一種》、《漢魏六朝百三名家集》、《六十種曲》、《津逮秘書》等，流傳廣泛，影響很大。坊刻本書籍一般以出售獲利為目的，因此出書較為龐雜，不僅有供士人閱藏的經史文集，也有適應人民大眾需要的戲曲、通俗小說和日用百科雜著，其中也不乏內容精采、圖文並茂、刻印俱佳的精品。明代雕版書也存在一些顯著的缺點，如有些書尤其是官刻本和坊刻本，校訂不精，脫文誤字相當嚴重，又如妄改書名和對內容妄加刪節，以致失去原貌，以及偽造古書等。
明代版印除木版外還有銅、錫等金屬版。如洪武、永樂時行用的紙幣稱為「大明通行寶鈔」，南京寶鈔局有鈔匠五百八十名，其規模已相當可觀，寶鈔印刷數量也很大。當時印鈔用的就是銅版。有一塊傳留至今的明代印鈔銅版，現為中國歷史博物館珍藏。此外，大明寶鈔上印示：「戶部奏准大明寶鈔與制錢通行使用。偽造者斬，告捕者賞銀貳佰伍拾兩，仍給犯人財產。」但利之所惑，宋元以來就有人製造偽鈔，明代也不例外。如「句容縣楊饅頭出主意，與縣民合謀，叫銀匠密修錫板，文理分明，與印造紙馬之戶同謀刷印」①，這種印製偽鈔的錫版做得很高明，大概足可亂真，但事發之後，參與者都受到了嚴厲的懲處。
彩印明代印刷術的一項突出成就是發明了彩色套印方法。我國元代就已出現了朱墨兩色套印的佛經。但在明代前期相當長一段時間內，這種套印法並未受到重視，直到萬曆年間，湖州閔齊伋、凌濛初兩家才將其廣泛應用於刻印書籍，特別是用於刻印經、史、子、集四部古籍。閔、凌兩家套印書除兩色外，還有三色、四色，甚至五色，如閔齊伋印《三經評註》三色，《國語》四色，凌瀛初印《世說新語》有藍、黃、朱、墨四色，閔刻《南華經》則多至五色。彩色多用於區分不同學者的評點和批註，以便讀者閱讀。據統計，閔、凌兩家套印書共有一百四十多種①，其中有先秦諸子和史書，還有不少著名的詩文集和戲曲小說。有些戲曲小說還附有彩印插圖，延請名家繪刻，秀逸工致，色彩斑斕，可說是版畫藝術的精品。此外，明代還首創藍印，用靛青代黑墨印書。如現存較早的藍印本有成化十四年（1478）的《靈棋經》等②。藍印多作初印樣本，以便用墨筆校改。萬曆時，雲南麗江木增土司還曾用白色銀粉，在瓷青棉紙上印成《大乘觀世音菩薩普門經》③。這種銀粉①洪武《御製大誥·偽鈔第四十八》。
①張秀民：《中國印刷史》，上海人民出版社1989年版，第450頁。
②張秀民：《中國印刷史》，上海人民出版社1989年版，第522—523頁。③張秀民：《中國印刷史》，上海人民出版社1989年版，第522—523頁。印獨具一格，在印刷史上甚為罕見。
餖版和拱花彩印版畫技術也是在萬曆時發展起來的。最初的彩色套印，是用幾種顏色塗在同一塊雕版上，如在花上塗紅色，葉上塗綠色，枝幹上塗赭色等，然後伏紙刷印。現存較早的彩印版畫，例如萬曆年間徽州歙縣程氏滋蘭堂所刻《墨苑》中的「天姥對庭圖」，萬曆刻本《花史》等，就是採用這種方法印製的。但這種印製方法並不容易取得理想的效果。於是，又有人發明了「餖版」和「拱花」，這是明代版畫彩印技術方面的又一項傑出成就。「餖版」是將彩色畫稿勾描下來，然後根據畫的本身，分若干部分，刻成幾塊甚至幾十塊版來表現原作的各種色彩及其深淺濃淡，再逐色由淺入深依次套印。這樣印出的作品效果極好，幾與原作無異。「拱花」就是凸印，即將雕版加力壓印在紙上，使花紋凸起。拱花方法適用於表現行雲流水、花葉的脈絡及鳥羽、衣紋等。現在可見的早期餖版拱花印本有天啟年間江寧吳發祥在南京所刻《蘿軒變古箋譜》，以及原籍徽州休寧後移居南京的胡正言，在天啟至崇禎年間刻印的《十竹齋畫譜》和《十竹齋箋譜》等。這些印本，繪刻精美，施墨著色也很考究，閱看時確實使人賞心悅目。
活字印刷明代的活字印刷術比宋元時期有較大的進展，尤其是萬曆及以後，木活字印刷更為流行。當時南京，江蘇蘇州、常州、常熟，浙江杭州、湖州，福建建寧、福州，四川成都，以及江西、雲南等地，都曾刊印過木活字印本。所印有《史記》、《歷代史書大全》、《函史》、《西京雜記》、《黔南類編》、《文心雕龍》、《古文會編》、《國朝文纂》、《欒城集》、《曹子建集》、《武備志》、《太平廣記》等各類書籍，木活字本《鶡冠子》尤為著名，曾用作清代《四庫全書》的底本。此外，南方有些地方還開始用木活字來排印家譜。據統計，明代木活字本有書名可考者約有一百餘種①。
