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        關于鉛筆的那些誤會:名叫鉛筆,其實不含鉛

        關于鉛筆的那些誤會:名叫鉛筆,其實不含鉛

        2020年09月04日 13:56 來源:北京日報參與互動參與互動

          張慧

          又是一年開學季。對于很多第一次走入校門的小朋友來說,鉛筆是他們學習寫字時拿起的第一支筆。

          每年有上百億支鉛筆被源源不斷地從工廠里制造出來,既稀松平常,又價格低廉。簡單的木質筆桿包圍著筆芯,最多在筆端加上一道金屬壓條,連接著一小塊橡皮——鉛筆的制作工藝看起來似乎并不復雜,以至于我們常常忘了它其實是一種非常年輕的書寫工具,制作一支鉛筆又曾經集合了多少人的智慧。

          我們對鉛筆的誤解不少,甚至連鉛筆的名字也充滿誤會。

          名叫鉛筆,其實不含鉛

          寫寫畫畫、順手涂鴉,遠古時代的人類也和今天一樣,有把語言和思想書寫下來的沖動,各種各樣的書寫工具也就隨之誕生。從石板刻字、甲骨占卜,到中國古代的毛筆以及歐洲的蘆葦筆或是鵝毛筆,這些書寫工具譜下了燦爛的文明篇章,但共同的缺陷是不方便攜帶、難以隨時書寫記錄。毛筆的潑墨需要工整的臺面與隨時研磨;鵝毛筆也得不時蘸墨,還要隨身帶著一把小刀以便削尖被磨損的筆頭。直到最易于攜帶也最穩定的筆——鉛筆出現,才改變了這一局面。

          鉛筆其實不含鉛。據說古羅馬時代的人習慣用金屬夾著鉛來書寫,但那種筆和今天的鉛筆大不一樣。事實上,鉛的毒性很強,也不適合作為日常書寫工具。那鉛筆為什么又由此得名呢?

          鉛筆的故事要從16世紀初英國坎伯蘭一個名叫凱西克的村子說起。按照當地流傳最廣的說法:在一個暴風雨肆虐的夜晚,狂風連根拔起了凱西克村博羅代爾地帶的幾棵大樹。村里人在做清整時,發現樹底下露出了一塊含有黑色礦物質的礦床。這種黑色礦物質就是后來鉛筆筆芯的核心成分——石墨。

          石墨是一種軟性礦物質,不溶于水、耐高溫(熔點在3600℃),導電性、潤滑性和化學穩定性都十分良好,今天被廣泛用于民用和國防工業,當然也包括鉛筆制造?;氐?6世紀的英格蘭小鎮,這種礦物質在當時還是神秘事物。它最開始的名稱五花八門,有人叫它“wadd”,有人叫它“willow”,詞義都跟黑色有關,最常用的稱呼還是“black lead”,意思是“黑色的鉛”。因為新發現的礦物質與鉛的外表相似,被人們隨口叫做“黑鉛”,于是之后用這種礦物質做成的筆,即使不含鉛,也被叫成了“鉛筆”。

          最開始的“鉛筆”出現得很隨意,隨意到不能用發明這個詞來形容。村里的農民隨手拾起一小塊石墨,發現手指被染色,于是就用它來給自家的羊做區分標記。蓋房子需要打樁的標記位置、木匠手工的測算標記、木頭貨箱上的標注……隨時書寫的便利讓其很快流行開來,使用形式上也向一支筆靠近:把石墨削成細條,在外面纏上布,書寫時就不會弄臟手指;或者用細線密密纏上一個線圈,前端露出的石墨被磨平以后,就再解開一段纏線。16世紀末,凱西克村的工匠開始把石墨塊切割成細條,放置于挖出凹槽的方木桿中,削平冒出木桿的石墨條部分,再在木桿兩端粘上薄木片——鉛筆的雛形就這么誕生了。也有觀點認為最早開始這么做的是意大利人,但不管怎么說,提到鉛筆的誕生總是繞不過英格蘭的凱西克村。凱西克村也確實是早期世界鉛筆的制造中心,直到今天,該村還有一座用鉛筆工廠改建成的凱西克鉛筆博物館。

