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技术革命的先行者
蒙恬对毛笔的改良。笔既是写字记录的工具，也是雕版印刷术不可缺少的工具。毛笔，是古代汉族独具特色的书写、绘画工具。毛笔的发明和发展，对汉字的演进和规范，功不可没，也为印刷术提供了良好的工具。
相传毛笔是由秦朝大将军蒙恬发明的，现今在制笔业比较发达的地方，都悬挂蒙将军的画像，以表达对这位文武全才人物的崇敬和纪念。被誉为“毛笔之乡”的河北衡水县侯店每逢农历三月初三，如同过年，家家包饺子，饮酒庆贺，纪念蒙恬创毛笔。
蒙恬（？—前210年），姬姓，蒙氏，名恬。秦始皇时期的著名将领。汉族，祖籍齐国，山东人。战场上的蒙恬为了让秦王能及时了解战场上的情况，需要定期写战况报告递送秦王。那时，人们通常是用竹木等物做成的细棍或片状物蘸墨，然后再在丝织的绢布上写字。这种笔书写速度很慢，笔硬硬的，墨水蘸少了，写不了几个字就得停下来再蘸，墨水蘸多了，又会把非常贵重的绢给弄脏了。蒙恬改造笔的愿望就越来越强烈了。
传说蒙恬喜欢到野外去打猎，有一天，他打了几只野兔子回军营，其中一只野兔的尾巴拖在地上，兔子身上的血水在地上拖出了弯弯曲曲的痕迹。蒙恬见了，心中不由一动：“如果用兔尾代替普通的笔来写字，不是更好吗？”
于是他就用兔毛制作了一支毛笔，起初兔毛油光光的，不吸墨水，在绢上写出来的字断断续续的，一块绢也给浪费了。一气之下，蒙恬把那支“兔毛笔”扔进了门前的山石坑里。后来当他走过山石坑时，他又看到了坑里那支被自己扔掉的“兔毛笔”。蒙恬将它捡了起来，用手指捏了捏兔毛，发现兔毛湿漉漉的，毛色变得更白更柔软了。蒙恬大受启发，马上跑回营房将它往墨汁里一蘸，兔尾这时竟吸足了墨汁，写起字来非常流畅，字体也显得圆润起来。原来，山石坑里的水含有石灰质，经碱性水的浸泡，兔毛变得柔顺起来。由于这支笔是由竹管和兔毛组成的，蒙恬就在当时流行的笔名“聿”字上加了个“竹”字头，把它叫做“筆”，今日简写作“笔”。
但是据考古发现和专家考证，早在蒙恬之前，毛笔已经存在。据悉甲骨文有的就是先用笔写后，再进行雕刻的。甲骨文中“聿”字的字形，像一手握笔的样子，“聿”即笔字。新石器时代的陶器上的花纹也可能是用笔描画的。1954年在长沙左公山15号战国中期楚墓中有出土保存完好的毛笔。以木作杆，用竹管将毛套在木杆上，这是原始的毛笔。它是用上好的兔箭毛制成的，用细小的丝线缠住笔头和笔杆，外面涂漆加以固定，全身套在一支小竹管中，杆长18.5厘米，直径0.4厘米，毛长2.5厘米。这可以说是我国存世最古的毛笔，它诞生的年代，要比传说中蒙恬发明毛笔的时间早得多。
因此，我们可以推测，蒙恬应该是对毛笔进行了重要的改良，经他改良后的毛笔，笔锋锐利，饱满圆润，吸墨性强，使用起来柔而不软，婉转流畅，富有弹性。无论是外形还是功效，都基本上接近于后世一直使用且相传至今的毛笔。
蔡伦对造纸技术的改进。在中国，汉字最初被刻铸在或写在龟甲、兽骨、竹简、木简、木版、青铜器、缣帛等载体上。但是简牍不仅沉重不易携带，且刻写起来十分耗时费力；而缣帛制造成本相当高，不是普通人能用得起的。因此廉价、方便的文字载体——纸的出现是书写纪事材料史中具有划时代革命意义的重大发明。在造纸方面起到关键作用的人是我国东汉时期的蔡伦。
蔡伦像