除木活字外，明代還創用或發展了銅、鉛、錫等金屬活字印刷術。陸深在《金台紀聞》中提到：「近日毗陵（今江蘇常州）人用銅、鉛為活字，視板印尤巧便，而布置間，訛謬尤易。」陸深的這部著作撰寫於弘治十八年至正德三年（1505—1508），雖然他是反對使用銅活字和鉛活字的，但至少說明當時已在常州使用了這兩種活字。銅活字在我國究竟創用於何時，迄今尚無確論。根據現有資料，一般認為，銅活字印刷以無錫華氏為最早。據載，①張秀民：《中國印刷史》，上海人民出版社1989年版，第680頁。
華燧「少於經史多涉獵，中歲好校閱同異，輒為辨證，手錄成帙。遇老儒先生，即持以質焉。既而為銅字板以繼之，曰：吾能會而通矣，乃名其所為『會通館』」②。他書亦有類似記載，文字略有不同，如「既乃范銅板錫字，凡奇書難得者，悉訂正以行」③。華燧會通館最早用活字銅版印的書有弘治三年（1490）刊印的《宋諸臣奏議》，後來又印有《錦繡萬花谷》、《容齋隨筆》、《百川學海》、《九經韻覽》、《文苑英華纂要》、《音釋春秋》、《古今合璧事類前集》等。其父輩華珵「又多聚書，所制活板甚精密，每得秘書，不數日而印本出矣」④，以活字銅版選印有陸游的《渭南文集》、《劍南續稿》等。華燧之侄華堅蘭雪堂活字銅版印有蔡邕、白居易、元稹等的詩文集，以及《藝文類聚》等。這些銅活字本都很著名。無錫安國是嘉靖年間繼華氏而起的著名出版家，用銅活字刊印有《東光縣誌》、《吳中水利通志》、《春秋繁露》等。此外，在常州、蘇州、南京、浙江、福建等地也都有用銅活字刊印的書籍。據統計，明代銅活字本可考者約有六十餘種①。關於銅活字印刷術，前面引文提到華燧「范銅板錫字」，有人認為應是以銅為版，以錫為字，並非銅活字，也有人認為華燧制有銅活字還制有錫活字，當然也可能文獻記載或傳抄有誤。究竟何以為是，還有待進一步的證據和研究。
關於我國自創的鉛活字，除陸深所記者外，還未找到更多的文獻記載，也沒有發現傳世的常州鉛活字本，所以對此尚缺乏了解。關於錫活字，元代王禎曾提到「鑄錫作字」，但錫活字印刷未能獲得成功。明代華燧「范銅板錫字」，具體情況如何，已無從知曉。另外，據說有位波斯商人嘉奇·默德在義大利參觀一家印刷所時，他看到的錫活字同中國的很相像。無論如何，元明時期我國已創用了鉛、錫活字，到了清代則成功地運用於印刷實踐。利瑪竇、金尼閣等西方傳教士來華，曾帶來不少用皮面裝訂的西洋書籍，其紙張、印刷和裝訂方法等都與中國書有所不同，這雖然引起中國一些士大夫的驚奇，但對當時的印刷技術並沒有產生什麼影響。
②邵寶：《容春堂集》「會通君傳」。
③華諸：《勾吳華氏本書》「華燧傳」。
④康熙《無錫縣誌》卷二二。
①張秀民：《中國印刷史》，上海人民出版社1989年版，第691頁。
第十一節 制瓷
中國瓷器的發展，到明代進入了一個嶄新的歷史時期。江西景德鎮已成為全國制瓷業的中心，從事瓷業生產的人數達十餘萬人，官窯、民窯都極為興旺。明萬曆時人王世懋在《二酉委譚》中記錄了當時景德鎮的繁榮景象：「萬杵之聲殷地，火光炸天，夜令人不能寢。戲呼之曰四時雷電鎮。」景德鎮所產的瓷器，數量大，品種多，質量高，暢銷國內外。
明代青花瓷在元代的基礎上又有了新的發展，成為景德鎮瓷器生產的主流，曾大量輸出國外。永樂、宣德青花瓷，以其胎、釉精細，青色濃艷，造型多樣，紋飾優美，製作規整而負盛名。著色劑用料基本為進口的「蘇麻離青」。這種青花料含錳量較低，因而可減少青色中的紫紅色調，在適當的火候下，能燒成像寶石藍一樣的鮮艷色澤。但同時由於含鐵量高，往往會在青花部分出現黑疵斑點。這種自然形成的黑斑，和濃艷的青藍色卻又相映成趣，被視為無法模仿的永樂、宣德青花瓷器的「成功之作」。
明代的彩瓷，是中國制瓷走向黃金時代的重要階段。它的突起，使以往一貫占統治地位的顏色釉逐漸退居次要地位，同時也使某些歷史名窯，如以燒造青瓷而聞名於世的龍泉窯以及銅紅釉的發源地河南禹縣鈞窯等從此陷入一蹶不振的地步。成化時期的鬥彩，是彩瓷的代表，它開創了釉下青花和釉上多種彩色相結合的新工藝，主要著色劑為鐵、銅、鈷、錳，但運用不同的選料和配比，做出了鮮紅、油紅、鵝黃、杏黃、薑黃、水綠、葉子綠、松綠、孔雀綠、孔雀藍、葡萄紫等絢麗的彩色，大大豐富了瓷器的裝飾內容和裝飾手段。到了明代嘉靖、萬曆年間，在成化鬥彩的工藝成就基礎上，又發展成了著名的青花五彩瓷器，青花五彩濃艷熱烈，填筆簡樸自然，也曾盛極一時。