          再回到當年石墨的故事上。用石墨標注的醒目痕跡很快引起了其他地區人們的注意。石墨制成的鉛筆墨跡清晰又容易修改擦拭,非常適合繪制諸如炮彈模具之類精確的軍事繪圖。于是英國國王喬治二世立即宣布,把凱西克村博羅代爾的礦區收歸皇室所有。英國人把石墨礦視作天賜的禮物,禁止出口。作為當時世界上唯一一處已知的純石墨產地,凱西克名聲大噪,派出武裝部隊對礦床進行嚴密看守;開采出的石墨運去倫敦進行巨額拍賣時,往來也都有武裝護送。除了軍事用途,鉛筆還十分適合藝術和設計家的草圖繪制,整個歐洲對鉛筆的需求量都十分巨大,石墨的走私活動也開始出現。借由這種方式,鉛筆悄悄流傳,到了16世紀60年代末,已經傳遍整個歐洲。

          英國坎伯蘭鉛筆博物館內景。

          看似古老,其實很年輕

          從16世紀到18世紀將近三百年的時間里,英國王室一直壟斷著石墨的供給,今天平淡無奇的小小鉛筆,在當時的歐洲各國都算是奢侈品。為了突破困境,找到自己國產鉛筆的制造方法,歐洲國家成百上千的人孜孜以求地實驗。

          埋藏石墨的變質礦床,由富含有機物和碳物質的沉積巖經過區域變質作用而成。全球石墨資源分布相對集中,今天全球石墨總儲量有上億噸,其中90%以上的石墨儲量集中在巴西、中國、印度和墨西哥四國(我國石墨儲藏量約占世界的30%以上)。換句話說,歐洲從來就不是石墨資源豐富的地區,英格蘭凱西克村的優質石墨礦床在當時更是首屈一指的存在。

          雖然商人在歐洲各處尋覓石墨的礦藏,但并不十分成功。即使在以采礦業著稱的紐倫堡,雖然當地開采出石墨礦的消息曾轟動一時,但最終人們略帶失望地發現:紐倫堡的石墨純度遠遠低于英國的優質石墨,雜質較多,所以只能把石墨磨成粉末,加入硫磺、銻制成鉛筆筆芯。這樣的德國筆芯著色淡,制造工藝和書寫效果遠遠比不上凱西克純石墨制成的鉛筆。不過作為中世紀以來的世界貿易中心之一,紐倫堡的鉛筆也不愁銷量,重要的是,德國成為了世界上繼英國之后又一能生產鉛筆的國家。

          英法一對冤家向來爭端不斷,面對英國的鉛筆壟斷,法國自然轉頭去買德國的鉛筆。直到拿破侖戰爭之前,法國鉛筆還是依賴德國進口。然而隨著在拿破侖戰爭中的節節敗退,法國海岸線被英國海軍牢牢封鎖,德國的進口鉛筆之路也被堵死。沒有鉛筆,會影響到法國建筑、產業設計圖制作,特別是當時最迫在眉睫的軍事繪圖,時任法國軍政部長的拉扎爾·卡諾委托一位名叫尼古拉斯-杰克瓊斯·孔德的科學家,要求他務必研發出能夠滿足本國需求的鉛筆。

          由軍政部長委托科學家把鉛筆研發作為國家項目,聽起來夸張,但在當時缺少英國石墨的情況下,制造鉛筆實屬不易。用美國人亨利·波卓斯基所著《鉛筆:設計與環境》一書里關于鉛筆制造的說法就是:

          “首先,制作者得博學多聞,對全球的幾百種染料、蟲漆、各類樹脂、各式各樣的黏土、石墨、酒精、溶劑、數百種天然與人造顏料,以及五花八門的木材,全都了如指掌。此外,他對橡膠業、黏膠業、印刷油墨、各種蠟、漆,或可溶棉業、各式各樣的干燥設備、填充過程、高溫熔爐、研磨劑,還有許多擠壓與混合的過程,全要廣泛了解?!?/p>

          孔德就是一個對各方面知識有廣泛了解的科學家。最早他是一名肖像畫家,對鉛筆和顏料的標準再熟悉不過。法國大革命以后,孔德的興趣又轉向了科學,主攻熱氣球研究,還曾被拿破侖任命為法國埃及遠征軍的氣球軍團參謀長。臨危受命,孔德要解決的問題是在不依賴石墨進口的情況下,生產出法國自己的鉛筆?;趯κ再|的了解,很快他就找到了解決之道。

