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中國造紙術如何傳遍世界?──《中華科技史學刊》

中華科技史學會_96
・2016/03/20 ・3944字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

作者:陳大川(中華科技史學會會員)

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東漢蔡倫造紙是人類文明進展的重要推手。

原始功能、多元載體

蔡倫發明的植物纖維紙是代替竹簡與縑帛,功用是記事、傳文。世界古文明國家也各自發明有同樣功能的「紙」,如埃及用像蘆葦莖做的 papyrus,被翻譯為「埃及蒲草紙」,也可用小莖植物沾石油黑液在上面寫字。印度的 pattra,中國古稱「貝多落葉紙」,是晒乾的棕梠葉用尖針寫字後塗一層黑色粉,就可當書來讀。中東的美索不達米亞,又稱兩河流域,用河邊的泥土做成塊狀,半乾時在上面寫字,至今博物館中仍可見到實物。其他如歐洲的臘板、非洲的石壁、土耳其的羊皮紙,以及美洲及太平洋島中原住民用的 amatle、kapa 等樹皮布紙等,都可以作記事傳文用,與中國的紙載體不同,使用功能卻都一樣。中國式蔡侯紙的原料為民間廢物,製作簡單、花錢少、用途多,因此,世界文明古國自中國造紙方法傳入後,原有的載體短期內便被淘汰。

圖A為印度的pattra,圖B為埃及的
圖A為埃及的papyrus,圖B為印度的pattra。

中國紙豐富東方文化

公元 105 年蔡倫發明造紙後,原料種類、製造方法、產品、種類、官民用途等,都不斷改進,至南北朝時,造紙法已傳到新疆邊境。東晉末年,傳統上一貫使用的竹簡、木牘、縑帛等文字載體被禁止使用(桓玄廢竹簡),只有植物纖維製紙張是唯一的重要文化記載工具。東晉初因戰亂使黃河流域貴族南遷,得南方氣候溫和、物產豐富之利,直到唐宋時期,造紙印書等文化事業仍以江南為重鎮。很多人都知道的大書法家王羲之,在浙江任會稽令時,贈送朋友的紙,一出手就是九萬張,可見當地產紙的豐富。在那時期,中國書法已由慢速度的篆、隸、楷、行等書體,進入快速度的章草、行草、狂草等,共有 120 種不同書體之說,可見當時的紙已使中國進入書法藝術的時代。接著,木刻版印刷術發明,使得中國儒家的文史經典、道家的符咒經書、來自印度的讖語佛經,都在數百年中大量發行,並流傳到韓國、日本和南洋各國,讓中國文化影響東方各國達千年之久。

戰爭使造紙祕密流向西方

紙用於文化,也是商務用品。韓國以東、北越以南、新疆以西,這些邊境鄰國當時多用紙而不造紙,尤其是西域各國,多為原居中國北方的各種民族,因互相爭戰而西遷,遊牧生活缺乏植物纖維原料,更不知造紙的祕密。自從產玉的和闐國王要求下嫁的唐朝公主盜出蠶種、植桑製絲以後,造紙原料桑皮豐富;位居西方要道,文化較高的撒馬爾罕國,便成為中國造紙方法傳入歐洲的起點。造紙術傳出中國的原因為戰爭:漢朝通西域,使西域為中國藩屬。至唐朝,因守將貪汙,引起西域各國聯合抗唐。西元 710 年,新疆邊境外的「怛羅斯之戰」戰敗,唐聯軍中產汗血馬的大宛國,該國王妃由唐朝長安帶來的造紙及裱褙技術人員成為戰俘,於是中國造紙術便傳入當時叫大食國的阿拉伯國家,該國對造紙法保密,獨自銷售紙張至埃及、中東及歐洲達四百年之久。 至 11 世紀,歐洲各國發動十字軍東征,攻打伊斯蘭教國家,這場延續數十年的宗教戰爭,使西歐的英、法、日耳曼、義大利等地區人士見識到東方的豐富資產及重要的造紙技術。

