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“织布机告诉我们目标,这是命运。”

——《刺客联盟》,2008

二进制的经纬纵横

1715年,曹霑在南京出生。这个孩子自然不会预料到他将会以一部小说而名留后世,也不知道家族世代经营的事业正如夕阳般坠下。当时的江宁织造已由曹氏家族执掌了五十年,辖下五万余名织工继续用流传了数百年的技术织出云锦,这种灿如云霞的锦缎只供皇家使用;而织工们按照传统挑花结本,把复杂的织物花纹转成一串用线存储的二进制代码,再依照这些代码,织出龙袍妆花。

在织布机上,预先固定好的竖线是经线,而用织梭从中穿过的则是纬线。纬线从经线上方还是下方穿过,就决定了织物的花纹。繁复的花纹需要多种颜色的丝线,更需要准确无误的操作。而单凭人脑来记忆几十种颜色的纬线应该如何穿过经线,无疑是不可能的任务。

所以早期的织匠们制出了图纸——结本。做为纸上花样和织出锦缎的中间步骤,这些打了结的线条会告诉织工,每种纬线穿过时经线应当提起还是沉下。配合口诀,织匠们可以尽可能地提高效率。

十五世纪,南京云锦艺人制造出了云锦妆花环形花本大花楼织机。这种庞大的提花机高达四米,需要两个人配合操作,楼上的拽花工唱出口诀提升经线,楼下的织手根据提起的经线,投梭打纬妆金敷彩。大花楼织机再没有过太大的变化,可以认为已经达到了人工织锦的效率极限——然而,这也不过意味着每天只能产出几厘米的成品而已。

寸锦寸金,说的就是这种情形。所以元明清三代,都设置了江宁织造以供应宫闱之内的锦缎需求,形成了容纳数十万人的产业。到了曹雪芹出生的康熙乾隆年间,正是云锦的鼎盛时期,秦淮河畔织户云集,机杼声彻夜不绝。

十二年后的雍正初年,曹家被革职抄家而没落,而提花机依然不紧不慢地唧唧作响。此时,在遥远的法国,已经有人开发出了更方便的提花机,只需再过一个世纪,织花锦缎就不再是奢侈品。提花机学会了认出纹样,靠人工记忆的口诀也失去了用武之地。

识字的机器

欧洲游历和学徒的传统,造就了许多城市独特的支柱产业,例如威尼斯的玻璃业和法国里昂的丝织业。1725年,里昂的织匠鲁修做出了开拓性的发明:他用打孔纸带控制经线的提起和放下,从而让织出花样成为了一种半自动的工作。

做为一个乐器工人的儿子,鲁修把家学和自己的工作结合得很好。然而,柔软的打孔纸带不能织出太宽的织物,这是它的致命伤之一;而纸带依然需要有人照看,每穿过一次纬线,纸带就需要向下移动一格。鲁修提花机的最大贡献,在于实现了花纹的二进制存储——以机器能够识别的方式。历史上第一次,机器能够读出存储介质中的内容,并且照其行事。

三年后,鲁修的合作者部分地解决了这种提花机的问题:他用打孔的硬卡片取代纸带,每片卡片上记录几行纹样内容,然后将这些卡片连接起来,构成一个大环。这样就能够织出更大的幅面,也能免除在循环的纹样中更换纸带的工作。又过了将近二十年,发明家沃康松制造出能随着织物的进程而自动进动的纸卡输送装置,进而革新了纺织工业,全自动提花机就此诞生。

虽然沃康松的提花机还有些缺陷,但是的确能够提高纺织的速度。然而,迎接这位发明家的,却是失业的纺织工人迎面扔来的石头。机器抢夺了人们的工作,人们就把怨气撒在机器的发明者身上——这在那个资本主义发展不久的时期,十分常见。

纺织工人的怒气并没有阻挡提花机发展的进程。1805年左右,法国人雅卡尔终于发明了堪称完美的提花机,可以用打孔纸卡控制花纹,完全自动,而且效率是之前的二十五倍,就像一台计算机一般。当时的法国皇帝拿破仑专程来参观这台机器,赠与雅卡尔终身奖金,还允许他从每台卖出的提花机中提取五十法郎。仅仅过了几年,欧洲就有了一万余台雅卡尔提花机。

雅卡尔提花机,可以算是现代计算机的起源之一。几十年后,世界上第一位程序员——一位女性——谦逊地把第一台可编程数字计算机与雅卡尔提花机相比,而这位女程序员,正是诗人拜伦的女儿。

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31 Responses to “记忆传承,信息永生(四)”

  1. error 404说道:

    自动控制原理是一门非常浪漫的课程——让自然,人造物按照规划好的人类意志行事,这是多么奇妙的事情啊!

  2. Ent说道:

    Ada Lovelace!

  3. 芋溪说道:

    哇,学习了

  4. 远上寒杉说道:

    我的第一反应是……她是不是穿越过去的??

