提花机对世界近代电子信息科技史的发展影响
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其实这些织物看似复杂,归根到底也只是由垂直方向的经线和水平方向的纬线交织而成。想知道织布机是如何实现这一功能的,我们就要从它的结构开始了解。
织机以投梭的形式,将纱线通过经、纬向(面料长度方向为经线,面料宽度方向为纬线)的上下交替叠压,构成梭织织物。
但是仅凭经纬线的交织,古人是如何制造出下图这些复杂的图案呢?
古人发明了花本技术,实现了提花技术中最难掌握的一步,也就是把预想的图案重现在织物上。
花本就是“挑花结本”的合称。所谓的挑花,是在图案纸样上画若干方格,分成若干区,计算好每一区的经纬线数,算计分寸。
设计师将作品所包含的各个元素通过线条表现,绘制成细致的白描稿,再分版块拷贝复制。
然后用一竹片钩子,挑起代表经线的丝线脚子线,引入代表纬线的棉线耳子线。
再按照我国最古老的结绳记事的方法,分数量编结好线团,即结本。
使成千上万根经线有规律地交互上下提综,几十种纬线有次序地横穿排列,按照设计好的图案,编成一整套花纹记忆存储程序。这时花本就结好了,可以上机来织造。
这个看似平凡无奇的花本,其实已经利用了非常超前的“二进制”的思想。
二进制是计算技术中广泛采用的一种数制,数据只用0和1两个数码来表示。它的基数为2,进位规则是“逢二进一”,借位规则是“借一当二”。因为它只使用0、1两个数字,非常简单方便,易于用电子方式实现。
如果我们把提花机花本的经纬线的上下交叠关系,翻译成两种代码。比如:
经线在纬线上,用1代表;
纬线在经线上,用0代表;
那么,整幅织物的图案,就会变成一副只有两个数字的二进制字符图。
提花机织造时,挽花工就是将编好的花本程序翻译成具体经纬线上下压叠关系,用衢(qú)线牵引经丝开口,以便织工穿梭织造。
提花机的提花花本工艺思想的改进,促进了织物基本组织的复杂化与多样化,为织物带来更多创造性空间,并且具有重要的信息存储功能。
花本式提花机(即束综提花机)代表了我国古代织造技术最高成就。它出现于东汉,因其中一个形似高楼的竖综装置,所以也被称做大花楼提花机。它用线制花本贮存提花程序,再用衢(qú)线牵引经丝开口。
织造时,上下两人配合,坐在三尺高花楼上的为挽花工,他口中唱着按花本程序编成的口诀,同时用手提拉花束综。坐在下面的织工则协同动作,一来一往穿梭打纬,一行行为织物织造出纹饰。
挽花工提拉竖综,就像是敲击电脑键盘;坐在下面的织工投梭织造,织出的织物就像电脑显示屏。工艺后经两晋南北朝隋唐时期的改进,到了宋代更为完善,并经丝绸之路传入西方。
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,将能够存储信息和传输信息的花本,发展简化成一种革命性的装置——穿孔提花纹板,利用预先打孔的卡片来控制织物的编织式样,速度比老式手工提花机快了25倍,就好比从自行车到汽车的飞跃。而他本人的名字在英文中也被赋予了“提花”的释义。
穿孔提花纹板,利用预先打孔的卡片来控制织物的编织式样
这种有孔纸板,不止颠覆了传统丝织业,更为人类打开了一扇信息控制的大门,启发了电报信号的传送原理(也是早期计算机的雏形)。
20世纪40年代迎来了计算机的时代,IBM公司开始制造计算机。这时候的计算机没有放弃类似于贾卡提花机上的那种打孔卡片,还在利用它编程。直到20世纪80年代后期,打孔卡片最终被电子媒介——磁带和光盘所取代。
因此我们可以这样说,中国古代发明的提花机对世界近代电子信息科技史的发展影响巨大。
谁能想到,我们现在视为尖端科技的计算机,竟与织布机血脉相连。也许,当你使用计算机的时候,本质上也是在以光速做着编织工作,而历史上那些摆弄织机的勤劳的女性,可能是世界上最早的一批程序员。
来源:中国数字科技馆
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