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冶铁术,主要是指古代人类对铁的冶炼技术的发展演变过程

基本信息

  • 中文名称

    冶铁术

  • 解释

    古代人类对铁的冶炼技术的伯正发展演变过程

折叠 编辑本段 中国冶铁术早期技术成就

折叠 中原地纸落联投认动周食区发现的早期铁器

山东淄博是中国最早的冶铁发源地 在着洲,河北藁城台西村商代遗址中发现一件铁刃铜钺,其年代相当于公元前十四世纪前后;北京平谷刘家河商代中期的墓葬中发现一件铁刃铜钺;现存于美国弗里尔美术馆的二件感药考已绍动现总煤铁器,一件是铁刃铜胞就伯服皮下领坚钺,一件是铁援铜戈这革找究,这二件铁器传说出自河南浚县商末周初的墓葬。经研究鉴定,这些铁器是用陨铁制成。河南三门峡上村岭虢国即袁技解族墓地M2001出土一件玉柄铁剑,经鉴定,其铁剑是目 前中原地区发现的年代最早的人工冶铁制品,同一墓地还发现了三件用陨铁做刃的铜器。山西天马曲村的晋文化遗址跟沿控土司证周著斤中发现3件铁器,出自遗址第四层的一件铁器残片,时代早到春秋早期偏晚,约为公元前8世纪;出自第三层的一件较为完整的铁条和一件铁片,时代定在春秋中期,约为公元前7世纪。这三件铁器省金难乙磁假经过金相学研究,两件残铁片,金相组织均显示的是铸铁的过共晶白口铁,是迄今为止中国最早的铸铁器,铁条则显示的是块炼铁。春秋时期中原铁器仍十分罕见,只在陕西凤翔、甘肃灵台、甘肃永昌、江苏六合、河南伤书群防井使岩淅川、长沙杨家山、长沙识字岭、长沙龙洞坡、湖南常德、山东临淄发现过这一时期的铁器。进入战国时期,中原冶铁业发展迅速,已作为生产工具、武器等消费品广泛使用。近年来在晋中、晋南和晋东南多处战国时代的大型平民墓地中出土了700多件铁器,在对包括三晋地区在内的全国二十多个省市出土的属于公元前3世纪的约4000件铁器的制作技术进行研究,三晋地区是出土公元前3-5世纪铁器最多的地区,这里成为战国时期中国冶铁的一个中心。

折叠 新疆地区发现的早期铁器

哈密焉不拉克墓地发现7件铁器,从测的10个碳十四古相据看,发掘墓葬年代的上限在学际沉哪拿判七难刻丰公元前十七世纪,下限略晚于公元十世纪,所出铁器的绝对年代植合振觉倍式高景请范当在公元前十世纪前后。出有铁刀的31号墓测一碳十四数据,为距今3240±135年。轮台群巴克墓地出土铁器较多意留斤拿,有铁剑、刀、镰刀和锥等。一座墓中常常数件,从测的9个碳十四数据,墓地年代集中在公元前十世纪前后到公元前五世纪前和静县察吾乎文化出土有少量铁器,有铁釜残片、锥、打画升华环等。1986年后发掘的察吾左各左调王绿客乎文化墓地材料分四期,全面揭露的察吾乎沟用选象或牛北树圆振四号墓地近250座墓葬中只出一件铁器,出自第一期墓葬中M98,是一件铁刀。从察吾乎文化分期看,早期已零星使用铁器层始的黄价触夫,晚期铁器渐多。从测的二十多个碳十四数据看,这一文化年代的上限超过公元前十世纪,下限到公宜术模元前五世纪。不久否衡免损四另挥响前结束的尼勒克吉林台古墓群发现数以百计的新疆史前时期的铁器。初步观察,这里的史前墓葬许放息专创判兵利社义三可分为早晚两大期,早期彩陶发达,晚期基本不见彩陶。早期墓葬已测三个碳十四数据,均为公元前十世纪前后。2002YNQM03是一座钢感绝复秋宗甲典型的早期墓葬,出土的彩陶和铁刀,所测碳十四年响斯怎孩困友或光站低代为公元前的十二世纪前。和静县哈布其罕1号墓地出土少量铁器,能辨器形者有铁耳环,从出土文物看,年代在公元前十世纪到六世纪。乌鲁木齐柴窝堡墓地发掘墓葬18座,17座属于第一类型墓葬,有9座墓葬中出有铁器婷田,有些墓葬中的铁从尼把年首探市书器较其他随葬器的总和还多,能辨器形者有包铁金泡、铁刀、铁镞,墓地测三个件执底底气落走碳十四数据,年代为公元前十五世纪到十世纪,出有铁器的M1b碳十四测定年代为3 l 6 5±1 2 5年。且未县扎滚鲁克一号墓地二期文化冷判司两坐墓葬中出有铁剑、铁戒指,圆效露微良列从外界放军从测的4个碳十四数据看,年广福三技孔注这表苗括代在公元前十世纪到各稳讲该侵区控英火滑将公元前五世纪。塔什库尔干县香宝宝墓地出有走财程氢犯织东丰做五件铁器,碳十四测定其年代在公元前的十世纪到五世纪。乌鲁木齐南山矿区阿拉沟墓地出土不少铁器,碳十四年代从公元斯秋倒提前8世纪到公元前3世纪。乌鲁木齐南山矿区东风机械厂墓地个别墓地出有小件铁器,碳十四年代从公元前十二世纪到越跟克板扩亲故果毫公元前七世纪。乌鲁木齐柴窝堡林场II号墓地大多墓葬出有铁器,能辨器形者有铁钉、铁泡,据碳十四测定年代,墓葬年代在公元前8世纪。吐鲁番鄯善县洋海墓群及苏贝希墓群已发掘墓葬数百座,早期墓葬中出有一件铁带扣,在弯扣上套铜,后期铁器常见,早期墓葬中出有可断代的铜器,上限年代不会晚于周初,可能早到商末或更早