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唐朝軍隊在「怛羅斯之戰」中落敗後,造紙工匠成了戰俘,造成造紙術傳出中國,並隨著十字軍東征遠傳至西歐。

波斯滅亡,使回教獲希臘學術

阿拉伯回教興起,乘波斯與東羅馬帝國長期戰爭民窮財盡之時,一舉將兩國消滅。阿拉伯人利用波斯人及基督教徒由希臘獲得的文經科技知識,設立圖書館、辦大學、翻譯希臘文書籍等。四百年中,提高伊斯蘭國家文化,成為希臘學術及東方文化傳入歐洲的橋樑,使歐洲與希臘斷絕多年後文藝學術得以復興。現在,一些歐洲至今仍很常用的科學名辭,是從東方及阿拉伯文來的。

結合印刷、紙幣與宗教,書籍遍地發行

中國在唐宋時印刷術便很發達,成吉思汗西征,歐洲人已見識到蒙古軍休閒時玩的彩色紙牌,也見識到木版或木活字印的文件。數十年後,馬可波羅來華,看到元朝民間通用的紙鈔,回義大利告訴朋友,記載於《馬可波羅遊記》書中,提及中國的皇帝聰明,在小片的紙上寫幾個字,就可使全國百姓將自己的金銀甘心送到皇帝的金庫裡。他們後來才知道那就是鈔票。中國的紙鈔故事很多,簡單地講,起源於北宋初的公元 994 年,因戰亂停止鑄造銅錢數月,四川成都商人無法給付大量貨款,乃憑信用以白紙寫金額蓋印支付,稱為「交子」,於是大家仿傚,流行商界,以後乃由政府正式發行,成為今用紙幣。南宋時的公 元 1161-1165 年,發行太多,四年後使整個社會「民不言積,戰士不飽,吏不養廉」。現在世界各國領袖都在學中國元朝的皇帝,每一秒鐘都在用蔡倫發明的紙,用機器快速印製鈔票,同時也使技術人員大傷腦筋:要設法防止仿造的假鈔。能遍行全世界的紙,除鈔票以外,還有宗教性質的印刷品,如佛教的佛經、伊斯蘭教的《可蘭經》,不過,這些宗教印製品都不及基督教的印刷品在國際上的無所不在,並以各地區最通用的語言、文字發行。整個歐洲在 15 世紀宗教改革以前,手抄的《聖經》只有主教等少數人可以閱讀。因造紙工廠的增加及印刷術的改良,《聖經》人人可以閱讀。有些改革教派的教堂甚至將教徒奉獻的金錢投資造紙事業,成為紙廠老闆,印刷更多《聖經》供信徒閱讀。

哥倫布發現新大陸後,荷蘭人與日耳曼人最先到美國辦紙廠,美國與加拿大豐富的森林資源,使後來美、加成為世界造紙最多的國家。信奉基督教的美加地區,大量出版教會用書。據聖經公會的 1993 年的報告,單是《聖經》當年在美國的發行量就多達二億八千多萬本。

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據說聖經的累計發行量超過了 50 億冊,是史上發行量最高的書籍。

因商業需要使人人必須用紙

中國人發明造紙術,用紙也最早,比歐洲人早了一千多年。中國社會重視讀書人,知識多者才可做官,又以農立國,做生意多是小商人,而東方各國也是如此,因此紙的用途仍是多是書籍文書。歐洲人則不同,西元 1500 年之前,來自亞洲、非洲及北方強勢民族在此進進出出,社會重武輕文,在文書方面,以當地的羊皮紙或埃及蒲草紙便可應付政府及宗教之用。十字軍東征是社會商業化的轉折點,來自英、法、日耳曼、義大利等地的十字軍領袖,實際了解東方的富有及商業利益後,是強化農產品和工業原料出口,威尼斯便是最大的出口商港,用紙量也因商務需要而大增,歐洲各地的造紙廠因此不斷增加設備。接著而來的海洋探險、東方香料貿易、發現美洲等,地區性商務不久即發展成世界性的企業,紙張也隨商業大量生產銷售,遍及全球。第一次世界大戰之後,興起了以家庭用品為主的消費市場。起初家庭用的紙,除包裝食物及廁所用之外,沒有新的消耗。第二次世界大戰之後,新產品大量出籠,現在如果家中缺紙,便會全家緊張。現在,紙的三大市場包括文化用紙、包裝用紙和家庭用紙。