  5. 借网藏身说道:

    到了曹雪芹出生的乾隆年间,正是云锦的鼎盛时期,秦淮河畔织户云集,机杼声彻夜不绝。

    十二年后的雍正初年,曹家被革职抄家而没落,而提花机依然不紧不慢地唧唧作响。
    +++++++++++
    不知是我理解错误,还是文章的错误,曹雪芹是雍正年间出生的,主要生活在乾隆年间。

  6. william H.Wei说道:

    中国的古代纪年我总是感觉超级混乱,为什么不统一所有的书籍,一律以公元纪年啊。。。。。我永远记不住这些什么 XX初年,XX年间。。。。

    • 大兔子说道:

      这个柏杨好像这么搞过,不过用朝代年号有自身的好处,不如说贞观开元天宝自然就和某个朝代的某个时期连在一块解读了吧。

    • 代潇莹说道:

      全部公元纪年,亏你想得出

  7. 八肱八趾说道:

    “到了曹雪芹出生的乾隆年间”……“十二年后的雍正初年”……
    汗啊,这是把爹和儿子搞混了吧?不对,好像这样也讲不通。是把康熙祖孙仨的年代搞混了吧……
    其实年号纪年自有成规,在有序之外,我觉得还自有其浪漫。比如一说武德年间,就能感受到朝阳般冉冉上升的盛世曙光;一说天宝初年,就在淫靡中带着一丝山雨欲来的不祥气息。这种纪年体系和公元纪年各有所长,全都改成某圣子的生日纪念,也就丧失了一点人文情怀嘛,就像中国文化里满怀柔情地谈起“江南”,也不好细究说扬州其实在江北,反而云贵湘赣才是合法江南对吧……

  8. cy说道:

    感叹提花机的宏伟啊~

  9. bull说道:

    还拜伦,什么拜伦啊?我是不懂历史了
    只是中国最近出土的提花织物是商朝的。。。。

  10. Alice说道:

    上面那堆纸卡真壮观
    第一个发明纸卡织布的人真是天才

    • bull说道:

      原始腰机和斜织机织制的是没有花纹的平纹织物,为使织物更加绚丽多彩,古人采用挑花杆在其上挑织图案。挑花的方法有两种,一是挑一纬织一纬;二是挑一个循环织一个循环,这种方法应用得较普遍些,但它仍不能提高工作效率。于是,聪明的古人想出了两个方法,一是将挑花杆“软化”,即用综线来代替挑花杆,于是出现了多综式提花机;二是保持挑花杆挑好的规律不变,而寻求一种关系把其中的规律反复地传递给经丝,这样就出现了花本式提花机。提花机是中国人的伟大发明,约在11~12世纪传到欧洲。

        古代蜀锦产地四川双流地区现在仍保留着原始的多综多蹑机。因其踏板布满竹钉,状如当地过河的石礅——丁桥,故称“丁桥织机”。它用32片综32块由轻质竹材制成的踏板来织制一种名为“五朵梅”的窄长花边。操作时,花综用左脚趾控制,地综则用右脚趾控制,每织入一根纬线,便提起一片花综和一片素综。丁桥织机至今仍在民间作为一种主要的手工织机代代相传,织造出富有民族风情的花锦、花边等。

        挑花杆常用竹杆,因而由挑花杆发展而来的花本式提花机也首先采用竹编花本。竹编花本机的形制在今日广西境内也有遗存,因其开口提花机构用竹编制成,故也称“竹笼机”或“猪笼机”。它就地取材,竹木并用,其结构并不复杂,构思却极为巧妙,充分揭示了提花机按花纹要求以一定程序起花的重要原理,为今后的演变奠定了良好的技术基础。古代的提花织物是在木制提花机上由织匠手工织造而成的,非常费时费力,因此,提花织物价格也特别昂贵,一般为贵族所用。

        由于原始腰机的张力有限,提花综杆的数量受到了限制,因而织物的纬向花纹循环无法扩大,纹样图案的织造产生了局限性.。对于花纹循环大、组织复杂的大花纹,如花卉纹、动物纹等,织造起来就显得相当困难了。人们为寻求更好的织造原理及方法,经过长期的摸索实践,大约在秦汉时期逐步发展成花楼束综提花装置,这里所称的“花楼”,是一种高耸于织机上部、控制提花机经线起落的织机部件,因此,束综提花机又称“花楼机”。

        花楼机是我国古代织造技术最高成就的代表。它用线制花本代替竹制花本,贮存提花程序,织花纹开口不用综片,而是每组经线用线综牵吊,每梭所需提起的经线上的线综再另用衢线牵引经丝开口。织造时,由两人配合操作,一人坐在花楼之上(古时称挽花工),口唱手拉,按提花纹样逐一提综开口,另一人(古时称织花工)脚踏地综,投梭打纬。这样,花纹的纬线循环可以大大增加,花样也可扩至很大,且更为丰富多彩。唐代前以多综多蹑机居多,唐以后则束综提花机大为普及。

        束综提花机经过两晋南北朝至隋、唐、宋几代的改进提高,已逐渐完整和定型。在宋代楼璹的《耕织图》上就绘有一部大型提花机。这部提花机有双经轴和十片综,上有挽花工,下有织花工,她们相互呼应,正在织造结构复杂的花纹。这也许是世界上最早的提花机,在当时堪称世界第一。到了明代,提花机已极其完善,这在明代宋应星所著的《天工开物》中可得到印证。

