宋代壁畫中的紡車與織機(jī)圖像研究——以山西高平開化寺北宋壁畫認(rèn)定為例

徐巖紅

（山西財(cái)經(jīng)大學(xué)文化傳播學(xué)院，山西太原 030006）

作為中國(guó)歷史上技術(shù)革新與蓬勃發(fā)展的階段，宋代的紡織業(yè)及紡織技術(shù)也日趨成熟和完善，并達(dá)到了一個(gè)嶄新的時(shí)期，在中國(guó)紡織科技史上具有不可或缺的歷史地位。但是，技術(shù)創(chuàng)新作為獨(dú)立的文化現(xiàn)象在傳統(tǒng)觀念中并沒有獲得足夠的重視，科技史沒有形成系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的記載，紡織技術(shù)多有遺失，特別是紡織圖像資料寥若晨星。所幸，山西高平開化寺①高平開化寺位于山西省高平縣東北舍利山麓，創(chuàng)建于晚唐昭宗時(shí)期，現(xiàn)存的大雄寶殿重建于北宋神宗熙寧六年（1073）到哲宗紹圣三年（1096）之間。宋代壁畫中的《觀織圖》為我們保留了宋代紡車和織機(jī)的形象，成為我們研究宋代紡織科學(xué)技術(shù)的珍貴圖像資料。

《觀織圖》（圖1）位于開化寺大雄寶殿西壁中部，結(jié)構(gòu)清晰，用筆遒勁，為壁畫再現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的精品。根據(jù)壁畫題記，可知此圖是畫工郭發(fā)于北宋哲宗紹圣三年（1096）前后陸續(xù)完成。高平開化寺壁畫中的紡織機(jī)械包括紡車和織機(jī)兩部分內(nèi)容。紡車為“臥式紡車”，是一種對(duì)苧麻、蠶絲等纖維，運(yùn)用加捻的方式，使其抱合成連續(xù)性無限延伸的紗線，以便使其適用于織造的一種紡織機(jī)械?？棛C(jī)為“單綜雙躡立式織機(jī)”，是采用物理學(xué)上的杠桿原理，用腳踏板控制綜片的升降，使經(jīng)紗分成上下兩層，形成一個(gè)三角形開口，以織造平紋織物的一種紡織機(jī)械。

一 高平開化寺宋代壁畫中紡車的基本結(jié)構(gòu)和機(jī)械原理

圖1 高平開化寺宋代壁畫《觀織圖》中的紡車和織機(jī)［1］

中國(guó)古代通用的紡車按結(jié)構(gòu)可分為手搖紡車和腳踏紡車兩種類型，高平開化寺宋代壁畫中的紡車屬于手搖紡車的一種②紡車在宋代得到改進(jìn)和提高，當(dāng)時(shí)紡車主要類型有:臥式手搖紡車、立式手搖紡車、腳踏紡車、水力大紡車。。關(guān)于手搖紡車的圖像資料，在出土的漢代文物中曾多次發(fā)現(xiàn)，這說明手搖紡車早在漢代就已非常普及，但唐以前的多綻紡車圖像史料無處可查，敦煌五代壁畫中的二綻手搖紡車，成為目前中國(guó)最早的多綻紡車圖像資料［2］209。高平開化寺宋代壁畫中的紡車圖像，主要結(jié)構(gòu)清晰，可以確定是一架臥式手搖單錠紡車。

（一）高平開化寺宋代壁畫中紡車的基本結(jié)構(gòu)分析

高平開化寺宋代壁畫中的紡車為背面，對(duì)于紡工來說，紡輪在左，錠架在右，是一架臥式手搖紡車。其結(jié)構(gòu)主要由支架、紡輪、綻架三部分組成，清楚地再現(xiàn)了宋代手搖單錠紡車的結(jié)構(gòu)形制。經(jīng)過對(duì)壁畫中手搖紡車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，并參考有關(guān)歷史文獻(xiàn)資料后，對(duì)其做基本結(jié)構(gòu)示意圖（圖2）。從中可以看出，其支架部分主要是由四件木板或木棍構(gòu)成。這四件木板或木棍經(jīng)過相互穿插鉚合后，組成一個(gè)呈相互十字交叉、左右對(duì)稱的紡車支架。這種由十字交叉、左右對(duì)稱的木板或木棍組成的支架，其結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)固。

