百年纺织之四：纺织技术与纺织学科
2023年10月29日 星期日

       从一所大学几门课程，需要经过长期的专业建设、人才培养和科技研究，在社会层面产生较大的影响力之后，才能吸引大众、企业或者政府的资金支持，同时与专业建设、人才培养和科技研究的成果产生正反馈，才能上升为一个学科。任何的工程学科（工科），社会需求是推动学科建设和发展的第一动力，自身内涵质量建设是学科的第二要素。
       整个十九世纪，乃至第一次世界大战之后，纺织品的应用数量不断扩大，现代科技的指数式发展，物理、化学等基础科学重大发现不断涌现，机械、电气等工业体系重要装备迭代更新，世界纺织工业得到了有利于发展的浓郁氛围。首当其冲是英国当时的工业城市曼彻斯特和利兹，纺织服装工业得到了充分的发展。
       在两次世界大战的间隔期间，科学思想在纺织教育和纺织行业中的得到快速传播。就纺织行业发展而言，研究机构的扩张和纺织毕业生人数的不断增加都是重要因素。此时除大学和研究机构之外，一小部分英国公司内部也进行了有价值的纺织工业科技研究。Tootal Broadhurst Lee公司就是一个出色的例子，其实验室在20世纪20年代初主要向JTI的《Transactions》贡献了16篇论文[1]。开展研究的成功模式包括招募纯科学家。对于大学而言，传统课程的教学仍然是主要任务，但是由于教学活动本身不产生收益，这样的工作安排和纯教学师资队伍给大学带来了严峻的财务挑战。但是工业发展的驱动和社会的需求使得传播和创造新科学知识的必要性也变得越发明显。此时利兹大学的办学经验和教训再次凸显了外部资金的重要性。因此，Clothworkers公司的慷慨出资不仅为纺织研究提供了催化剂，就像在过去的几十年里一样，还为利兹和其他地方的纺织教育做出了宝贵的贡献。
       1928年利兹大学纺织系通过任命物理学家WT Astbury和数学家HJ Woods加入化学家JB Speakman的课题组提升研究能力。这个团队致力于阐明构成羊毛纤维角蛋白的物质基础，这项工作在技术水平和人员质量方面都比该系的以往研究有了巨大的进步。但是用于支持这些科研工作和人事运行的资金，以及奖助学金，还有给染色系的奖励，颇是经过了一些不同寻常的曲折。
       事情的曲折经过是这样的：1927年当时Clothworkers公司收到了来自英国毛纺和精纺工业研究机构（BRAWWI）和染料与色彩协会联合提出的财政援助请求，通常不缺钱的两个部门提出资金申请，确实出乎Clothworkers公司意料。由于Clothworkers公司出资与利兹大学具有长期的紧密合作，该公司也向利兹大学作了通报。在通报会上，校长James Baillie为争取纺织系科学研究的后续资金，充分阐述了与Clothworkers公司合作的理由和前景，还声称，如果取得成功，它将为与英国毛纺和精纺工业研究机构（BRAWWI）展开合作提供机会。校长的游说极有效，最终Clothworkers的慷慨捐助给了利兹大学，而不是英国毛纺和精纺工业研究机构（BRAWWI）。此外，利兹大学还推出了一项计划，即在英国毛纺和精纺工业研究机构（BRAWWI）工作的非纺织专业毕业生能够在该大学注册为研究生，导师可以是BRAWWI的工作人员。相当于利兹大学以注册名额与BRAWWI本应从Clothworkers公司得到的资金作了交换。不得不说校长James Baillie做到了维护学校收益的最大化。
       其实BRAWWI等研究机构利益集团之间的存在紧张关系。尽管这种紧张关系可能是一门新学科产生过程中不可避免会发生，但在1927年和1928年的事件进一步加剧了这种紧张关系。从外部来看，利兹大学纺织系对英国毛纺和精纺工业研究机构（BRAWWI）于1918年从大学中独立出来而不满，同时纺织系对BRAWWI从政府和工业界获得了更多的研究经费以及它自诩为纺织教育的协调者感到愤怒。在1921年，为争取Clothworkers的资金，这种紧张关系发生恶化。更糟糕的是，早先的请求是为了获得实验设备，如果研究机构没有脱离大学，这些设备本来就可以在大学中获得。此外，利兹大学本身也急需资金。Clothworkers公司咨询了时任校长Michael Sadler，他的回答既严厉又绝望。虽然没有得到资助，但双方关系已经受损。虽然在1927年，进一步向Clothworkers申请资助时，为大学提供了机会，但英国毛纺和精纺工业研究机构（BRAWWI）给Clothworkers关于与大学的合作计划的备忘录中，充分显示出他们对纺织系的蔑视态度。甚至直到1947年，英国贸易委员会工作组，Astbury是其中一员，发表的一份报告还把这种关系描述为“不令人满意”[2]。
       其实这也是工业界与教育界在相互磨合中的通病，而教育界由于资金和社会需求背景需要依仗工业界，教育界尚处于被动地位。对于一个没有政府固定资金支持的工科专业，早期的情况确实如此。现在社会对高校工科专业发展的不满意却是这样的：高校拿了政府的教学经费和学科建设经费，按理应该为社会做出相应的贡献，但是高校由于人才培养和知识创新等指标任务，与社会需求产生了脱节，于是就有了“工科理科化”的质疑。还好现在我国大部分高校的经费来自于政府，假如全是来自于工业界，这样的办学模式早就关门大吉了。