明代景德鎮的單色釉瓷器也有很大的發展。明初永樂燒成的白瓷，代表了中國制瓷史上白釉的最高水平。永樂白瓷胎薄如紙，潔淨如玉，幾乎只見釉不見胎，能映見手指螺紋，胎上劃紋更清晰可見。因其薄如卵殼，故稱之為「卵幕」。其釉細膩瑩潤，微閃肉紅色，給人以甜的感覺，又稱「甜白」。永樂、宣德時期出現的霽紅和霽藍，代表高溫單色釉瓷取得的輝煌成就。霽紅又稱祭紅、積紅、寶石紅，是以銅為著色劑的高溫釉，在強還原氣氛中燒成，技術難度很大，可謂中國古瓷技術中的一項絕技。霽藍是以鈷為著色劑的一種高溫石灰鹼釉。宣德的霽藍獨樹一幟，釉色如藍寶石，釉質肥腴。明代低溫單色釉最突出的成就是成化孔雀綠（法翠）和弘治黃釉。前者是一種以銅為著色劑的色釉，燒成工藝始於成化，但明代的孔雀綠器以正德時期為多，這種綠釉呈色碧翠雅麗，與孔雀羽毛的色澤很相似。弘治黃釉的色調是純黃色，達到了歷史上低溫釉的最高水平，其釉色滋潤明潔，有如初開的葵花，嬌嫩晶瑩，故有嬌黃之稱。它是一種用含鐵的天然礦物作著色劑的低溫鉛釉。
明代除景德鎮外，還有不少地區生產瓷器。福建德化的白瓷就享有很高的聲譽，這種白瓷質地細膩，透明度好，白中透紅，被稱為象牙白、豬油白、蔥根白、建白、中國白等，是當時中國白瓷的代表作品。廣東饒平地區的青花、惠陽窯仿龍泉青瓷等，在明代均負有盛名。山西磁州窯系的白釉黑花瓷、黑釉瓷器仍大量生產。明代的龍泉青瓷，仍繼續燒造，在明初全國制瓷業中也還占有一定的地位。
第十二節 漆器
髹漆技術的進展
天然漆亦稱大漆、生漆，是漆樹分泌的汁液，其中含有漆酚、漆酶、含氮物質和樹膠質等成分。漆通過適當加工，塗刷在車輛、用具等物體的表面，可形成一層光亮的薄膜。這種漆膜非常堅牢，並且不怕日曬水燙，具有耐高溫和抗腐蝕的優良性能。如果在漆液中加入各種顏料，還可以配製出不同的色漆，以增加漆器的裝飾效果。中國用漆的歷史是很悠久的。早在新石器時代，人們就已初步認識了漆的性能並用以塗飾器物。此後歷經商周、春秋戰國至秦漢時期，漆器生產規模不斷擴大，分工更加細密，漆器工藝也獲得全面發展，從而形成了一個重要的手工業部門。
三國兩晉南北朝時期，中國的漆器生產繼續發展並有所創新。如夾紵技術在戰國時已經出現，至漢代而盛行。這種技術是先用泥塑成底胎，然後在底胎表麵糊裱幾層麻布再加以髹飾，最後除去泥胎，即可製成堅實輕巧的夾紵漆器。漢代以前，夾紵大多為杯、奩、匣等形狀比較簡單的器物，魏晉南北朝時期則已能製作外形多變、體態較複雜的中空造像，如塑制高達一丈八尺的大型佛像，這是夾紵技法的重要的新成就。宋元後所謂「布心紙胎」、「重布胎」以及清代以來且至今仍為人們所稱道的脫胎漆器，實際上都是夾完好紵，只不過名稱和胎骨用料稍有不同而已。北魏賈思勰在《齊民要術》一書中還列有專條介紹保護漆器的方法，反映了當時對漆的性質的認識以及在漆器使用和保護方面的寶貴經驗。
隋唐以後，瓷器迅速興起，逐漸取代了日用漆器，但漆器作為輕巧美觀的生活用品尤其是作為精美的工藝品，仍然受到人們的喜愛，其工藝技術也有明顯的進步。如唐代創製了剔紅漆器。剔紅，即雕紅漆，是以銀硃調成朱漆，把朱漆層層塗在木或其他材料製成的胎骨上，然後用刀雕刻出深淺不同的花紋圖案，使之呈現出立體感。剔紅漆器的漆層有多有少，唐代屬於剔紅的草創時期，漆層較少且花紋大多較低平，明清剔紅的漆層則有多到五六十道甚至百道以上的。唐代的金銀平脫器也非常著名。「金銀平脫」就是先將金銀箔雕切成花片和鳥獸等圖像薄片，有的還要在其上加刻花紋，以膠漆粘貼在器物表面，然後上漆若干道使其與漆地齊平再打磨拋光。這樣製成的金銀平脫器，漆面閃現出光亮的金銀花紋，更顯華貴考究。據文獻記載，唐代有平脫屏風帳、平脫盤、平脫盞、平脫胡平床等，傳世實物有金銀平脫鏡以及現藏於日本奈良正倉院的金平脫古琴等①。
宋元時期漆器品種增多，剔紅、剔犀、螺鈿嵌飾、戧金等髹飾技藝也大為提高和更加純熟，其中尤以雕漆的成就最為突出。雕漆可細分為剔紅、剔①王世襄：《髹飾錄解說》，文物出版社1983年版，第107頁。
黃、剔彩、剔犀等。如宋代的剔紅亦稱雕紅，比唐代剔紅更為精細。宋內府所用剔紅漆器，有的用金銀做底胎，雕工精巧，剔刻刀口顯露出燦爛分明的金銀胎色，尤其名貴華美。明代張應文提到：「宋人雕紅漆器，宮中所用者多以金銀為胎，妙在刀法圓熟，藏鋒不露，用朱極鮮，漆極厚而無敲裂，所刻山水、樓閣、人物、鳥獸，皆儼若圖畫，為佳絕耳。」①剔犀，近世通稱「雲雕」，是在器物上用兩種或三種色漆逐層塗刷，並塗至相當的厚度，然後剔刻出回文、雲鉤等花紋圖案，在刀口斷面可見不同的色層。1977年江蘇武進出土的南宋剔犀執鏡盒，圓形帶柄，木胎，在褐色漆地上用朱、黑、黃三色漆更疊髹制堆積成層，用刀剔出八組雲紋，刀口顯露不同漆色，這是現在已知最早的剔犀漆器。