圖2 高平開化寺宋代壁畫《觀織圖》中的紡車結(jié)構(gòu)示意圖

在手搖紡車支架右邊的立柱上安置有一圓形的紡輪，紡輪的中心為鑿成具有一定厚度的圓形的木板，圓形木板的周圍均勻的穿插有八根木質(zhì)輻條。在圓形的厚木板的中心有一軸，通過此軸把紡輪安置在紡車的支架上。另外在紡輪的中心軸上還應(yīng)安置有曲柄，由于壁畫中的紡車為背面，透視關(guān)系使我們無法看到這一曲柄。

在手搖紡車的支架左邊為兩根裝紡錠的錠架，紡錠將穿過這兩個(gè)錠架中心的孔，與錠架十字相交。

（二）高平開化寺宋代壁畫中紡車的機(jī)械原理分析

高平開化寺宋代壁畫中紡車的機(jī)構(gòu)屬于繩輪傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)，是一種通過繩弦傳遞運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)的裝置機(jī)構(gòu)。這種裝置機(jī)構(gòu)主要是通過大輪和小輪的大小差異使小輪作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。先搖動(dòng)曲柄，曲柄通過紡輪上的輪軸帶動(dòng)大紡輪旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，手搖曲柄與大輪的角速度相同，但大輪線速度明顯加快。然后，大輪用繩輪傳動(dòng)裝置帶動(dòng)直徑較小的小輪——紡錠，在線速度不變的情況下使小輪的角速度加快，這樣卷繞的效率大大提高［3］336，從而使紗線進(jìn)行合并、加攆，達(dá)到紡線的目的。操作時(shí)，一只手搖動(dòng)紡輪中心軸上的曲柄，使紡輪旋轉(zhuǎn);另一只手把纖維抽成一根松紗，繞在紡架上的紡錠的凹槽內(nèi)。然后，再通過交叉的繩弦使紡錠與紡輪相連，從而使旋轉(zhuǎn)的紡輪帶動(dòng)紡錠旋轉(zhuǎn)，紡錠便把松紗捻緊成連續(xù)性無限延伸的紗線后，纏繞在紡錠上。這樣就增加了纖維的長(zhǎng)度，提高纖維的強(qiáng)度，以便使其適用于織造。山西高平開化寺宋代壁畫中的手搖紡車，其主要構(gòu)件與山東臨沂金雀山西漢墓中出土的帛畫中的手搖紡車（圖3）的主要構(gòu)件類同。由此可知，手搖紡車在宋代已成為一種普遍的紡紗工具。

圖3 山東臨沂金雀山漢墓出土的帛畫中手搖紡車［4］128［3］71

二 高平開化寺宋代壁畫中織機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和機(jī)械原理

高平開化寺宋代壁畫中的織機(jī)與敦煌五代壁畫K98《華嚴(yán)經(jīng)變》中的織機(jī)（圖4）一樣，屬于單綜雙躡立式織機(jī)。它采用物理學(xué)上的杠桿原理，用腳踏板來控制綜片的升降，使經(jīng)紗分成上下兩層，形成一個(gè)三角形開口，以織造平紋織物。