紙在人文社會及工業革命時期

歐洲到十六世紀末,各國都會自己造紙,但產量甚少,主要因各國都需自用廢麻布原料,而新的原料還沒有發現。一百餘年後,紙的產量雖然增加有限,而用紙的人對世界的認識卻普遍提高,也對未來影響甚大。在 17、18 世紀,發生美國獨立建國和法國大革命,更出了許多知名人士,如戲劇家莎士比亞、完成英雄交響曲的貝多芬、理性批判的思想家康德、建立共產主義基礎理論的哲學家黑格爾、浪漫詩人海涅、醉心於中國的伏爾泰,以及跟德國基督教精神有關聯的文學家與哲學家等,而各界名士更多。此時,西、葡、英、法各國相繼用武力及非法手段奪取殖民地,由殖民地取得土產及原料,再將這些工業原料加工為成品銷售世界各地,於是產生資本主義與工業革命。由於學、商、工各界的繁榮,紙的需要更見迫切,造紙方式也由手工改良為簡單機械。公元 1798 年,法國工人利用灌溉用的水車,將紙料倒在緩慢移動的抄紙網,壓水後晒乾,便是原始的機器紙。由於改良不成功,將它賣給機械師,之後又經過 20 年時 間演變,到 1820 年,才完成真正的小型造紙機械。英國最先開始使用機器造紙,歐洲在 16 世紀建立的手工業紛紛設置機器造紙,而 造紙原料也擴充到凡是植物纖維都可以使用的境地,木材、非木材、使用過的廢紙等,原料充足,加上工業革命發明的蒸氣、電力等傳用機具動力設備帶來的便利,使得全世 界稍有規模的國家,幾乎都有製紙漿機器及造紙廠。在公元 2000 年的千禧年時,據國際造紙雜誌統計,全球已有紙漿廠 5,965 家,造紙 89 廠 8,858 家,每年產紙漿約 1.9 萬噸,紙及紙板約 3.2 萬噸,如以全球人口 60 億人計,平均每人每年用紙為 53.8 公斤。事隔十餘年後的今日,因電子媒體的普遍應用,紙的產銷量必然降低。

因為人們對於紙張的需求與時俱增,為了製造紙張和其他木材製品,有大量的森林正在消失當中。© Daniel Beltrá / Greenpeace

未來如何?——功能多元,載體多元

中國用植物纖維造紙,如果不考慮品質,其最大的優點是製作簡便、使用簡便、工具簡單、技術簡單,且需要的投資少,只要有水與適當的纖維就可一人生產,一日收成。最初,紙的用途只是代替用於寫字較貴的絲綢、較重的竹木簡和較寬的木板。中國以外其他文化較高的古國,各用當地的物產代用,用現代語講,真可謂「載體多元,功能原始」。現在是電子產業的世代,紙的記事傳文功能已大半被電子載體取代,舊有的文化用紙公司,多數呈現合併或倒閉,有些工業包裝紙廠也因文化產業的萎縮受到影響,與數年前的繁榮境況不可同日而語,只有約全球四分之一產量的家庭用紙,仍盛況未減,還看不出將來受電子載體影響的可能。人類的生存脫不了物質與靈命。紙是物,是屬靈思想的載體之一,思想是藉眾多載體而愈豐富,未來的載體會藉紙與電子的基地而更擴大,也可能由此基地新增出更多的功能。我們希望如此,也拭目以待。

本文選自《中華科技史學會學刊第 20 期(2015 年 12 月)