          不同于英國直接將石墨切成條當作筆芯,孔德在德國制造筆芯的基礎上進行了改良,把石墨粉與黏土混合,再在高溫下燒制成筆芯。新的制造工藝不僅大大節約了石墨的使用,打破了英國對石墨的壟斷地位,還順便解決了純石墨過軟的問題,更重要的是:石墨和黏土的比例可以靈活調整,黏土比例越高,筆芯越堅硬不容易折斷,而石墨比例越高,筆芯黑度越高——由此可以組合出適合不同場景需求的鉛筆類型。1795年,孔德為這一制芯方法申請了專利。直到今天,鉛筆筆芯的制造仍然在沿用孔德的基本方法。

          也就是說,現代意義上的鉛筆出現的時間是在18世紀末,距今也不過二百多年。比起毛筆、羽毛筆等書寫工具,看似原始的鉛筆其實很年輕。

          看似簡單,其實發展不易

          歐洲雖然創造出當今鉛筆的雛形,卻沒有實現量產。曾經作為世界鉛筆標桿的英國博羅代爾的鉛筆,直到1869年仍沿用著以石墨直接切片,或以黏土與石墨混合燒制的筆芯制作方式;筆桿則以手工或者簡單的手控機器在杉木條中間鑿出凹槽,填入筆芯后再手封木條,一次只能處理一支鉛筆。德國則在十九世紀三四十年代研發出一些制造鉛筆的機器。他們在孔德的技術上進行改良,直接將石墨粉與黏土的混合物填入方形凹槽中,以高溫烘焙后再將其切割成片。德國邁出了機器化生產鉛筆的第一步,但要論大規模量產,美國卻是后來者居上。

          從1774年一位英國父親寫給在美洲殖民地的女兒的歷史信件來看,一打高級的梅得爾敦鉛筆是來自歐洲的特別禮物。獨立戰爭以后美國有了獨立的地位,但工業尚未獨立,就連鉛筆這樣簡單的物件也要依賴歐洲進口。類似梅得爾敦這樣的英國鉛筆公司的廣告常常出現在美國各大城市。美國內戰以后,戰場士兵需要鉛筆書寫家信,美國工匠需要鉛筆繪制圖紙,最重要的軍事繪圖也需要大量的鉛筆供應,于是正如拿破侖戰爭刺激了法國的鉛筆制造,美國的鉛筆工業也在南北戰爭中蓬勃發展起來。

          1861年,埃德哈博·輝柏在曼哈頓建立了第一家鉛筆工廠,這就是后來鉛筆巨頭公司之一——輝柏鉛筆廠。1827年在塞姆勒建立了石墨加工廠的約瑟夫·迪克森,也趁著南北戰爭對鉛筆大量需求的機會,改石墨廠為鉛筆制造廠。1872年,迪克森已經成為世界上最大的石墨消費商,鉛筆日產量高達8.6萬支。到了19世紀末,全球鉛筆生產業的格局集中在美國與德國的競爭上,后者專注于生產高品質的昂貴鉛筆,擁有一簇忠實的藝術家和設計師人群,前者則把目光投向量產策略上,以量制價。美國有豐富的杉木資源,能以低價購得原料,更重要的是美國啟動了全自動的鉛筆機,在歐洲廠商生產一支鉛筆的時間里,能一次制造出50支左右的鉛筆。按照1904年美國輝柏鉛筆公司在圣路易的世界博覽會上對外宣布的,僅他們一家鉛筆工廠就有“1000名工人”,以及“高達300匹馬力的蒸汽力與水力”。

          一戰的到來加大了雙方的市場競爭差距。受原料成本采購限制,德國鉛筆制造商要付出較戰前數十倍以上的原料價格,德國鉛筆的價格隨之也比戰前高出15到20倍,更不用說一戰時,英國對德國制造的抵制以及美國抬高的關稅。而一戰卻為美國鉛筆商提供了無限商機:參戰國需要鉛筆配給盟軍軍隊,繪制規劃戰略圖。當時僅英國向一家美國廠商購買的鉛筆,每星期就多達1000籮以上。雪片般飛來的國外訂單讓鉛筆自動化生產從此成為主流。