圖4 敦煌五代壁畫《華嚴(yán)經(jīng)變》中的腳踏式立機(jī)［2］210

有關(guān)立式織機(jī)的記載不是很多。現(xiàn)存最早記載出自敦煌遺書收錄的契約文書。在敦煌文書中經(jīng)常出現(xiàn)“立機(jī)一匹”、“好立機(jī)”等名稱，應(yīng)該是立機(jī)所織棉布的代稱。敦煌五代壁畫K98《華嚴(yán)經(jīng)變》中的這架腳踏式立機(jī)的圖像，是世界上最早的腳踏式立機(jī)圖像［2］210。從壁畫中出現(xiàn)的立機(jī)圖像來看，這段時(shí)間新疆地區(qū)已普遍使用立機(jī)織毛織品和一些粗紡棉織品。只是這種立式織機(jī)的使用遠(yuǎn)不如水平機(jī)和斜織機(jī)普遍。到宋元時(shí)期，這種立織機(jī)從新疆地區(qū)傳入內(nèi)地，山西萬泉（今萬榮縣）木工出身的薛景石，根據(jù)自己長(zhǎng)期修造織機(jī)的豐富經(jīng)驗(yàn)，并總結(jié)各家所長(zhǎng)，寫出了《梓人遺制》一書，書中對(duì)當(dāng)時(shí)流行的一些織機(jī)，如立機(jī)子、華機(jī)子、羅機(jī)子和布臥機(jī)子等，一一繪圖說明，既繪有零件圖，又有總體裝配圖，并標(biāo)明每個(gè)零件的尺寸和安裝部位。其中的立機(jī)（圖5）就是對(duì)新疆傳入內(nèi)地的立織機(jī)的某些部位作了改進(jìn)。改進(jìn)后的織機(jī)，開口、投梭、打緯三個(gè)主要運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步完善，使布的產(chǎn)量和質(zhì)量大大提高。山西潞州地區(qū)（以今長(zhǎng)治市為中心的晉東南一帶），由于推廣了薛景石制造的織機(jī)，加速了當(dāng)?shù)丶徔棙I(yè)的發(fā)展，使其與江浙地區(qū)的紡織業(yè)并駕齊驅(qū)，當(dāng)時(shí)有“南松江，北潞安，衣天下”的說法［5］。

（一）高平開化寺宋代壁畫中織機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分析

高平開化寺宋代壁畫中織機(jī)的機(jī)架、經(jīng)面、腳踏提綜板、提綜桿、分經(jīng)木、馬頭、綜框、筘等部件都刻畫得十分清晰，從中可以看出踏桿如何傳動(dòng)綜框運(yùn)動(dòng)，因此可以確定是一架立式單綜雙躡織機(jī)。

圖 5 元代薛景石《梓人遺制》中的立機(jī)圖［3］337［4］146

壁畫中的立式綜躡織機(jī)是由中軸式雙躡單綜斜織機(jī)發(fā)展而來的機(jī)型，由于其徑面垂直于地面，因此被稱為“立機(jī)”。根據(jù)壁畫圖像做立式綜躡織機(jī)基本結(jié)構(gòu)示意圖（圖6）。從圖中可以看出，織機(jī)的結(jié)構(gòu)主要是由機(jī)架、滕子、笈等部件構(gòu)成。

圖6 高平開化寺宋代壁畫《觀織圖》中的織機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

機(jī)架，是由支撐整個(gè)立機(jī)的兩根直木和支撐機(jī)身的兩根斜木支架組成。兩根直木之間的距離為立機(jī)的寬度，其他所有部件均安置在機(jī)架上。

滕子，即壁畫中織機(jī)下部的卷經(jīng)軸，是用來纏繞織布用的經(jīng)線的一根架于機(jī)架最上端的橫木軸。由于它被經(jīng)線纏繞，故在畫面中看不清其具體結(jié)構(gòu)，參考有關(guān)文獻(xiàn)分析應(yīng)為八楞狀，軸的兩頭各有一個(gè)軸牙，可以隨意回轉(zhuǎn)和固定，從而控制卷經(jīng)量。每織完一段布帛，轉(zhuǎn)動(dòng)軸牙，即放出一段經(jīng)線。有了卷經(jīng)軸，經(jīng)線平整，其長(zhǎng)度又可隨意調(diào)節(jié)，保證了織造時(shí)經(jīng)線的張力。