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1997年12月3日,七位科技史同好在科學月刊社集會,議定每月第一個週六下午2~5時假科學月刊集會一次。1998年1月10日第2次集會,議定會名為「共工科學史討論會」。1999年5月,改名「中華科技史同好會」。2004年1月,改稱「中華科技史學會」。 中華科技史學定期舉辦與科技史相關之演講活動,自2000年起也開始發行會刊。詳見本會台灣網站(http://sciencehistory.twbbs.org/)及本會大陸博客網站(http://blog.163.com/ludiresearch@126/)。


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Paxlovid能有效降低死亡風險嗎?COVID-19口服藥現況

台灣科技媒體中心_96
・2022/05/17 ・2421字 ・閱讀時間約 5 分鐘
示意圖/envato elements

今年四月台灣宣布將走向「重症清零,輕症管控」:非放任病毒肆虐式「與病毒共存」(living with covid-19) 的控管疫情策略。 若需要達到「重症清零,輕症管控」的目標,醫療人員的支援與 COVID-19 藥物的使用,將是關鍵手段,對於感染後容易導致重症的個案,也需要有抗病毒藥物來治療或預防惡化

目前有哪些治療新冠肺癌的藥物?

目前首度獲得美國 FDA 許可的抗新冠藥物「Remdesivir」 (瑞德西韋),是透過抑制病毒的 RNA 合成酶達到藥效。美國 FDA 更在近期批准,注射液劑型的 Remdesivir 適用於「出生 28 天及以上、至少 3 公斤」的嬰幼兒染疫患者,成為首款嬰幼兒的新冠療法

然而注射液劑型需要專業的打針技術,並非一般民眾可居家自行使用,因此抗新冠口服藥物的開發,各國一直都很重視。現行已通過美國 FDA 緊急使用授權(EUA)的抗新冠口服藥物,有輝瑞公司研發的「Paxlovid」,以及默克(或稱默沙東)公司研發的「Molnupiravir」(莫納皮拉韋)

而 Paxlovid 是由 Nirmatrelvir(奈瑪特韋)和 Ritonavir(利托那韋)兩種藥物所搭配使用,其中 Nirmatrelvir 主要作用是抑制新冠病毒的 Mpro 蛋白酶活性,進而干擾病毒的複製,達到抗病毒的效果。而 Ritonavir 則是能延長 Nirmatrelvir 在人體內的血中濃度,透過抑制人體內正常酵素 CYP3A4 酵素活性,避免 CYP3A4 快速將 Nirmatrelvir 代謝掉,而失去 Nirmatrelvir 該有的藥效。

這兩個藥物所構成的 Paxlovid 好像一對好夥伴互相協助,成為具有高效力的口服抗新冠藥物

Paxlovid 能有效降低死亡風險?

Paxlovid。圖/ Kches16414 , CC BY-SA 4.0

根據文獻指出,Paxlovid 能降低 COVID-19 感染後的 85-89% 住院或死亡風險,是目前對抗新冠肺炎最佳的選項之一。《新英格蘭醫學期刊》(NEJM)期刊於上個月發表最新 Paxlovid 臨床試驗的研究報告:「Oral Nirmatrelvir for High-Risk, Nonhospitalized Adults with Covid-19」證實,使用 Paxlovid 治療未施打疫苗且有症狀的 Covid-19 患者,能將 Covid-19 的重症風險降低 89%,且藥物的安全性在臨床上可接受,且沒有明顯的安全問題。

不過,此研究個案限於未施打疫苗者,而目前大多數人已經接種過新冠肺炎疫苗,情況略有不同。已有將此藥使用於已施打過疫苗者的研究正進行中,但若在未施打者有幫助,對於施打過疫苗而可能具有部分保護力的人,推測仍應會有治療效果,此研究是在症狀出現三天內給藥得到良好的效果,至於再晚一些時後才給藥,就沒有數據可參考。

但需要注意的是,有在服用其他藥物的患者(如:降血脂、抗腫瘤藥或神經精神藥物等),若服用 Paxlovid 會影響 CYP3A4 的作用,可能也會改變其他藥物的作用效果,若藥物在血中濃度無法被安全控制,往往對病情有負面的影響。因此服用 Paxlovid 需要有專業醫師的評估並開立處方簽才能使用,民眾無法自由服用

Paxlovid 需要有專業醫師的評估並開立處方簽。圖/envato elements

Molnupiravir 口服藥的表現又是如何?