蔡伦（61年-121年），东汉桂阳郡人。西汉时期，社会上就已经有了麻纸的制作技术，蔡伦在总结前人造纸经验的基础上改进了造纸技术，于公元105年制成楮皮纸，由此又引起后来桑皮纸、藤皮纸、瑞香树皮纸等一系列皮纸的生产，极大地扩大了造纸原料的来源。汉元帝元兴元年（105年），蔡伦将造的麻纸和楮皮纸献给朝廷，又提出了推广造纸的奏议，受到首肯，“自是而莫不从用焉”。
现存世界上最早的纸大约产生于西汉武帝时期（前140年—前87年），主要是麻纸。1942年内蒙古查科尔帖出土的西汉纸已经有书写文字，1990-1992年敦煌悬泉置出土的西汉纸亦有汉字。虽然造纸术在西汉就已经发明，但是蔡伦的贡献仍然不可磨灭。他总结了西汉、东汉初期和同时期人制造麻纸的技术和经验，组织生产优质纸。他还用旧渔网为原料，扩大了麻纸制作原料，改进了麻纸技术。同时，他倡议以楮皮造纸，完成了以木本韧皮纤维造纸的技术突破和发明，开辟了造纸新的原料来源，因此出现了皮质纸系列新品种纸。新的技术发明后，蔡伦又推动中央政府在国内推广造纸生产，这一主张得到了政府大力支持，各地纷纷建起造纸厂，造纸业得到迅速发展。可以说，蔡伦当之无愧是承前启后的造纸技术改革家。
有了原材料丰富、成本低廉、方便书写的新媒介，文化的传播范围和速度都骤然加剧，中国社会进行了一个知识和信息相对“爆炸”的时代，人类文明的进程又一次加速了。
蔡伦自去世至今已经有1800多年了，可是他在发明造纸技术上的这一不朽功绩，人们却从来没有忘记。作为一个对人类文明的发展作出过卓越贡献的发明家，蔡伦永远受到我国和世界各国人民的尊敬，在美国人麦克·哈特《影响人类历史进程的100名人排行榜》中，蔡伦排名第七。
韦诞、李廷珪对制墨技术的改进。墨是图书制作不可或缺的材料，它不但是书写材料，更是印刷的转印材料，印刷就是通过印墨将印版上的图文转移到承印物上的。墨在新石器时代的彩陶和甲骨文书中就已经可见。最早的人工造墨是1975-1976年出土于湖北云梦睡虎地战国至秦的墨块。
印刷用墨主要成分是炭黑，是含碳物在供氧不足的情况下不完全燃烧时产生的黑色粉末。中国以炭黑制墨由来已久，初以炭黑与胶汁制成墨汁，在此基础上制成固体墨块。炭黑用松木和桐油，汉唐以来多以松木烧成松烟炭黑制墨，称松烟墨。以桐油烧成油烟炭黑，制成油烟墨。
在制墨的历史上，第一位对制墨技术进行大的改良的是东汉的韦诞，他在前人基础上，进行大胆的技术改良，制造出了“一点如漆”优质松烟墨。
韦诞（179年—253年），字仲将，魏京兆（今陕西西安）人，擅长各种书体，三国时期魏国的书法家、制墨家，太仆韦端之子，官至侍中。明代宋应星（1587年—1660年）在《天工开物》中详细地介绍了松烟制墨法：用卧室烟窑制墨。在山岗上依地势建立斜坡式的烟窑，由若干节烟室接成，内设挡板，灶膛在窑的最低处，灶口1尺见方，放入松木燃烧。灶膛与烟室间有咽口相通，2尺见方，烟气沿烟道逐步上升，经各节烟室到尾部。松木每次加3-5枚点燃，随时续入，烧7日。冷却后，入窑扫取松烟。
另外一位在造墨技术上集大成就的人是南唐的李廷珪。李廷珪最早采用桐油制油烟墨，使制墨技术有了进一步发展。
李廷珪生年不详，卒于北宋乾德五年（967年），五代时并州太原（今山西太原）人。李廷珪本姓奚，因为南唐后主制墨，赐李姓。唐朝末年，李廷珪与其父于徽州以造墨为生，李廷珪墨以松烟、珍珠、龙脑、白檀、鱼胶为原料，制成的墨坚如玉，宫中用来画眉毛。李家造墨松烟轻、胶质好、调料匀、锤捣细，据说存放五六十年后，仍“其坚如玉，其纹如犀”。李廷珪造墨技术尤高。所造墨“其坚利可削木”，抄写《华严经》一部半，才研磨下去一寸，存放数百年，研磨时尚有“龙脑气”，宋人称之为“天下第一品”。南唐皇帝常用李家墨赏赐功臣。宋太祖以后，凡皇帝写诏书，都用廷珪墨。由于统治者的垄断，市上很难买到李氏父子所造的墨，宣和年间，竟出现“黄金可得，李氏之墨不可得”的奇缺现象。庆历年间，一枚廷珪墨，卖到一万钱。