笈，即筘，是壁畫中織布女右手所拿部件，用繩子或藤條吊掛在織機(jī)上面，內(nèi)鑿池槽，用來控制經(jīng)的密度并用來打緯的織機(jī)中的主要部件之一。它的寬度，即布幅的寬度。在我國(guó)古代通常用“杼軸”來代表織機(jī)。“杼”即筘，“軸”即卷經(jīng)軸，是織機(jī)上的兩個(gè)主要構(gòu)件，可見這兩個(gè)部件在織機(jī)中的重要性。

馬頭，是壁畫中機(jī)架左右兩邊直木上分別裝有的前大后小，形似馬頭的兩塊木板。木板上鉆眼，以承受分經(jīng)木、高粱木、約繒木等部件。其中，分經(jīng)木將經(jīng)分為上下兩層，有分經(jīng)開口的作用;高粱木用來固定經(jīng)絲的位置;約繒木是用來裝配鴉兒木的部件。

懸魚兒，即綜框的提桿。下部有一圓眼可安裝綜桿，通過繩子與馬頭相連。

鴉兒木，是一杠桿，上端與曲胳肘子相連，下端與懸魚兒相連，起著提綜桿的作用。

掌滕木，是用來支撐經(jīng)軸的木桿。

大五木，即中軸，是整個(gè)織機(jī)的中樞。它后裝引手，通過連桿將中軸與腳踏板相連，并由腳踏板牽動(dòng);前裝掌木，又稱下前掌手，用于支撐滕木的下端;下裝垂手，其口子與曲胳肘子相連，用于推拉壓徑木和推動(dòng)綜片運(yùn)動(dòng)。

卷布軸，位于壁畫中織機(jī)的最下端，通過左右兩塊木板與機(jī)身相連，用來卷繞織成的布匹，長(zhǎng)隨立機(jī)之寬，為柱形方體。

長(zhǎng)短腳踏，即壁畫中織布女雙腳所踩部件。長(zhǎng)腳踏在右，通過連桿與綜片下端相連;短腳踏在左，通過連桿與提綜桿相連。提綜桿又與馬頭相連。連桿，采用木質(zhì)，呈剛性，分別連接左引手與短踏腳、右引手與長(zhǎng)踏腳。

梭子，即壁畫中織布女左手所拿部件，中心為空，以放緯線，上面鉆眼兒，引出緯線，是用來投緯的織機(jī)部件。

經(jīng)分析可知，高平開化寺宋代壁畫中的織機(jī)是一架配備有機(jī)架、滕子、笈、馬頭、卷經(jīng)軸、卷布軸、綜片（單綜）、踏板等部件完整的立式單綜雙躡織機(jī)。

（二）高平開化寺宋代壁畫中織機(jī)的機(jī)械原理分析

高平開化寺宋代壁畫中的立式單綜雙躡織機(jī)采用物理學(xué)上的杠桿原理，用腳踏板來控制綜片的升降，從而使經(jīng)線分成上下兩層，形成一個(gè)三角形開口，以織造平紋織物。

織機(jī)的機(jī)架垂直于地面，其上部頂端架有卷經(jīng)軸，中間為經(jīng)線，從上向下展開。到機(jī)架中部時(shí)，經(jīng)線通過分經(jīng)木被分為上下兩層。機(jī)架兩旁有與馬頭相連的吊綜桿，通過吊綜桿與綜框連接，再由棕繩連接于腳踏。