          到了一戰停戰時,簡便又價格低廉的鉛筆已經成為一個跨階級的書寫工具。直到今天,鉛筆仍然被思想家、企劃者、繪圖員、建筑師、工程師等青睞,代表著思想與創造力。小小一支鉛筆曾經無比珍貴,來自歷史必然與偶然的交織,鑄成了鉛筆的大簡至美。

          經典傳承

          中國制造書寫太空

          綠桿竹葉印花、刻有銀白華表和燙金字體的中華牌鉛筆,是無數人童年初學寫字時握起的第一支筆,承載著幾代中國人共同的書寫回憶。今天中國的鉛筆制造量已經以百億為計算單位??此坪唵蔚你U筆,曾在過去默默寫下了一段民族制造的傳奇。

          20世紀30年代以前,中國的民族工業尚不足以支撐鉛筆自主制造,鉛筆消費完全依賴進口。之后陸續建立的鉛筆制造廠雖然也開始銷售自己品牌的鉛筆,但還沒有開始完全的自主生產,大多采用進口筆芯和筆桿,在國內進行拼裝。在日本的中國留學生吳羮梅,求學期間曾在一家日本鉛筆工廠實習,1935年他結束日本留學回到上海,籌資建立了一家鉛筆制造廠——中國鉛筆一廠。這也是中國第一家能自制鉛芯、筆桿及外觀加工的鉛筆制造工廠,生產出的鉛筆就是后來的“中華鉛筆”。

          新中國成立以后,中華鉛筆承載了國產繪圖鉛筆的研發任務,歷經多年研發實驗,終于在1954年研制出14種規格的高級繪圖鉛筆。為向國慶獻禮,這批產品被命名為“中華牌101繪圖鉛筆”。1956年,國家輕工業部門制定了《鉛筆生產工藝操作要點》,將一支鉛筆從制芯、制桿到成品,歷經的配料、輥軋、軋芯、燒芯、刨槽、膠芯、刨桿等15道大工序,80多個步驟予以細化和規范。

          除了“人生第一筆”,中華牌鉛筆還在2008年研制出“中華神七太空書寫筆”。在克服了失重、震動、溫差等一系列難題,經過長達三年的研發和環境指標的測試以后,一支在發射過程或者宇宙大環境下不會斷裂,筆芯濃度穩定,筆桿方便宇航員戴著手套書寫的太空筆誕生了。它隨神舟七號載人飛船一起“上九天攬月”,幫助三位航天員記錄下浩瀚太空。

          你知道嗎

          高考涂答題卡為何選中2B鉛筆?

          2020年參考高考的人數達到了1000萬,這也就意味著在那幾天,有至少一千萬支2B鉛筆爭分奪秒地在答題卡上涂抹,書寫出的答案不僅決定了千萬人的命運,也部分地影響了未來。

          2B鉛筆是一種怎樣的鉛筆?為什么是它在高考中獨占鰲頭?

          既然鉛筆的筆芯由黏土和石墨粉混合而成,那么只要調整黏土和石墨粉的比例,就可以生產出不同硬度的筆芯——通常來說,黏土占比越高,筆芯越硬,石墨粉占比越多,筆芯書寫效果越濃黑。為了區分不同特性的鉛筆,英國的布魯克曼鉛筆公司發明了一套標記法:用字母H代表鉛筆筆芯的硬度,B代表筆芯的著色黑度,再在字母前加上數字,鉛筆的特性就一目了然。比如說,4H的鉛筆比2H的鉛筆筆芯更硬,最常用的鉛筆——HB鉛筆,處在堅韌和書寫著色的平衡地帶。

          那2B鉛筆呢?為了提高高考閱卷效率,從20世紀80年代起,涂卡閱讀機代替了人工的客觀題閱卷,考生需要用鉛筆涂寫答題卡。為了找出最適合涂寫答題卡的鉛筆,經過一系列謹慎測試,2B鉛筆的表現脫穎而出——它的濃度不太高,萬一涂錯答案,橡皮擦拭后不會留下頑固的污跡,不容易造成機器誤判;同時2B鉛筆的濃度和穩定性也給機讀卡反饋的光線提供了最穩定的效果。由此,2B鉛筆與考試涂卡機結下不解之緣,成為唯一的考試專用筆。

        【編輯:劉歡】
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