铅笔的误会

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  每年有上百亿支铅笔被源源不断地从工厂里制造出来,既稀松平常,又价格低廉。简单的木质笔杆包围着笔芯,最多在笔端加上一道金属压条,连接着一小块橡皮——铅笔的制作工艺看起来似乎并不复杂,以至于我们常常忘了它其实是一种非常年轻的书写工具,制作一支铅笔又曾经集合了多少人的智慧。
  我们对铅笔的误解不少,甚至连铅笔的名字也充满误会。

名叫铅笔,其实不含铅


  铅笔其实不含铅。据说古罗马时代的人习惯用金属夹着铅来书写,但那种笔和今天的铅笔大不一样。事实上,铅的毒性很强,也不适合作为日常书写工具。那铅笔为什么又由此得名呢?
  铅笔的故事要从16世纪初英国坎伯兰一个名叫凯西克的村子说起。按照当地流传最广的说法:在一个暴风雨肆虐的夜晚,狂风连根拔起了凯西克村博罗代尔地带的几棵大树。村里人在做清整时,发现树底下露出了一块含有黑色矿物质的矿床。这种黑色矿物质就是后來铅笔笔芯的核心成分——石墨。
  石墨是一种软性矿物质,不溶于水、耐高温(熔点在3600℃),导电性、润滑性和化学稳定性均良好,今天被广泛用于民用和国防工业,当然也包括铅笔制造。回到16世纪的英格兰小镇,这种矿物质在当时还是神秘事物。它最开始的名称五花八门,有人叫它“wadd”,有人叫它“willow”,词义都跟黑色有关,最常用的称呼还是“black lead”,意思是“黑色的铅”。因为新发现的矿物质与铅的外表相似,被人们随口叫作“黑铅”,于是之后用这种矿物质做成的笔,即使不含铅,也被叫成了“铅笔”。
  最开始的“铅笔”出现得很随意,随意到不能用发明这个词来形容。村里的农民随手拾起一小块石墨,发现手指被染色,于是就用它来给自家的羊做区分标记。盖房子需要打桩的标记位置、木匠手工的测算标记、木头货箱上的标注……随时书写的便利让其很快流行开来,使用形式上也向一支笔靠近:把石墨削成细条,在外面缠上布,书写时就不会弄脏手指;或者用细线密密缠上一个线圈,前端露出的石墨被磨平以后,就再解开一段缠线。16世纪末,凯西克村的工匠开始把石墨块切割成细条,放置于挖出凹槽的方木杆中,削平冒出木杆的石墨条部分,再在木杆两端粘上薄木片——铅笔的雏形就这么诞生了。也有观点认为最早开始这么做的是意大利人,但不管怎么说,提到铅笔的诞生总是绕不过英格兰的凯西克村。凯西克村也确实是早期世界铅笔的制造中心,直到今天,该村还有一座用铅笔工厂改建成的凯西克铅笔博物馆。
  再回到当年石墨的故事上。用石墨标注的醒目痕迹很快引起了其他地区人们的注意。石墨制成的铅笔墨迹清晰又容易修改擦拭,非常适合绘制诸如炮弹模具之类精确的军事绘图。于是英国国王乔治二世立即宣布,把凯西克村博罗代尔的矿区收归皇室所有。英国人把石墨矿视作天赐的礼物,禁止出口。作为当时世界上唯一一处已知的纯石墨产地,凯西克名声大噪,派出武装部队对矿床进行严密看守;开采出的石墨运去伦敦进行巨额拍卖时,往来也都有武装护送。除了军事用途,铅笔还十分适合艺术和设计家的草图绘制,整个欧洲对铅笔的需求量都十分巨大,石墨的走私活动也开始出现。借由这种方式,铅笔悄悄流传,到了16世纪60年代末,已经传遍整个欧洲。