元代剔紅和剔犀繼承和發揚了前代的漆藝成就，故宮博物院藏著名匠師張成造梔子紋剔紅盤，楊茂造觀瀑圖剔紅八方盤，安徽省博物館藏張成造剔犀盒，都是傳世的元代雕漆精品。螺鈿漆器是用經過研磨和裁切的蚌殼薄片製成人物、鳥獸、花草等形象，以之作為鑲嵌紋飾的漆器，且有厚螺鈿與薄螺鈿之分。厚螺鈿漆器起源很早，如洛陽西周墓出土的嵌蚌泡漆托，三門峽虢國墓出土的嵌蚌泡漆豆，一直到唐代漆背嵌螺鈿銅鏡，晚唐五代間花鳥紋嵌螺鈿黑漆經箱等，都屬於厚螺鈿一類。薄螺鈿漆器以前多認為始於明代，1970年在北京後英房元大都遺址發現了廣寒宮圖嵌螺鈿黑漆盤殘片，表明元代薄螺鈿技法已經相當成熟，但迄今還僅此一例。關於元代漆藝、陶宗儀《輟耕錄》卷三十對黑光、朱紅、鰻水三種漆器的做法和戧金銀法等，有較詳細的記載，這是研究漆器發展史應予重視的較早的重要文獻。
明代漆器和黃成《髹飾錄》明代是漆器生產有更大發展、漆器技術達到高峰的時期。當時官辦和民營漆器製造業都很興旺發達。如明宮廷內官監下設油漆作，御用監有專人負責造辦螺鈿等漆器，內府供用庫還特設丁字庫，常貯生漆、桐油等物，在永樂至宣德年間（1403—1435）又開設果園廠，調用著名漆工，專門製作漆器。民營油漆作坊也分布很廣，如浙江嘉興、安徽新安、山西新絳，以至北京、揚州、蘇州、雲南、四川等都是重要的漆器產地。明代漆器品種已很齊全，主要有一色漆器、罩漆、描漆、描金、堆漆、填漆、雕填、螺鈿、犀皮、剔紅、剔犀、款彩、戧金、百寶嵌等。其中如嘉興和新安的剔紅，蘇州和北京的描金，揚州的薄螺鈿和百寶嵌，新絳的雕填和剔犀，雲南大理的雕漆等，都名重一時，具有很高的藝術水平。明代漆器不僅品種繁多，色彩絢麗，圖案精美，而且刻花、雕琢、鑲嵌和仿塑瓜果、花卉、飛禽、走獸及亭台樓閣等，也無不精工，髹飾工藝已達到完全成熟的階段。如傳世的宣德林檎雙鸝①張應文：《清秘藏》。
圖剔彩捧盒，木胎，色漆層次為紅、黃、綠、紅、黑、黃、綠、黑、黃、紅、黃、綠、紅，共四色十三層，刀法圓潤，圖案生動，色彩為刻後磨顯，雅麗多變，可說是明代剔彩器中罕見的作品。又如進獅圖剔紅圓盒，錫胎，漆色鮮紅，上刻一彪形大漢，高顴鉤鼻，須髯捲曲，耳穿大環，戴皮帽，插長雉尾，兩袖飛揚，作叱喝之勢，旁一雄獅，回頭奮爪，奔馳欲前。整個圖案人獸神情飛動，刻工簡練，是明代別具風格的剔紅精品①。明末清初揚州著名漆工江千里所制漆器，馳名當世，有「家家杯盤江千里」之譽。傳世的江千里雲龍海水紋螺鈿漆盒，是他的一件代表作，也代表了當時薄螺鈿漆器的最高水平。清代除宮廷設有漆作（漆器工場）外，民間漆器生產也有所發展。在髹漆工藝方面則全面地繼承了明代的技術，有些品種如百寶嵌、薄螺鈿、剔紅等做工更加精緻纖巧，後來甚至趨於繁瑣拘斂。漆器產地與明代相比變化不大，但盛衰和質量略有不同。比較突出的是福建脫胎漆器和北京的雕漆大有後來居上之勢，至現代仍盛而不衰。此外，如廣東陽江漆器以牛皮作胎，貴州大方漆器以馬皮作胎等，防潮防水，堅固耐用，獨具風格。中國的一些少數民族也善於製作漆器，如彝族、傣族、高山族所制高腳盤、木勺、酒具、皮甲、皮盾、弓箭壺、馬鞍等，一般用黃、紅、黑等色漆描繪幾何圖案，紋飾古樸，風格粗獷，色彩對比強烈，可說是獨樹一幟，頗受使用者和收藏者珍愛。
明代黃成所著《髹飾錄》，是中國也是世界上現存最早的漆工技術專著。黃成，字大成，安徽新安人，是明穆宗隆慶年間（1567—1572）的著名漆工。他技藝高超，尤精於剔紅，並且「精明古今之髹法」①，《髹飾錄》就是他系統整理和總結前人及自己的實踐經驗而寫成的。此書在天啟五年（1625）又經嘉興漆工楊明（字清仲）逐條加注，並撰寫了序言，內容更加豐富翔實。《髹飾錄》分乾、坤兩集，共十八章，一百八十六條。乾集主要講述製作漆器的原料、工具和設備，以及漆工容易犯的各種毛病和原因；坤集主要講述漆器分類和各類的不同品種，以及漆器的製作、髹飾和修複方法。《髹飾錄》的突出貢獻是根據漆器特徵和工藝特點為髹飾工藝提出了比較合理的分類體系，同時也為品種繁多的漆器定名提供了比較可靠的依據。這部著作雖然講的是明代漆器但又不限於明代，往往上溯古法，描述唐宋或更早的製作，因而它也是研究漆工史的重要文獻。《髹飾錄》用相當多的篇幅來敘述各種漆器的形態和作法，其中有不少是現已失傳的品種，這類材料無疑是很寶貴的；書中關於漆工應遵循的基本原則，漆器生產的基本工藝流程和應避免的弊病等方面的內容，也都很有參考價值，以上這些對挖掘、整理、繼承和發展傳統漆器工藝，具有重要的現實意義①。《髹飾錄》作為我國現存唯一的①王世襄：《髹飾錄解說》，文物出版社1983年版，第122頁。