毕昇发明活字印刷术。当雕版印刷发展到较高水准时，人们已经感到每印一本书都要重新雕版，造成人力物力浪费很大，因而极力寻找一种更便捷的印书工艺。在这种历史背景下，活字印刷术终于被宋朝的毕昇发明了。
雕版印刷是在整块木板上雕刻制版，以一整块、一整块木板进行印刷，一本书要雕刻许多木版才能印成，所以这种印刷方法又叫做整版印刷。活字印刷是用一个个活字排成一个个印版来印刷。这种印版就叫做活版。从整版演进到活版，确实是我国又一项重大的发明和创造。
最早发明的活字印刷是泥活字印刷，泥活字印刷就是用胶泥制成一个个泥坯，再在泥坯上刻出阳文反体的单字，经过烧制成可供印刷用的活字，然后用这些活字进行排版，排成一块块书版，以此刷印成书的一种技术。活字印刷改变了在木版上雕刻文字，一部书要用许多整块的木版才能印成一部书的方法，既节省木版和劳动力，又加快了印书的速度，是一种先进的排印方法。
泥活字印刷术的发明者是我国北宋人毕昇（？-约1051年）。
北宋沈括（1031年—1095年）在《梦溪笔谈》中较详实地记载了毕昇发明活字印刷术这一史实：北宋庆历年间，平民毕昇采用活字排版印刷过书籍，造活字用的材料是胶泥。毕昇发明在胶泥片上刻字，一字一印，用火烧硬后，便成胶泥活字。然后把胶泥活字分类放在木格里面，以备排版之需。排版时，用一块带框铁板作底托，上面敷一层用松脂、蜡和纸灰混合制成的药剂，然后把需要的胶泥活字一个个从备用的木格里拣出来，排进框内，排满就成为一版，再用火烤；等药剂稍熔化，用一块平板把字面压平，待药剂冷却凝固之后，就成为版型。印刷时，只要在版型上刷上墨、敷上纸，加上一定压力即可。印完后再用火把药剂烤化，轻轻一抖，胶泥活字便会从铁板上脱落下来，下次又可以再用。由此可见毕昇发明的活字版，已经具备了完整的工艺技术。
毕昇用黏土制成泥活字印书，因为黏土经高温（600℃-800℃）煅烧后变成陶，因此所谓胶泥活字或泥活字，确切地说应当称为陶活字，呈灰黑色，称为黑陶活字或许更适当些，但由于中国人将其称为“泥活字”已成为习惯，就约定成俗，不再改名，但大家都知道所谓“泥活字”其实就是黑陶活字。
由于黏土随处可取，烧活字时可利用现有的陶窑，因此泥活字的最大好处是成本低廉，能大规模生产，可广泛应用。由于沈括的介绍，活字技术在社会上广为传播。毕昇所发明的泥活字印刷术，就是后来木活字、金属活字印刷的起源，也是15世纪开始兴起的西方印刷术的渊源。毕昇发明泥活字印刷的时间是在宋仁宗庆历年间（1041-1048年），他的发明比德国人谷登堡用铅活字印刷《圣经》早大概400年左右。1965年在浙江温州白象塔内发现的北宋（1103）泥活字本《无量寿佛经》，是在毕昇之后50年印成的，是现存最早的北宋泥活字印本，为毕昇的发明提供了充分的历史见证。
毕昇雕像
毕昇发明泥活字已无实物存世，但是由于记录这一项发明的沈括是钱塘人（今浙江杭州），杭州是浙江刻书业的中心，而毕昇的活字最终为沈氏亲属所得，故不少学者认为毕昇发明活版的地点在杭州。
遗憾的是沈括在《梦溪笔谈》一书中没有记述毕昇的生平，例如：他生于何时，是什么地方的人，以及他一生的事迹等，也没有记述毕昇用泥活字印刷术印刷了哪些书籍。当然，这一切都不影响全世界的人都记住了毕昇这个名字。