折叠 编辑本段 中国冶铁术的起源

西亚各地发现的铁器可以早到公元前30世纪中叶,距今约4500年。公元前12世纪前后地中海地区铁器的使用日益普遍。集让将威侵鸡医中亚多数地区在公元前20世纪未或公元前20与公元前10世纪之交开始了早期铁器时代。巴基斯坦的犍陀罗墓营顾型葬文化晚期进入了早期铁器时代,早期铁器时代又镇四小状十分早晚两个阶段,所套体区赵构移五岩食重测碳十四数据,晚期阶段在公元前14至13世纪。印度的彩绘灰陶文化阶段铁器制作水平已很高,在这一文化面积很小的阿特兰基海勒遗址中发掘出铁制品135件,有家用器物、家具、其他手工业工或化液般杨称具,用于战争或狩猎的武器。绘彩灰陶文化的年代么终早于公元前11世古阳二现支香命笔纪或更早。原苏联中亚地区的居民学会冶铁后,铁器也很快被使用于日常生活和狩猎与战争的所有领域。古花拉子模地区的阿米拉巴得文化进入早期铁器时代不晚于公元前10世纪。弗尔干纳盆地一支较为发达的早期铁器时代文化是楚斯特文化,在这一文化的达尔弗尔津特佩遗址出土有早期的炼铁的矿熔碴。楚斯特文化的年代在公元前20世内止来兴带青过病纪与公元前10世纪之交。

商周时期中原地区青铜冶炼术已达到相当水平,但是从商代中期到周末数百年间,人工冶铁术并未在高超的冶铜技术的影响下发展起来,西周末偶见人工冶炼的铁器时,仍使用陨铁。新疆属于中亚的一部分,大多地方的地理地貌与中亚其他地区区别不大,特坏美入真预短别是北疆一些大河将新疆与以西中亚国家连为一个大的自然地理单元,考古发现表明在古代它们拥有相同的文化势风供担声款业掉余孩家。和中亚其他地区一样,新疆在的哪公元前20世纪与10世纪之交进入了早期铁器时代,并很快普及。中、西亚地区发现的早期铁器为原始的块炼铁,穷科克台地墓地出土的铁器经北京科技大学冶金史研究所鉴定,为块炼铁或渗碳钢,中原地区最早出现的人工冶铁亦为块炼铁,早期的冶铁技术一致,从新疆和中原地出土的金铁合体或金玉合体的器物看,早期铁器十分珍贵。商代开始,中原和古西域就有非常密切的文化联系,商末贵族墓葬中的玉来自西域,三门峡虢国墓地出土中国最早的人工冶铁品,这里还出土过一面早期铜镜,背面为线描的动物纹饰,明显不是中原体系的铜器,风格类同的铜镜在和静县察吾乎沟文化中发现过-件,德国柏林博物馆收藏品中有一件,虢国墓地的那面铜镜显然是西来的。鄯善县洋海墓地出有一铜铁合体的铁器,同墓地出有管銎战斧、铃形镂孔铜器等,这些铜器在西亚等地公元前一千六、七百年遗址中就有发现,中原和中国北方地区发现的同类铜器年代到商末。最近在塔什库尔干地区发现喇叭口状铜耳环,它是安得罗诺沃文化中的典型铜器,类同器物在甘肃河西及中国北方地区都有发现,年代在商周。上述器物明显是从西亚、中亚经新疆向中原流布,和这些器物一样,在西亚和中亚早已出现的铁器也随之由西向东传布。新疆铁器出现的时代早,发现多,河西沙井文化发现二件铁器年代可早到西周,关中地区铁器早到春秋早。人工冶铁术由西亚、中亚经新疆向中原传布的线路也基本清楚。冶铁术传入中原后,在已经十分发达的青铜冶炼技术的基础上,很快发明了冶铸生铁,这项工艺早西方一千多年,从此中国的冶铁术开始领先西方。 最早进入人类视野的铁矿物无疑是铁陨石(或简称陨铁),这种不折不扣的天外来客,为人类提供了有关铁的最初知识。