①黃成：《髹飾錄》楊明序。
①王世襄：《髹飾錄解說》前言，文物出版社1983年版。
古代漆工專著，很可惜在國內早已失傳，三四百年來只有一部抄本保存在日本。直到1927年，此書才由朱啟鈐先生根據日本抄本刊刻行世。1983年文物出版社出版的王世襄先生所撰《髹飾錄解說》，對此書作了精闢的注釋和講解，並引用考古發現和傳世漆器二百十三件，插圖三十幅，書後附漆工術語和漆器門類表，使之內容更加詳明完備，現已成為這一領域公認的經典之作。除了《髹飾錄》以外，曹昭《格古要論》和方以智《物理小識》卷八等，關於漆器也都有較詳細的記載。
中國漆器在國外的流傳中國的漆器及其製造技術，早在漢代以至唐宋時期就已相繼傳到朝鮮、日本、緬甸、印度、泰國以及東南亞、中亞、西亞各國，並在當地逐步形成了自己的漆器行業。如朝鮮平壤古代樂浪郡遺址曾出土了彩繪神仙龍虎盤等許多中國漢代漆器。在唐代，中國大量漆器以及夾紵造像、金銀平脫、螺鈿等髹飾技法流傳日本，奈良正倉院現藏有金平脫花鳥紋八角鏡、盒、古琴等唐代漆器，奈良唐招提寺供奉有鑒真圓寂時其弟子製作的夾紵「鑒真坐像」。宋元時期浙江杭州、溫州的雕漆，嘉興張成的剔紅，也曾傳至日本，備受推崇，如京都龍翔寺珍藏張成款綬帶鳥紋香盒，被日本指定為國寶。明代永樂年間中國使臣出訪日本也曾帶去大量漆器。而日本在仿製中國漆器的基礎上又有所發展，形成了自己的風格，並反過來回傳中國，對中國髹漆工藝產生了一定的影響。如明代楊塤、方信川、蔣回回等都是仿製日本描金灑金等漆器的著名漆工。《新唐書》卷二二二《驃國列傳》提到，驃國（緬甸）國王雍羌曾派遣其弟舒難陀率國家樂隊至成都，他們所用樂器中的牙笙、三角笙等都作了髹飾。緬甸與我國雲南接壤，兩國之間無疑會存在髹漆工藝方面的交流。
我國的漆器還曾經由波斯和阿拉伯國家傳入歐洲。從十六世紀到十八世紀，荷蘭、英國、法國等國商船又曾將中國漆器直接運往歐洲，深受歐洲各國人民的歡迎。當時傳入歐洲的漆器大多是屏風、家具和花瓶、酒具、茶具等，其中不少珍品現藏於歐洲各國的博物館內。康熙時法國傳教士李明等還曾在寄回本國的書信中介紹了中國漆器生產技術的情況。歐洲一些國家也曾仿製中國漆器，但直到十八世紀，法國、丹麥、奧地利、英國等國的漆器才有了較迅速的發展。隨著近代化學工業的興起，出現了各種化學合成漆並得到了廣泛的應用，但中國天然漆及傳統漆器尤其是漆工藝品的一些優良性能和裝飾效果，仍然是合成漆所難以企及的。
第十三節 煤炭
明代採煤業的發展
煤炭業在宋代發展到一個高峰之後，進入元代沒有明顯的變化，只是用煤更加普遍。對此，元代來華的義大利旅行家馬可·波羅（1254—1324）、摩洛哥旅行家伊本·拔圖塔（1304—1377）都有過描述。《馬可·波羅遊記》中這樣寫道：「整個契丹省到處都發現有一種黑色石塊，它挖自礦山，在地下呈脈狀延伸，一經點燃效力和木炭一樣，而它的火焰比木炭更大更旺。」①伊本·拔圖塔在他的旅遊見聞中說：「中國及契丹之居民，不用木炭，而用一種異土，以作燃料。此種之土，乃天然之產。..燃時亦與炭同。火力比炭尤烈。」②馬可·波羅來自歐洲，在中國做官和遊歷達十七年之久，到過陝、甘、晉、冀、魯、蘇及新疆等省區，伊本·拔圖塔一生遍游穆斯林世界，到過印度、錫蘭和中國的許多地方，這兩位見多識廣的歐非旅行家，看到中國採煤、用煤那樣普遍，幾乎到了「到處都有」的地步，非常驚嘆。但是，在他們的語言文字中卻尚未有「煤炭」一詞，只能稱煤為可燃燒的「黑色石頭」或可作燃料的「一種異土」。從這裡我們也可以作一簡單推論，歐洲、非洲及亞洲的印度等國，在十三至十四世紀時，用煤遠遠不如中國普遍，這些地區和國家的用煤歷史不會比中國更長，從而間接說明，中國是世界上發現和利用煤炭最早的國家。
古代採煤業到了明代有了大的發展，現今探明的煤田，當時差不多都已進行了初步的開採。不僅盛產煤炭的北方數省如山西、河南、河北、山東、陝西等省的煤炭已得到開發，而且南方數省如江西、安徽、四川、雲南等省的煤炭也得到了開發。煤炭成為市場上的重要商品，成為人民生活和社會生產不可缺少的燃料和原料。正如明代科學家李時珍（1518—1593）在《本草綱目》中所說：「石炭，南北諸山產處亦多。..今則人以代薪炊爨，鍛煉鐵石，大為民利。」①明代煤炭業的大發展有下述幾個原因：第一，社會比較安定，為煤業的發展提供了較好的社會環境。