       回到百年前的英国大学，当时大学内部也存在着紧张关系。以世界纺织教育发源地的利兹大学为例，James Baillie于1923年被任命为校长，从信件的语气来看，毫无疑问，Aldred Barker作为纺织系的主任，并不像他与Michael Sadler（Baillie的前任校长）那样有好朋友般的关系，尽管有报道称Baillie对教职员工和学生都很冷漠，例如1927年在没有Barker出席的情况下，校长和教务长代表大学参加了与Clothworkers公司的面谈。Barker和Sadler曾合作推动科学研究，特别是在英国毛纺和精纺工业研究机构（BRAWWI）诞生的初期。相比之下，Baillie对纺织系的研究持怀疑态度，甚至可以说是批评或者不屑一顾，这一点可以从1926年与Barker就此议题的通信以及1927年成立Senate Committee调查纺织系的研究可以得到印证，调查正是在与Clothworkers举行的关键会议之前不久发生的。这让人想起1903年学校章程制定委员会表现出的怀疑态度，以及1913年Roberts Beaumont的提前离职。Barker，被任命为Beaumont在科学界的继任者，显然没有做到。为什么后来身为哲学家的Baillie会来个一百八十度的大转弯，对纺织研究产生浓厚的兴趣？这个问题可以通过以下事件找到部分答案： Whytlaw-Gray抵达利兹大学后，他的得意门生JB Speakman被任命为纺织化学讲师，Baillie是纺织研究内阁委员会的成员。这些事件也可能有助于解释为什么Speakman可以决定纺织系的未来研究方向。
        文人相轻现象不光是中国自古就有，英国也非常严重。利兹大学纺织系内部也存在着紧张关系。在跟进与Clothworkers公司的面谈后，作为系主任的Barker提出了一个研究计划，但是这个计划既没有改变纺织专业与大学中其他更加具有研究导向的学科（例如物理、机械、电子）的相对地位，也没有包含足够详细的建议来促进纺织技术上升为一门科学学科。该计划的日期是1927年6月22日，但两天后，Barker收到了代表校长的注册主任AE Wheeler发来的一份替代计划，并要求提出意见。Baillie收到了JB Speakman的文件，标题与Barker提交的计划书相同，但日期是一周前的6月15日[3]。毫无疑问，这份文件是替代计划的来源，是一个比Barker提出的计划更加精心、详细且有目的。最终Clothworkers公司采纳了这个版本。令人惊讶的是，系主任和他的一名成员在这样一个具有战略重要性的问题上竞争。然而，正是这个备选计划通过把主动权交给专业科学家，最终才使得利兹大学的纺织技术建立在严肃的科学基础之上。在方案达成一致后，Barker，虽然自己并不是科学家，但是依然继续推进纺织系的内部议程。因为尽管新计划具有重大意义，但在开始时是处于边缘的，必须坚持执行下去。在Barker年老时，他在回忆录中对Speakman、Astbury和Woods的成就给予了高度的赞誉[4]。
       说到科学家本身和他们的工作，William Astbury是William Henry Bragg（老布拉格）爵士的门生，先后在伦敦大学学院和皇家学会受到指导。老布拉格是诺贝尔奖获得者（与他的儿子Lawrence共同获奖），曾于1909年至1914年担任利兹大学的卡文迪许物理学教授，是X射线晶体学的先驱。他还鼓励科学的工业应用，积极参与“科学被忽视”的辩论，并将纺织业视为物理科学的潜在受益者。因此，他鼓励Astbury在利兹大学任职[5]。尽管Astbury不太愿意离开，但他对羊毛X射线的研究很快取得了对阐明角蛋白的精确物理结构和性质具有重要意义的研究成果。他毫无疑问地证明了，以往把羊毛理解为胶体物质是错误的，部分原因是以前的研究中获得的图像分辨率不够，例如Threadgold和Ewles的研究[5,6]。他还在确定纺织纤维是由长链分子组成的发挥了重要作用。Hall回顾了Astbury在利兹大学卓越的职业生涯，在1945年建立了一个新的生物分子结构系，Astbury是该系的第一位教授和系主任[5]。因此，在弥合基础科学和纺织技术之间的鸿沟时，在Astbury的案例中这种情况是偶然的，可能他与ICI的蛋白质纤维“Ardil”有关[5]。Speakman在羊毛化学方面的研究是Clothworkers研究计划中的另一个重要的纺织领域[7]，它对Astbury的研究进行了补充，并从化学角度证实了角蛋白的长链分子结构，并研究了其在各种条件下的反应性。这些研究发现具有巨大商业应用价值，主要用于羊毛织物的整理，也可用于人类头发的永久定型。Astbury和Speakman在1928年至1931年Clothworkers计划的前三年里的取得了许多开创性的工作，这些工作在一系列的年度报告中得到了认可。