看似古老,其实很年轻


  从16世纪到18世纪将近300年的时间里,英国王室一直垄断着石墨的供给,今天平淡无奇的小小铅笔,在当时的欧洲各国都算是奢侈品。为了突破困境,找到自己国产铅笔的制造方法,欧洲国家成百上千的人孜孜以求地实验。
  埋藏石墨的变质矿床,由富含有机物和碳物质的沉积岩经过区域变质作用而成。全球石墨资源分布相对集中,今天全球石墨总储量有上亿吨,其中90%以上的石墨储量集中在巴西、中国、印度和墨西哥四国(我国石墨储藏量约占世界的30%以上)。换句话说,欧洲从来就不是石墨资源丰富的地区,英格兰凯西克村的优质石墨矿床在当时更是首屈一指的存在。
  虽然商人在欧洲各处寻觅石墨的矿藏,但并不十分成功。即使在以采矿业著称的纽伦堡,虽然当地开采出石墨矿的消息曾轰动一时,但最终人们略带失望地发现:纽伦堡的石墨纯度远远低于英国的优质石墨,杂质较多,所以只能把石墨磨成粉末,加入硫磺、锑制成铅笔笔芯。这样的德国笔芯着色淡,制造工艺和书写效果远远比不上凯西克纯石墨制成的铅笔。不过作为中世纪以来的世界贸易中心之一,纽伦堡的铅笔也不愁销量,重要的是,德国成为世界上继英国之后又一能生产铅笔的国家。
  英法一对冤家向来争端不断,面对英国的铅笔垄断,法国自然转头去买德国的铅笔。直到拿破仑战争之前,法国铅笔还是依赖德国进口。然而随着在拿破仑战争中的节节败退,法国海岸线被英国海军牢牢封锁,德国的进口铅笔之路也被堵死。没有铅笔,会影响到法国建筑、产业设计图制作,特别是当时最迫在眉睫的军事绘图,时任法国军政部长的拉扎尔·卡诺委托一位名叫尼古拉斯-杰克琼斯·孔德的科学家,要求他务必研发出能够满足本国需求的铅笔。
  由军政部长委托科学家把铅笔研发作为国家项目,听起来夸张,但在当时缺少英国石墨的情况下,制造铅笔实属不易。用美国人亨利·波卓斯基所著《铅笔:设计与环境》一书里关于铅笔制造的说法就是:
  “首先,制作者得博学多闻,对全球的几百种染料、虫漆、各类树脂、各式各样的黏土、石墨、酒精、溶剂、数百种天然与人造颜料,以及五花八门的木材,全都了如指掌。此外,他对橡胶业、黏胶业、印刷油墨,各种蜡、漆,或可溶棉业、各式各样的干燥设备、填充过程、高温熔炉、研磨剂,还有许多挤压与混合的过程,全要广泛了解。”
  孔德就是一个对各方面知识有广泛了解的科学家。最早他是一名肖像画家,对铅笔和颜料的标准再熟悉不过。法国大革命以后,孔德的兴趣又转向了科学,主攻热气球研究,还曾被拿破仑任命为法国埃及远征军的气球军团参谋长。临危受命,孔德要解决的问题是在不依赖石墨进口的情况下,生产出法国自己的铅笔。基于对石墨性质的了解,很快他就找到了解决之道。   不同于英国直接将石墨切成条当作笔芯,孔德在德国制造笔芯的基础上进行了改良,把石墨粉与黏土混合,再在高温下烧制成笔芯。新的制造工艺不仅大大节约了石墨的使用,打破了英国对石墨的垄断地位,还顺便解决了纯石墨过软的问题,更重要的是:石墨和黏土的比例可以灵活调整,黏土比例越高,笔芯越坚硬不容易折断,而石墨比例越高,笔芯黑度越高——由此可以组合出适合不同场景需求的铅笔类型。1795年,孔德为这一制芯方法申请了专利。直到今天,铅笔笔芯的制造仍然在沿用孔德的基本方法。
  也就是说,现代意义上的铅笔出现的时间是在18世纪末,距今也不过200多年。比起毛笔、羽毛笔等书写工具,看似原始的铅笔其实很年轻。

  美国内战以后,战场士兵需要铅笔书写家信,美国工匠需要铅笔绘制图纸,最重要的军事绘图也需要大量的铅笔供应,于是正如拿破仑战争刺激了法国的铅笔制造,美国的铅笔工业也在南北战争中蓬勃发展起来。

看似简单,其实发展不易


  欧洲虽然创造出当今铅笔的雏形,却没有实现量产。曾经作为世界铅笔标杆的英国博罗代尔的鉛笔,直到1869年仍沿用着以石墨直接切片,或以黏土与石墨混合烧制的笔芯制作方式;笔杆则以手工或者简单的手控机器在杉木条中间凿出凹槽,填入笔芯后再手封木条,一次只能处理一支铅笔。德国则在19世纪三四十年代研发出一些制造铅笔的机器。他们在孔德的技术上进行改良,直接将石墨粉与黏土的混合物填入方形凹槽中,以高温烘焙后再将其切割成片。德国迈出了机器化生产铅笔的第一步,但要论大规模量产,美国却是后来者居上。
  从1774年一位英国父亲写给在美洲殖民地的女儿的历史信件来看,一打高级的梅得尔敦铅笔是来自欧洲的特别礼物。独立战争以后美国工业尚未独立,就连铅笔这样简单的物件也要依赖欧洲进口。美国内战以后,战场士兵需要铅笔书写家信,工匠需要铅笔绘制图纸,最重要的军事绘图也需要大量的铅笔供应,于是正如拿破仑战争刺激了法国的铅笔制造,美国的铅笔工业也在南北战争中蓬勃发展起来。
  1861年,埃德哈博·辉柏在曼哈顿建立了第一家铅笔工厂,这就是后来铅笔巨头公司之一——辉柏铅笔厂。1827年在塞姆勒建立了石墨加工厂的约瑟夫·迪克森,也趁着南北战争对铅笔大量需求的机会,改石墨厂为铅笔制造厂。1872年,迪克森已经成为世界上最大的石墨消费商,铅笔日产量高达8.6万支。到了19世纪末,全球铅笔生产业的格局集中在美国与德国的竞争上,后者专注于生产高品质的昂贵铅笔,拥有一簇忠实的艺术家和设计师人群,前者则把目光投向量产策略上,以量制价。美国有丰富的杉木资源,能以低价购得原料,更重要的是美国启动了全自动的铅笔机,在欧洲厂商生产一支铅笔的时间里,能一次制造出50支左右的铅笔。按照1904年美国辉柏铅笔公司在圣路易的世界博览会上对外宣布的,仅他们一家铅笔工厂就有“1000名工人”,以及“高达300匹马力的蒸汽力与水力”。
  一战的到来加大了双方的市场竞争差距。受原料成本采购限制,德国铅笔制造商要付出较战前数十倍的原料价格,德国铅笔的价格随之也比战前高出15到20倍,更不用说一战时英国对德国制造的抵制以及美国抬高的关税。而一战却为美国铅笔商提供了无限商机:参战国需要铅笔配给盟军军队,绘制规划战略图。当时仅英国向一家美国厂商购买的铅笔,每星期就多达1000箩以上。雪片般飞来的国外订单让铅笔自动化生产从此成为主流。
  到了一战停战时,简便又价格低廉的铅笔已经成为一个跨阶级的书写工具。直到今天,铅笔仍然被思想家、企划者、绘图员、建筑师、工程师等青睐,代表着思想与创造力。小小一支铅笔曾经无比珍贵,来自历史必然与偶然的交织,铸成了铅笔的大简至美。
  ◎ 来源|北京日报
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