王祯写出木活字《造活字印书法》。木活字印书是以木料做成阳文反体的单字，排版后印刷而成的书，这是在泥活字印书之后又一种活字排版印刷的方法。这一方法的改进、完善、记录传世，得益于元朝一位叫王桢的官员。
王祯（1271年-1368年），字伯善，山东东平人，中国古代农学、农业机械学家。他于元成宗元年（1295年）至元成宗大德四年（1300年）的6年间，先后任安徽旌德、江西信州永丰县（今江西广丰县）尹。在任期间，他关心农民的生活，教导农民种植桑、棉、麻等经济作物，教人种树和改良农具。他整理前人所著农业方面的文献，和各地的种植经验，撰写成一部《农书》，这是我国古代著名的一部总结农业生产技术的著作。
王桢对社会更为突出的贡献在于他改进、完善了木活字印刷术，并将这一方法刊行于世，使之能够广为传播。
元成宗大德二年（1298年），王祯任宣州旌德县县尹，他按照自己的设想，“命匠创活字”，以后两年时间共创制了木活字3万多个，排印了他组织纂修的6万多字的《旌德县志》一书，在1个月内印成100部，可惜的是此书未能传至后世。后来，他根据以木活字印《旌德县志》一书的实践经验撰写了《造活字印书法》一文，记载了他用木活字印书的具体方法，这是最早系统叙述活字印刷术的重要文献，记录了泥、锡、木数种活字印书方法，为后世留下了宝贵的印刷史料。
木活字的制造是先以雕版的方法，将字样写在纸上，反贴在版上，而后进行雕刻，在整版各字都雕成后，再用小细锯逐字锯开，锯成一个个单个的木活字。而后按统一的活字大小标准，用刀四面修理整齐，修成每一个大小高低全都一致的木活字。
活字技术能提高制版过程的时效，节省版材和工费，活字印完印件后还可拆版取下，再继续使用，这就提高了材料的再利用率。活字因体积小，便于贮存、转移。在不断的印刷实践中，王祯创制转轮排字法，对排字方法进行了重要的改进。宋代贮存活字用的是立式的木柜，内放小抽屉，每屉若干格，用以存放活字。抽屉外贴标签，标出字韵韵头，取字时按韵头取字。但是王祯鉴于在各柜各抽屉之间来回取字较为不便，于是设计了贮存活字的转盘，转盘为圆形，由轻木制成，直径7尺，盘轴高3尺。以轴支撑转盘，轴上安有横支撑架，以固定轴座。转盘上放24个字匣，排成两圈。每个字匣有编号和字韵，活字按字韵存放在字盘中。转盘需要备两套，捡字工坐在其中间转动转盘捡字，不必走动。为提高捡字的速度，工人需要来回走动，十分劳累，为减轻劳动强度，这是王祯设计转盘的目的。但这适用于出版篇幅不大、字数不太多的著作。如果字数太多，转盘容不下，还得用字柜。
王祯木活字排版工艺图
木活字印刷后，将木活字从版上拆下，清洗干净，按字韵放原字盘或字柜中，以备排下一版用，活字可反复使用。木活字因以木刻字，字体较为流畅，着墨性好，一如木雕版。但是因为每行字由单个活字构成，难免有歪斜不齐现象出现，又因一版上的活字不一定完全在一平面上，难免有高低不平的情况出现，因此墨色或浓或淡。这倒成为后世版本鉴定上的一个特征。
王祯虽然不是以木活字印书的第一人，但他是写出木活字《造活字印书法》的第一人，也是将木活字印书法进行改进使之臻于完善的第一人，又是创制转轮排字法的第一人。
《造活字印书法》是作为他自著的《农书》附录加以刊印的，附载在该书之末。《农书》一书后以雕版印刷出书，清乾隆年间编《四库全书》时从《永乐大典》中辑出，因而得以流传后世，后人因此有幸能看到这篇文章全文，从而了解了当时王祯以木活字印书的详细方法和具体步骤。