第二，社會對煤炭的需要量急劇增加，為煤業的發展提供了強大的動力。明代，一方面出現資本主義萌芽，經濟有較大發展，與燃料密切相關的冶金、陶瓷、製鹽、磚瓦等手工業發展較快；另方面，人口增加，森林資源減少，人們仰賴柴薪取暖、炊爨越來越困難，尤其城鎮居民，困難更加突出，發展煤業，勢在必行。
第三，明代統治者把解決燃料問題看作是關係社會安定的大事，採取了①《馬可·波羅遊記》第2卷，福建科學技術出版社1981年版。
②轉引自張星烺《中西交通史料匯篇》第三冊。
①李時珍：《本草綱目》卷九「石炭」。
一些鼓勵開發煤炭的措施。如放寬對煤炭開採的管制，減收或免收煤稅，對受災煤窯進行撫恤等。
第四，開採技術進一步完善，為向地層縱深處採掘煤炭提供了可能。
明代採煤技術中國古代煤炭開採與加工利用技術，經過長期的發展到明代已形成了自己的完整的技術體系，並見之文獻記載，如：1.找煤。這是在對煤的性質、埋藏規律有了一定的認識後才能進行的。
明代，已能從煤岩學的角度對煤進行分類。明人崔銑在《彰德府志》中講：「炭有數品，其堅者為石，軟者為烸。」即指按硬度分，煤可分為石炭與烸炭兩種（烸——煤的古字）。宋應星在《天工開物》中，對煤按塊度進行了分類，並對煤的分布作了描述：「煤有三種，有明煤、碎煤、末煤。明煤大塊如斗許，燕齊秦晉生之。..碎煤有兩種，多生吳楚，..末煤如面者，名曰自來風。」明末孫廷銓在《顏山雜記》中講：淺部的煤「其色蒙」，深部的煤「其色晶」。明代在總結前人經驗的基礎上已能通過視石、查礦苗、觀察地表植被的方法去找煤。
視石，即看土石是什麼岩層，什麼顏色，判斷其有無煤。《顏山雜記》中講：「凡脈炭者，視其山石，數石則行，青石、砂石則否。」意即有頁岩（數石）的地方，往往有煤脈存在，有石灰岩（青石）的地方則沒有煤。這種判斷，符合一般的煤層埋藏規律，但也有例外。找煤不僅要看石質，還要看土色。《天工開物》講：「凡取煤經歷久者，從土面能辨有無之色。」經驗表明，煤層距地表較近時，可使表土變黑，所以黑土成為找煤的標誌。查礦苗。不少地方的煤層直接出露於地表，這種現象古人稱之為煤苗，今人稱之為露頭。從煤苗（露頭）開始，查找煤脈是最簡便而有效的找煤方法。《顏山雜記》講：「查其土有黑苗」，就可找到煤。方以智（1611—1671）在其《物理小識》中也記有「外記孛露，有土能燃」的找煤常識。
觀察地表植被找煤，是根據一些地區煤層與植物生長的關係而總結出的找煤方法。有些地區，含煤地層不生草木，故有無草木或草木是否茂盛，可作為判斷該地區是否有煤的一個標誌。宋應星在《天工開物》中講：「凡煤炭不生茂草盛木之鄉」，「南方禿山無草木者，下即煤」，這是符合他家鄉江西一帶情況的。有些地區則在含煤地層上面多見某種植物，故可把這種植物作為找煤的指示植物。
明代不僅有在地面找煤的豐富經驗，而且有了在地層深處找煤的知識，已懂得煤系地層的斷層和煤尖滅現象，孫廷銓在《顏山雜記》中說：「脈正行而忽結，磻石阻其前，非曲鑿旁達不可以通，謂之盤錮；脈乍大乍細，窠窠螺螺，若或得而驟竭，謂之雞窩，二者皆井病也。」
2.井筒開鑿。有三種方式：一是淺部直接挖坑，露天採取，古稱炭穴；二是沿煤層露頭向深處打平峒或挖斜井；三是開鑿豎井。開鑿井筒，講究位置準確，偏斜度小，堅固牢靠。這在明代《顏山雜記》中都有記述：「凡攻炭，必有井幹，雖深百尺而不撓。」「視其井之干，欲其確而堅也。否，則削。」為了保證井筒堅固牢靠，《顏山雜記》又說：鑿井必須「避其沁水之潦」，注意「井病」（指斷層和雞窩煤），注意「測石之層數」。意即說，開鑿井筒要重視地質條件，不可在含水大、有斷層的地方開井，鑿井時還要準確測定岩石和煤層的層數。
3.巷道部署。井筒開鑿至煤層後，就要布置和挖掘巷道，準備採煤工作面。明代已經懂得根據煤層的走向、傾角和厚度布置上山、下山和運輸、通風巷道。這在孫廷銓《顏山雜記》中有明確記載：「已得炭然後旁行其隧」，「井得炭而支行」（「隧」指主要巷道，「支行」指由主巷到工作面的小巷道）。「其行隧也如上山，左者登，右必降，左者降，右必登，降者下墄，登者上墄，循山旁行而不得平，謂之反墄（墄指階齒）。」其意思是講，要想采出不同位置的傾斜煤層，需要布置上山或下山，與採煤工作面連繫。古代煤窯，通常採掘合一，掘進巷道也就是採煤。明代的巷道延深可達數十百丈①。掘進巷道（往往即是採煤）所用的工具主要有鑿、錘、鎬、釺。