織造時(shí)，織工坐在織機(jī)前面的長(zhǎng)凳上，當(dāng)織工踏下長(zhǎng)踏腳時(shí)，連桿就頂起與其相連的右引手，中軸就向前轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)前掌手下降，經(jīng)軸也就因此下降而放松其張力。在中軸向前轉(zhuǎn)的同時(shí)，中軸上的垂手子向后移動(dòng)，拉動(dòng)與其相連的曲胳肘子，曲胳肘子又帶動(dòng)鴉兒木一端往后，其另一端就把懸魚兒往前拉。這樣，綜片就提起經(jīng)線作一次開口，此時(shí)織工一手拿梭，梭子穿過一道緯線，另一只手便使勁壓線，使布細(xì)密平整。當(dāng)另一塊短踏腳被踏下時(shí)，與短踏腳相連的連桿就被往下拉，中軸向后轉(zhuǎn)動(dòng)，前掌手上升，頂起掌滕木，經(jīng)軸也隨之上升，垂手子向前移動(dòng)，推動(dòng)曲胳肘子，懸魚兒通過鴉兒木而得到放松，穿過綜片的一組經(jīng)絲被放松，而由曲胳肘子中間壓經(jīng)木控制的一組經(jīng)絲則位于經(jīng)絲上層，形成新的開口后，再重復(fù)穿梭和壓線動(dòng)作。如此往復(fù)，織品就縷縷而成。當(dāng)織好一段布匹后，可以一邊扳動(dòng)經(jīng)軸一端的軸牙放經(jīng)，一邊轉(zhuǎn)動(dòng)卷布軸一端的軸牙張緊經(jīng)紗，繼續(xù)織造。由于短踏腳與連接處位于機(jī)身之前，踏下時(shí)拉動(dòng)中軸，使其與長(zhǎng)踏腳相連的連桿也作向下運(yùn)動(dòng)，就把與連桿連接處在機(jī)身后的長(zhǎng)踏腳壓下，通過轉(zhuǎn)軸，其機(jī)身前的部分上升，為下一次踏板準(zhǔn)備條件。

織機(jī)采用腳踏提綜開口裝置是織機(jī)發(fā)展史上一項(xiàng)重大發(fā)明，將織工的雙手從提綜動(dòng)作中解脫出來，專門從事投梭和打緯工作，大大提高了生產(chǎn)率。

三 結(jié)語

目前已知宋代手搖紡車的圖像資料有敦煌莫高窟五代壁畫《華嚴(yán)經(jīng)變》中的手搖紡車和北宋王居正《紡車圖》繪畫中描繪的手搖紡車［3］337，這兩架紡車均為立式手搖紡車。而高平開化寺宋代壁畫中的紡車為臥式手搖紡車，成為目前研究宋代臥式手搖紡車的珍貴圖像資料。壁畫中所繪的立式綜躡織機(jī)是宋元時(shí)期山西一帶較為流行的一種織機(jī)，這種紡織制造技術(shù)在傳統(tǒng)斜織機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用腳踏提綜開口裝置，使其生產(chǎn)效率得到很大提高，為當(dāng)?shù)厝嗣駨V泛使用，并一直延續(xù)到元明清，即使在近代的山西境內(nèi)，有一些地區(qū)仍在使用這種技術(shù)。

高平開化寺宋代壁畫中的紡車與織機(jī)圖像，為我們了解和研究宋代臥式紡車和立式織機(jī)的結(jié)構(gòu)和機(jī)械原理提供了可靠的圖像資料。山西高平開化寺宋代壁畫中出現(xiàn)的《觀織圖》與山西萬泉薛景石的《梓人遺制》，以及山西潞州地區(qū)紡織業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r相互印證，從一個(gè)側(cè)面反映了宋元時(shí)期山西地區(qū)紡織業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。

［1］柴澤俊.山西寺觀壁畫［M］.北京:文物出版社，1997:170.

［2］王進(jìn)玉.敦煌石窟全集·敦煌科學(xué)技術(shù)畫卷［M］.香港:香港商務(wù)印書館，2001.

［3］盧嘉錫總主編.中國(guó)科學(xué)技術(shù)史·機(jī)械卷［M］.北京:科學(xué)出版社，2000.

［4］趙翰生.中國(guó)古代紡織與印染［M］.北京:商務(wù)印書館，2004.

［5］劉克祥.棉麻紡織史話［M］.北京:中國(guó)大百科全書出版社，2000:39.