病毒在複製的過程當中,往往需要大量的核糖核苷(ribonucleoside),作為合成新的病毒所需要的材料。而 Molnupiravir 口服藥,是一種「核糖核苷類似物」,也就是病毒在複製所需要的「冒牌」材料,透過這樣的方式干擾病毒的複製過程,進而阻止病毒的繁殖

Molnupiravir 不會像 Paxlovid 去影響到其他藥物在體內的作用,然而這些核糖核苷類似物在人體細胞進行複製的時候也會使用,所以可能具有誘導基因突變的風險

雖然一般來說,口服 Molnupiravir 的療程只有 5 天,在這樣的時間周期來說,對一般成人造成基因突變的風險是很低。但是,Molnupiravir 對於胎兒或哺乳中的嬰兒,風險就顯得高出許多。所以,Molnupiravir 在默克公司的官方網站有聲明,不建議孕婦及哺乳中的女性服用

此外,根據新英格蘭醫學期刊在今年三月的報告中,發現將 Molnupiravir 用於非住院的新冠患者治療中,僅僅將高危新冠患者的住院和死亡風險降低了 30%,低於早前估計的 50%。

Molnupiravir 不建議孕婦及哺乳中的女性服用。圖/envato elements

「老藥新用」的開發策略

環顧目前的抗新冠藥物,大都是利用「老藥新用」(drug repurposing)的藥物開發策略,才能在這麼短的時間達到如此的成就。「老藥」是指已被核准做為臨床使用的藥物,「新用」則是指由原來已核准的藥物中發現新的適應症用途或是新的用法。

老藥的好處就是其藥物臨床前的數據都已經被建立,其中包含藥理實驗、藥物動力學、代謝途徑、副作用等,這些數據對藥物開發相當重要。

在目前這些新冠藥物中,瑞德西韋一開始是用來開發對抗伊波拉病毒,而 Paxlovid 中的 Nirmatrelvir 原先用以治療愛滋病,此外 Molnupiravir 則是為了治療流感。這樣的成功經驗相信能提供政府與學者參考,期望台灣開發新冠藥物有亮眼的成績,也讓我們未來在對抗 COVID-19 疫情當中有更好的手段。

引用文獻

  1. Hammond, Jennifer, et al. “Oral nirmatrelvir for high-risk, nonhospitalized adults with COVID-19.” New England Journal of Medicine 386.15 (2022): 1397-1408.
  2. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Approves First COVID-19 Treatment for Young Children
  3. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes First Oral Antiviral for Treatment of COVID-19
  4.  Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes Additional Oral Antiviral for Treatment of COVID-19 in Certain Adults
  5. Hammond, Jennifer, et al. “Oral nirmatrelvir for high-risk, nonhospitalized adults with COVID-19.” New England Journal of Medicine 386.15 (2022): 1397-1408.
  6. Cox, Robert M., Josef D. Wolf, and Richard K. Plemper. “Therapeutically administered ribonucleoside analogue MK-4482/EIDD-2801 blocks SARS-CoV-2 transmission in ferrets.” Nature microbiology 6.1 (2021): 11-18.
  7. Jayk Bernal, Angélica, et al. “Molnupiravir for oral treatment of Covid-19 in nonhospitalized patients.” New England Journal of Medicine 386.6 (2022): 509-520.

臨床試驗

  • EPIC-HR: Study of Oral PF-07321332/Ritonavir Compared With Placebo in Nonhospitalized High Risk Adults With COVID-19(NCT04960202

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