4.井下支護。為了防止巷道和工作面塌落冒頂，支護是重要的。古代支護方法基本可分為人工支護和留煤柱支護。煤層及其圍岩較軟、較破碎時，用人字形木支架或二柱一梁木支架或方框支架支護。若煤及其圍岩較堅硬時，一般不加支護或留煤柱支護。
5.井下運輸。古代煤窯井下運輸主要靠人背、肩挑，到明清時期，還用一種拖筐（或拖車）運煤。拖筐形似船形或長方形，用竹製或木製。有些木製拖筐下面還釘有鐵條（拖條），使運輸煤更為方便省力。
6.礦井通風。一般採用自然通風或人工通風。自然通風又分為單井筒通風和雙井筒通風。雙井筒通風較為普遍。明代《顏山雜記》對雙井筒通風作了明確的記載：「是故鑿井必兩，行隧必雙，令氣交通，以達其陽，攻堅緻遠，功不可量。以為氣井之謂也。」專門用作通風的出風井，通常選擇在較高處（進風井在低處），這有利於自然風流的流動。
單井筒通風，多採用表風法，即在井筒的一角，用片石砌成一個三角形的迴風道，迴風道高出井筒，形如煙囪，名曰「噘咀」。風從井口進入井下，到採煤工作面，再經過用表牆隔出的迴風道，由噘咀流出。單井筒通風最簡單的方法是將一竹筒（南方有一種徑粗如碗的竹子，鑿去中節）放入井中，竹筒高出井口，井下即可形成自然風流，由竹筒抽出瓦斯等廢氣。這在宋應星《天工開物》一書內的採煤圖中，作了形象的說明。
人工通風的辦法，主要是用風車、風櫃、風扇、牛皮囊等往井內扇風。
人工通風對淺部採煤有效。
①崔銑：《彰德府志》卷八。
7.提升與排水。古代煤窯的提升工具主要是桔槔、轆轤、絞車。使用轆轤、絞車，既可用人力也可用畜力。明代《天工開物》已有關於牛拽轆轤的記載：「井上懸桔槔、轆轤諸具，制盤架牛，牛拽盤轉，轆轤絞縆，汲水而上。」提升工具，可提煤也可提水。盛水器具，古代多用牛皮囊（牛皮包），因其堅韌耐磨，盛水較多。古代南方也用唧筒（有的地方稱水龍）排水。《天工開物》講：「井及泉後，擇美竹長丈者，鑿淨其中節，留底不去，其喉下安消息，吸水入筒。」
8.礦井照明。古煤窯淺部挖煤多用明火油碗、油盤。但隨采深增加，瓦斯增多，極易引起爆炸，遂給燈加罩。明代《本草綱目》的採煤圖中，立柱上掛吊的礦燈已有燈罩。礦燈既是照明工具，又是檢測通風情況的工具。《顏山雜記》講：「凡行隧者，前其手必燈，而後之。」意即說，在礦井下走路必須一手在前拿燈，看情況有無變化，然後前進。因為通風良好，則風量足，燈火亮，反之則燈火變暗乃至熄滅，這是危險的信號。這種通風不良的現象，礦工叫做憋氣、煞氣、悶亮。
中國古代煤炭技術的發展中國古代煤炭技術的發展，到了清代晚期，達到了高峰，就古代手工操作技術而言已非常完善。古代長期形成的傳統煤炭技術，有些直到近現代仍在使用。譬如傳統煉焦方法，現今有的地方仍在應用。我國傳統煉焦方法主要有圓形爐煉焦法與長方形爐煉焦法兩種。長方形爐練焦法在清末萍鄉煤礦得到重要改進，使煉焦時間減少一半，煉出的焦炭質量可以和西方洋法煉出的焦炭媲美，一時名揚中外。萍鄉長方爐煉焦時間三天，出焦率六成以上，每座爐一次可煉焦二十噸。其建爐方法如下：長方形爐底略高於地面，用磚鋪平，四周築土牆，牆腳深約一尺，牆高三尺、厚一尺四寸。爐寬八尺，爐長三五丈至八九丈均可。火門對稱修築，火門間距約三尺。火門形狀，外方內圓，外大內小。外火門高一尺四寸、深七寸、寬一尺，門下距地面三寸，內火門在外火門內層土牆上，偏鑿圓孔，孔徑六寸，斜上通入爐中，上沿約與外火門相齊。煉焦程序是，首先裝末煤一尺三四寸，再用磚坯疊砌火路，使之四通八達，但每一相對火門的火路必須對直。爾後，在每兩相對的火門爐中心的火路上面，用磚砌一方形煙囪，而靠兩頭橫牆邊亦砌一煙囪。各煙囪下的火路成一直線。煙囪砌好後，用爐灰或洗矸石末鋪蓋三寸，使除火門煙囪外無漏風處。再後用煤泥炭餅、木柴引火。各火門之火力宜猛，不可間斷。晴天約七八小時，陰雨天約十二小時，各煙囪便有紅火冒出，此時各火門用磚封閉。當視煙囪已無煙，火色紅白時，便可拆卸煙囪、火路，隨之覆蓋細灰，勿使進風，約過十二小時，用水澆濕面灰，以熄余火，再過六小時即可取焦①。
①參見俞燮堃：《萍礦土法煉焦附土說》，1907年活字本，第11—16頁。
第十四節 石油天然氣
明代石油天然氣開發利用水平的提高，首先表現為鑿井技術的發展。明代鑿井技術繼宋卓筒井發明以來，有很大進步，鑿井技術逐漸趨於程序化。據《蜀中廣記》等書記載②，當時鑿井程序大致可分為選井位、立石圈、鑿大竅、扇泥、下竹和鑿小竅六道工序。