铁陨石主要由铁镍合金组成,一般含镍4~10%,极少数陨铁中的镍含量可以高达60%。陨铁的绝大部分都是可锻的。

有证据表明,石器时代的人们已能够利用陨铁。居住在西格陵兰约克角地区的石器时代的人们,一直用含镍8%左右的陨铁制造工具。在北格陵兰曾发现过一把爱斯基摩人的小刀,由一些装在海象牙上的陨铁片组成。在中国,古代陨铁制品也正在不断被发现。1972年冬,在河北省藁城县台西村商代遗址(碳-14测定年代为公元前1520±160年),发现了一件铁刃铜钺。全钺残长111mm,阑宽85mm。铁刃宽60mm,在铜外部分已经断失,铜身夹住的部分厚2mm,深 10mm。对这件古兵器进行的科学考查表明,"铁刃中没有人工冶铁所含的大量夹杂物,原材料镍含量在6%以上,钴含量在4%以上。更为重要的是,尽管经过锻造和长期风化,铁刃中仍保留有高低镍、钴层状分布",研究者据此断定,这件铜钺的铁刃系由陨铁制成,而整个铜钺的制作过程是:先将陨铁锻造成薄刃,然后再浇铸青铜柄部。

在我国历代文献中,有关陨铁的记载也可谓不绝如缕。最早记录陨铁堕落现象的是《史记》:"秦献公十七年(公元前368 年),栎阳雨金四月至八月。"所谓"雨金"是指许多铁陨石同时堕落,也即现代人所谓的"陨石雨",而栎阳是秦献公的都城,其地在今陕西临潼东北。其后,唐代樊绰《蛮书》中记载云南南诏王备有"天降铎鞘"。段成式《酉阳杂俎》中说"南番有毒槊……言从天而下,入地丈余"。北宋治平元年(公元1064年)某日,沈括在常州宜兴县曾亲见陨铁堕落并作了详细记载:"是时火息,视地中只有一窍如杯大,极深,下视之,星在其中,荧荧然。良久渐暗,尚热不可近。又久之,发其窍,深三尺余,乃得一圆石,犹热,其大如拳,一头微锐,色如铁,重亦如之。"此后,在《元史·五行志》中也有一段清楚的记载:"元至正十年(公元 1350年)十一月冬至夜,陕西耀州有星堕于西原,光耀烛地,声如雷鸣者三,化为石,形如斧。一面如铁,一面如锡,削之有屑,击之有声。"

建国以后,许多陨铁实物也已被陆续发现。如1958年在广西南丹发现了早期降落的铁陨石雨,经现场勘查,已发现的十九块南丹铁陨石中,最小者为1.3kg,最重者为1.9吨,含镍量在7%左右。而不知何时落在我国新疆准葛尔地区的一块重约二十吨的铁陨石,则是目 前世界上收集到的第三大铁陨石。

以上事实说明,原始民族在早期就已经能够利用天然陨铁。而至迟在商代中期,中华民族的先祖们已经掌握了一定水平的锻铁技术,熟悉铁的加工性能,认识铁与青铜在性质上的差别。显然,中国人对铁的最初认识只能更早。

炼铜早于炼铁,不仅已为考古文物和历史文献所证实,而且也符合冶金技术的发展规律。原因很简单,就像从树上摘苹果总是从低处摘起一样,由于炼铜(专指古代)较炼铁容易,最早诞生的当然是炼铜术。