       两位研究人员对羊毛的情有独钟是可以理解的，因为整个系基本上就是一所羊毛纺织学院，直到20世纪50年代都是如此。与研究纱线或织物相比，研究纤维是后续研究纤维集合体的前提条件，与英国棉纺工业研究机构（BCIRA）在早年专注于单个棉纤维相比，这也是更加合理的。这在策略上也是明智的，因为需要通过其他研究者（包括Barker）无法跟随这些研究来突显他们的高水平科学能力。这些工作也可以和所谓的“商业问题”区别开来，尽管后者一直是该系许多研究活动的基础。最初这类工作在获得资金资助和科学界的认可都具有非常大的难度。在论文发表时，使用纺织物理实验室和纺织化学实验室的地址，而不是纺织系，这可能也是一个问题。Astbury and Speakman在许多知名期刊上发表了他们的早期研究工作，包括《Journal of the Royal Society》、《the Journal of the Faraday Society》和《Nature》，这些都列在给Clothworkers公司的特别报告中，并在1932年和1936年的JTI杂志上有专门的总结，后者是在纺织协会年会上进行的[8-10]。X射线研究的一个意想不到的应用是HJ Woods在《Transactions》中发表的一系列关于图案设计的四篇理论论文，这些工作灵感来自他对晶体学的数学兴趣[11-14]。这些研究工作领先于他们的时代，直到世纪之交，MA Hann成为利兹大学设计理论的教授，这项工作才得到足够的关注。
         Barker于1932年退休，由来自羊毛工业研究机构（WIRA）的化学家AT King接任，但King于1939年去世，随后Speakman被任命为纺织系的教授。在他的领导下，以及之后的时间里，利兹大学仍然是一个蓬勃发展的纤维科学研究中心，并强调工业应用。第二次世界大战后，成立了纺织工程研究首席，首先由AH Nissan担任，后来由Percy Grosberg担任，他们为机械加工和纤维集合体赋予了工程学特色。因此，这是对早期单纯专注于羊毛纤维这项冒险研究的补充。在Speakman的领导下，利兹大学的纺织技术被认可为一门应用科学，因为Speakman无论问题在何处以何种形式出现，会坚持用科学和工程的方法来解决技术问题 [15,16]。尽管如此，利兹大学在1914年就存在的一些重要课程元素一直延续到20世纪60年代及以后，尤其是那些与核心理解有关的内容，尽管在那时，这些描述通常被以研究为基础的批判性评价所补充。然而，由于其高度专业化的性质，纤维科学树立了一种疏远甚至是傲慢的传统，这阻碍了该系在20世纪末的战略发展。例如，这反映在Speakman错误的理念中，他认为：艺术背景的学生，特别是纺织品设计师，在某种程度上比他们的科学同行对学校发展的贡献少[15]。具有讽刺意味的是，三十年河东，三十年河西，正是设计填补了20世纪后期英国制造业衰落造成的纺织教育真空。
       纺织技术从以工艺经验为基础的课程教学，上升为一个成熟且备受尊重的应用科学学科，不单是发生在英国利兹大学，其他与纺织教育和研究有关的机构也面临着类似的资金需求和社会认可问题，每个机构都以自己独特的方式做出了回应。我国的早期纺织教育也同样如此，无非是时间滞后了30年。
       在第一次和第二次世界大战期间，最值得注意的是英国棉纺工业研究机构（BCIRA）持之以恒的研究工作没有中断，BCIRA因为其科学论文的数量之多和研究主题范围之广，1934年BCIRA全体研究人员被纺织学会授予纺织学会瓦纳奖章，这表明BCIRA作为一个团队得到了业界认可。同时将研究方向转移到更广阔的应用领域也是一个明显特点。例如在羊毛工业研究机构（WIRA）的AJP Martin和RLM Synge在分析羊毛结构中发展的分配色谱工作，获得了1952年诺贝尔化学奖[17]。然而，也许比任何其他因素都更重要的是，第二次世界大战期间在JTI《Transactions》上大量发表的以科学和工程为基础的一系列纺织研究论文，逐渐使得纺织技术被公众认为纺织工艺具有除手工技艺之外的严肃科学性，同时结合大学与工业界、与社会研究机构的竞争性互动和合作，纺织工艺才慢慢从大学的几门课程升华为了一门具有科学性的学术学科。
       反思纺织这个解决人类基本生存问题的技艺成为具有科学意义的学科进程，发现教育界有识之士的强力推动、教研人员的高水平知识创新产出、工业界对于技艺升级的迫切愿望和慷慨出资、社会研究机构的合理化竞争、既扎根于原有根据地的研究（比如利兹大学的纤维研究）同时又面向社会需求的积极拓展（例如利兹大学从单纤维研究拓展到面向纺织工程具体生产的纤维集合体、WIRA扩展到色谱学），才使得我们现在拥有了纺织学科。
       虽然现在纺织的冠军学科从英国利兹大学被转移到了东华大学，但是纺织学科的内涵需要不断扩展，学科规模需要不断扩大，这样才能在进一步的学科发展中不至于被边缘化。

参考文献
1 Sanderson, M. (1972). The universities and British Industry, 1850–1970. Routledge & Kegan Paul.
