每年都会有几部宫廷剧吸引大家的眼球，除了跌宕起伏的剧情外，人物穿着的华美衣服也会成为大家津津乐道的话题。你也许会疑惑，这些美丽的布匹，都是怎么做出来的呢？

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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。

梭织布料的原理。图片来源：sinofiber.org

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？

花本技术

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。

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。

二进制的信息

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。

神奇的提花机

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。

计算机的雏形

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。

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。

本文由中国科技馆“华夏科技学堂”与果壳少年联合推出。