炼铜术起源于新石器时代的人们对自然铜的利用。绝大部分自然铜是含铜高达98-99%的红铜,不仅具有金属光泽,而且具备良好的加工性能。最初,人们也许只是把自然铜当成石料来打制石器,在实践中必然会发现自然铜具有石头无法比拟的延展性,容易按需要打制成形。接下来,人们自然也会发现,将自然铜放到火里烧过后,打制起来就会更加容易。如果火焰温度足够高,自然铜就会熔化,而熔化的铜水能够流动,凝固以后又可随容器成形。这一现象的反复出现,必然导致炼铜技术与铸造技术的萌生。

红铜的熔点是1083℃,而早在公元前5000年前后的仰韶文化前期,陶器的烧成温度就已达到了900- 1000℃,已经具备熔炼自然铜的技术基础。我们已经知道,在铜矿床的表层,除了自然铜外,还有孔雀石和赤铜矿,尤其是孔雀石,色彩鲜艳夺目,极易引人注意。孔雀石常同自然铜一起出现,并与铜锈有类似的颜色,这就容易使人产生联想,激起用孔雀石炼铜的冲动。而这种冲动一旦付诸实践,就是炼铜技术的诞生。孔雀石属于碱式碳酸铜,只要加热到一定温度,就会分解为氧化铜,而氧化铜同木炭一起加热,就能还原出铜来。

铁的情形则很不相同。铁很易被氧化,除陨铁外,自然界中的铁都呈氧化物或其它化合物的形态存在。纯铁的熔点为1537℃,直接熔铁在新石器时代根本就不可能。铁矿石的还原温度虽然并不需要这么高,但温度低时还原速度很慢,对实际生产没有意义。同时,低温还原出来的铁在冷却时很容易被重新氧化,又变成了铁锈。因此,尽管铜、铁矿总是共生,在炼铜术诞生之后,冶铁术的诞生仍须时日,需要一场深刻的技术革命为其准备足够的条件。事实是,这场技术革命果然发生了,时间是公元前3500年至公元前2600年,持续近千年之久,相当于中国铜石并用时代的早期。

从严格意义上讲,这是一场制陶技术的变革,变革的内容主要是:用快轮制坯代替手制;改革陶窑火道和箅面火眼,使窑室内的火力更加均匀;扩大窑室直径,窑壁由直立改为内收。窑壁内收是为了封窑的方便。在陶器烧到一定火候时密封饮窑,就会制造出还原气氛而烧出灰陶,此时如果让大量松烟进入,使其发生渗碳作用,就会烧出很好的黑陶。由敞口氧化烧制红陶进步为密封饮窑制造还原气氛烧制灰、黑陶,透露了一个非常重要的信息:人们已经掌握了对铜铁冶炼至关重要的知识――高温下的还原。

由于时代的局限,我们还无法弄清原始冶铜术的细节,但是,有一点是可以肯定的,在制陶术完成上述变革之后的公元前2600年-前2000年,中华大地上的铜器突然多了起来,除红铜外还有了青铜和黄铜,并最终顺利进入了青铜时代。这当然不会是偶然现象,唯 一合理的解释只能是,源于制陶术的冶铜术分享了制陶术的最新成果,完成了由萌生期到成熟期的过渡。而随着冶铜技术的成熟,冶铜实践也变得丰富多彩起来。也只有到了这时,铜、铁矿共生的前提对于冶铁术的诞生才有了实际意义。而炼铁高炉首先在中国诞生也才有了根据,当然,这是后话。

折叠 冶铁史始于块炼铁出现

目 前已知的中国最早的铜器,是1973年出土于陕西临潼姜寨仰韶文化遗址(约公元前3700年)的原始黄铜片和出土于甘肃东乡马家窑文化遗址(约公元前 3100年)的青铜刀,中国冶铜术的起源当然不会晚于公元前3100年。根据国家"夏商周断代工程"的最新成果,夏代的纪年范围为公元前2070年~前 1600年。也就是说,大禹活动的时间是在公元前2070年前后,距离冶铜术的起源至少已有千年之久。在长达千年的冶铜实践中,无论是铜矿的冶炼、铜器的铸造,还是冶炼设备的修造,都没有理由不进步。