2 Board of Trade. (1947). Working Party Report: Wool (p. 103). HMSO.
3 Hall, K. T. (2014). The man in the Monkeynut Coat: William Astbury and the forgotten road to the double helix. Oxford University Press.
4 Whewell, C. S. (1956). ‘Prof A F Barker’ (Obituary), Nature, 20th March 1965; Barker. University of Leeds Review, 5(1), 84–85.
5 Hall, K. T. (2014). The man in the Monkeynut Coat: William Astbury and the forgotten road to the double helix. Oxford University Press.
6 Threadgold, T. D. (1928). ’X-ray investigation of woollen samples. Journal of the Textile Institute, 19(6), T233–T236. (Report from research laboratories of Adam Hilger Ltd, via BRAWWI).
7 Whewell, C. S. (1963). Emeritus Professor John Bamber Speakman, CBE. University of Leeds Review, 8(4), 350–357.
8 Astbury, W. T., & Woods, H. J. (1932). The molecular structure of textile fibres. Journal of the Textile Institute, 23(2), T17–T34.
9 Speakman, J. B. (1936). The reactivity of the sulphur linkage in animal fibres. Journal of the Textile Institute, 27(7), P231–P248.
10 Astbury, W. T. (1936). Recent advances in the X-ray study of protein fibres. Journal of the Textile Institute, 27(7), P282–P297.
11 Woods, H. J. (1935a). The geometrical basis of pattern designs: Part I point and line symmetry in simple figures and borders. Journal of the Textile Institute, 26(6), T197–T210.
12 Woods, H. J. (1935b). The geometrical basis of pattern designs: Part II nets and sateens. Journal of the Textile Institute, 26(10), T293–T308.
13 Woods, H. J. (1935c). The geometrical basis of pattern designs: Part III geometrical symmetry in plane patterns. Journal of the Textile Institute, 26(12), T341–T357.
14 Woods, H. J. (1936). The geometrical basis of pattern designs: Part IV counterchange symmetry in plane patterns. Journal of the TextileInstitute, 27(12), T305–T320.
15 Speakman, J. B. (1945–1946). Some unsolved problems. Journal of Bradford Textile Society, 23–27.
16 Speakman, J. B. (1951). Technology in the university. University of Leeds Review, 2(1), 40–46.
17 Anderson, L. (1988). The story of WIRA (pp. 46–49). WIRA Technology Group.