鑿井前先請有經驗的山匠來選井位，這需要豐富的地質學知識，當時工匠在長期生產實踐中基本掌握這些知識。井位選好後，為了防止表層泥土的垮塌，必須「盡去面上浮土，不計丈尺，以見堅石為度」③。然後將事先準備好的外方內圓的石圈下入挖好的坑中，層層相壘築成井筒。接著用大鐵釺為鑽頭，進行頓鑽。大鐵釺「扁竟七寸，有輪鋒，利穿鑿」④，人們用槓桿原理提起，放下大鐵釺，使它上下運動，鑿穿岩石，為了防止井徑彎曲，鑿井時必須時常轉動鑽具，這與現代鑽井中大鉗的作用相當。鑿井過程中，還要向井內灌水或利用地下水，與鑿碎的岩屑混合成泥漿，便於泥筒汲取。此外，還可以冷卻、潤滑鑽頭以加快鑽進速度。每當鑽井一二尺後，就要用扇泥筒扇泥。這樣鑽鑿與扇泥交替進行，鑿到二三十丈深，「見紅石岩口，大竅告成」⑤。然後開始下套管，使「四潰淡水障阻，不能浸淫」①。最後再以小鐵釺為鑽頭鑽進，直至完井。鑽井工藝的程序化，為鑽井向深部地層發展創造了條件。
鑿井技術的程序化迫切需要固井技術和治井技術的發展，因此固井技術和治井技術的進步，也是這時期鑽井技術發展的標誌。
明代的井，「淺者五六十丈，深者百丈」②，約合今制155.5至311米，井深比宋元時期有明顯增加。套管必須下到紅石岩層，深度達「二三十丈（約今62.2至93.3米），這樣套管所承受的拉力、內部液壓力和外部擠壓力加大，需要強度較高的套管柱。宋代所用楠竹的強度顯然適應不了鑿井深度的猛增。人們在長期實踐中，摸索出石料、圓木代替楠竹製套管技術，成功地解決了這一難題。如在井的上部用外方內圓的石圈，築成石質的套管，這種套管不易變形，強度大；在土層之下，用竹木為套管，一般採用松木或柏木等木質堅硬且耐腐蝕的材料，按井徑大小，剖開圓木，「挖空如竹，合而束之」，然後「以麻合其縫，以油灰釁其隙」③。油灰是用桐油和石灰混合制②馬驥：《鹽井圖說》，原著已佚，《蜀中廣記》等書有引文。
③馬驥：《鹽井圖說》，原著已佚，《蜀中廣記》等書有引文。
④馬驥：《鹽井圖說》，原著已佚，《蜀中廣記》等書有引文。
⑤馬驥：《鹽井圖說》。
①馬驥：《鹽井圖說》。
②光緒《射洪縣誌》卷五引郭子章《鹽井圖說序》。
③同治《南部縣誌》卷六。
成的，它塗在木竹表面可以進一步提高套管的強度和防腐能力。新套管材料的出現，為地質井向更深層發展創造了條件。
隨著井深的增加，如何處理隨時可能出現的井下事故，成為亟待解決的難題之一。明代的治井主要有打撈落物和淘井兩種類型。在鑿井過程中，鑽頭折斷落入井中，或遇到淤泥受阻，就需進行治井。為了打撈落入井中的物品，人們發明攪鐮、鐵五爪、撞子釺等打撈工具①。用這些工具可以成功地處理各種井下事故。特別值得一提的是撞子釺，後來演變成現代鑽井中的主要器具——活環。此外，人們還發明搜子、漕釺和刮筒等淘井工具，用以排除「淤泥填溢」等井下事故。
這一系列鑽井工藝上的重大突破，對明代石油天然氣的開發利用有極大推動作用。在石油開採方面，據《益部談資》等書記載四川嘉州、眉州、青州、井研、洪雅、犍為諸縣都有石油井。這是繼西北油井以來，我國又一批早期的石油井。
在天然氣開採方面更是突飛猛進，特別是在四川自流井出現了世界上最早投入開發的天然氣田。明嘉靖年間，由於自流井地區的鹽井大多坍塌成為廢井，或是井老水枯。在這種情況下，人們運用先進的鑿井技術，又鑽鑿一批新井②。這批井的深度都較以前有所增加。在開鑿鹽井的同時，相繼出現了一大批高產的天然氣井。據《李氏家譜》記載，明萬曆年間，自流井地區天然氣的開採已有一定規模。這是世界上最早進行工業性開採的天然氣田之一，在世界天然氣開發史上具有重要意義。
隨著南方各地經濟文化的發展，人們在上海、雲南、廣東等地又發現大批油氣苗，這些記載一方面說明人們對大自然認識能力的增強，另一方面也說明我國是石油天然氣蘊藏量極為豐富的國家。
鑿井技術的發展和油氣苗的更廣泛發現，為石油天然氣的廣泛應用奠定了基礎。明代石油天然氣的應用表現在許多方面。如明代陝西延安地區居民，不再以原油直接點燈，而是把它加熱後，除去水分及其他易揮發成分，然後「浸不灰木」（不灰木即石棉），可長期點用。這是石油作為照明用油工藝上的又一次突破。四川許多地區也廣泛地把石油用於夜間照明①。此外，石油在醫藥上的應用更為普及。《大明一統志》載，石油可以「燃燈療瘡」；《居家必備》載「可滌癤毒，無名惡瘡效」；《延安府志》載「可燃燈滌瘡」；《本草綱目》載「石油氣味與雄硫同，故殺蟲治瘡」等，對石油藥用價值的這些記述，顯示明代人們對石油性質有了更加深入的認識。
①《明會典》卷三三。
②馬驥：《鹽井圖說》。
①曹學佺：《蜀中廣記》。