        束综提花机以织物组织适应性广、花幅大小随机可变等优越性能,编织出一批批优秀的丝织品,而丝织品种的不断更新,也促进了提花机的完善。1801年,法国人贾卡(Jacquard)在中国束综提花机的基础上发明了新一代提花机,用穿孔纹版代替花版,从而使丝织提花技术进入了一个新时代。中国目前使用的大多是这种纹版提花机,并逐步走向电脑自动化。

      一点也不天才 中国人发明的才是天才,

      纸卡不过是改进

  11. bull说道:

    楼机是我国古代织造技术最高成就的代表。它用线制花本代替竹制花本,贮存提花程序,织花纹开口不用综片,而是每组经线用线综牵吊,每梭所需提起的经线上的线综再另用衢线牵引经丝开口。织造时,由两人配合操作,一人坐在花楼之上(古时称挽花工),口唱手拉,按提花纹样逐一提综开口,另一人(古时称织花工)脚踏地综,投梭打纬。这样,花纹的纬线循环可以大大增加,花样也可扩至很大,且更为丰富多彩。唐代前以多综多蹑机居多,唐以后则束综提花机大为普及。

  12. bull说道:

    就好比牛痘 不过是人痘的改进版本。但是说的好像英国人凭空发明一样。
    不过 话说英国人搞学术欺诈是有传统的,远的不说 皮尔当人就是个典型

    • 八肱八趾说道:

      这个……各家为各家记功也是人之常情,中国么,一是不喜欢嚷嚷,二是一嚷嚷就有某些人搬出“我家祖上也是阔过的”来指认这是阿Q精神,所以……

    • 猛犸说道:

      这个可能有点偏颇了。

      楼机和雅卡尔提花机的差别在于一个是人工操作,另一个是自动化操作,不再需要织工记忆口诀;差别类似于是算盘和机械计算机。

      不应该说机械计算机是算盘的改进吧。

      • 文赋说道:

        中国有的是人,提高效率只会降低就业机会。现在也是如此,所以公司里并不需要提高效率。O, really?还是害怕提高效率带来的副作用?

        • william H.Wei说道:

          如果提高效率,能带来更多的社会总体盈利,那么就算失业增加,只要通过合理再分配,也是值得的吧。当然,这个再分配。。。。也确实是个难度很大的事情。。。

        • 555说道:

          个人觉得就是因为历史上国人老是为了一些个人的蝇头小利,而置集体利益于不顾、甚至于践踏(例如封建统治阶层为了便于统治,重文轻理、重农抑商,导致科学进步及其缓慢),天朝才会在2000多年的历史中没有什么重大的进步,有的也就是那么昙花一现;而欧洲通过科学发展和合理的体制,只用了200多年的时间,就赶超了天朝。
          到了现代,中国结合自身特点学习西方的精华,才又开始重新崛起;但现在教育和科研上又开始重蹈覆辙,只重视眼前的金钱利益,实质上的传道授业和真正的研究所占的重要性和比例反而越来越低。。。

  13. raedme说道:

    历史上第一次,机器能够读出存储介质中的内容,并且照其行事
    ------------------------------------
    这才是关键

  14. 阿猫说道:

    曾经的纺织工程学生的路过……话说织布真不是人干的活,就算发展到现在,一个女工管十几台机器这么高的效率,光是接一下断线的工作还是枯燥到难以言喻啊~

  15. HDQ说道:

    "历史上第一次,机器能够读出存储介质中的内容,并且照其行事。"

    关于这个第一,八音盒算不算更早?由以下这句想到的:

    "做为一个乐器工人的儿子,鲁修把家学和自己的工作结合得很好。"

    • gh说道:

      国人老是争几百上千年前谁是第一个发明什么什么的有什么意义呢?还不如多花点时间在现代弄一些真正有意义的世界发明。
      而且对于新事物来说,最重要的是将其普及推广到社会。从这一点来说,就算假设中国在几千年前就创立了机械存储信息的原理,但没有西方发明的计算器和电脑的话,又有什么意义呢?(估计按照天朝的发展规律,没有西方科学的引进,天朝再过几百年也还会是维持封建时代的科学水平,甭想什么现代社会、计算机时代呢)。

  16. 大灰羊说道:

    那团巨大的纸卡真是....哇哦!!真吓人

  17. horsefaced说道:

    那次在南京看到那个花楼,天啊,身为程序员的我,看的是眼花缭乱,一堆堆扭面状结构结本在眼前堆着,看了半天也没有明白这玩意儿是怎么个表示法.

  18. cl49说道:

    好象,我有次看到电视里介绍,罗马时期,一个著名的数学家,做了一个自动放映的机器,用沙子做动力,用带分支的园棍和绳子做控制,绳子绕在圆棍上,沙子漏下,压得绳子带动圆棍,圆棍上的每个分支,控制绳子改变方向,这样就可以自动播放木偶剧,可惜的是时代不对,没流传和发展

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