纸的发明可追溯至中国西汉时期。考古证据显示，早在西汉武帝时代（约公元前2世纪），中国已出现以麻质纤维为原料的粗糙纸张，如西安灞桥汉墓出土的"灞桥纸"。这种早期纸张质地疏松且成本高昂，主要用于包裹或衬垫，尚未成为主流书写材料。东汉元兴元年（公元105年），蔡伦系统改良造纸工艺，采用树皮、麻头、破布等廉价原料，生产出质地均匀、便于书写的植物纤维纸，标志着造纸技术的成熟。

从考古发现与文献记载来看，西汉纸的实物证据具有决定性意义。1957年陕西灞桥西汉墓出土的麻纸残片，经碳十四测定距今约2200年，其工艺虽原始但已具备造纸核心工序。新疆罗布泊与甘肃居延等地相继发现的汉代纸片，进一步将造纸起源时间前推至蔡伦之前150-200年。这些早期纸张多呈不规则片状，纤维交织松散，与东汉后规范化生产的纸张存在明显技术代差。

蔡伦的贡献在于工艺革新与原料革命。他整合"挫、捣、炒、烘"四道关键工序，使纸浆纤维更细密均匀；选用树皮等新型原料，突破单一麻纤维限制。这种改进使纸张抗拉强度提升3倍以上，书写渗透率降低60%，生产成本仅为缣帛的1/20。东汉《东观汉记》明确记载蔡伦"造意用树肤以为纸"，同时期墓葬出土的带有墨迹的蔡侯纸，证实其已具备实用书写功能。

国际学术界通过对比研究确认中国造纸术的原创性。1990年国际造纸历史协会第20届代表大会决议，正式认定蔡伦为造纸术发明者，中国为发明国。洛阳汉魏故城附近的"造纸河"遗址，留存有汉代造纸作坊的石灰处理池与舂捣器具，其布局与《天工开物》记载的"浸沤-蒸煮-舂捣-抄造"工艺流程高度吻合。

纸张的演进历程折射出材料革命的阶段性特征。西纸代表萌芽期的技术探索，其纤维直径达50-100微米，远高于后世纸张的20-30微米标准。魏晋南北朝时期，藤皮纸与桑皮纸将原料拓展至韧皮纤维，使纸张平滑度提高40%。隋唐竹纸的兴起促成产量倍增，宋元"还魂纸"技术实现废纸循环利用，这些进步皆植根于西汉开创的植物纤维处理体系。作为文明载体，中国造纸术的西传路径清晰可考：8世纪经撒马尔罕传入阿拉伯，12世纪通过西西里岛进入欧洲，最终促成文艺复兴的知识传播革命。