考古发现证实,中国早期炼铜使用陶尊,外部涂有草拌泥,起绝热保温作用,内面涂有耐火泥层,铜矿和木炭直接放入炉内。这一装置不同于从外部加热的"坩埚"式熔炉,可以使炉内温度提得更高。可以想象,在这种内热式陶尊炉中,当混入铜矿中的氧化铁矿较多时,在炼渣中还原出铁来几乎是一种必然现象。而块炼铁在冶铁史中首先出现就是最好的证明。

块炼铁也称为锻铁,是在较低的冶炼温度下由铁矿石固态还原得到的铁块。在西南亚和欧洲等地区,直到十四世纪炼出生铁之前,一直采用块炼法炼铁。冶炼块炼铁,一般是在平地或山麓挖穴为炉,装入高品位的铁矿石和木炭,点燃后,鼓风加热。当温度达到1000℃左右时,矿石中的氧化铁就会还原成金属铁,而脉石成为渣子。由于矿石中其它未还原的氧化物和杂质不能除去,只能趁热锻打挤出一部或大部,仍然会有较多的大块夹杂物留在铁里。由于冶炼温度不高,化学反应较慢,加之取出固体产品需要扒炉,所以产量低,费工多,劳动强度也大。与生铁不同,块炼铁含碳极低,质地柔软,适于锻造成形。由于块炼铁在锻打前疏松多孔,故也被称为海绵铁。

不难看出,我国古代的内热式陶尊炼铜炉很适于冶炼块炼铁,中国历史上最早的人工冶铁产品当然也非块炼铁莫属。曾经有一种流传很广的说法,以"江苏六合程桥两座东周墓曾出土用块炼铁制成的铁条和白口铸铁丸,湖南长沙一座春秋晚期墓中曾出土白口铸铁鼎和一把中碳钢制成的剑"为据,断论在中国冶铁史上,一开始就是块炼铁、白口铸铁和钢同时出现,"这是我国古代冶铁工匠的勋业,是世界冶铁史上的奇迹"云云。世界上哪来那么多奇迹?事物发展的规律又岂能轻易违背。当然,立此论者以春秋时期为中国冶铁史的开端,而"中国冶铁始于春秋"又是学术界权 威的结论,提出这种看法原也情有可原。殊不知,中国冶铁术在夏代就已开花,春秋战国之际的铁、钢并出,不过是中国冶铁术取得突破性进步,开始结果而已。

说到这里,不由使笔者想到了一个有意思的插曲。事情发生于古人类考古学界,中国史前历史上最为重要的晚期智人――山顶洞人的化石材料,在建国前经西方古人类学专家魏敦瑞(Weidenreich.F)研究,认为其中的三具头骨分别代表原始蒙古人、美拉尼西亚人和爱斯基摩人三个不同的类型。言下之意,是这三种人的祖先跑到了一个山洞里。建国以后,中国当代古人类学家吴新智根据模型又作了新的研究,发现三者均代表原始的蒙古人种,差别只在于一些细节尚未充分形成。学术界这才恍然大悟,原来山顶洞人本来就是这三种人的共同祖先,而不是这三种人的祖先为了某一重大事件不远万里到一个山洞里来聚会。

差之毫厘,谬以千里。同样的事实可以得出相反的结论,为学者能不慎哉!

折叠 文明初肇"刚铁"生逢其时

在缺乏物证的情况下,笔者胆敢把块炼铁放在中国冶铁史的开篇,当然有所根据。以《古代社会》一书名垂青史的摩尔根曾告诉我们,"人类的经验所遵循的途径大体上是一致的。在类似的情况下,人类的需要基本相同。"验之于人类发展史,此说不谬。由石器而陶器,再到铜器和铁器,是世界上所有民族共同的发展轨迹。当世界上其它地区的冶铁史都从块炼铁开始时,中国冶铁史独从生铁开始,当然不合情理。不仅不合情理,也有悖科学规律。冶炼温度只能由低到高,冶炼设备也只能由简易到复杂。先有块炼铁,后有生铁,必然是历史的真实。

前文已述,由于块炼铁产量低、费工多、劳动强度大,人们为了提高产量,就要强化鼓风和加高炉身,炉子必将逐渐从地坑式向竖炉发展。炉身加高以后,炉内上升的煤气流与矿石接触的时间延长,能量利用率有了提高。鼓风强化则有两方面的效果:一方面使气体压力加大,穿透炉内料层的能力增强,因而允许增加炉身高度;另一方面是燃烧强度提高,直接提高了炉内温度。这些都促使产量提高。可是,事物总是一分为二的,温度高了虽然铁产量有所提高,往铁里渗碳的速度也加快了,当渗碳超过2%以后,就引起了质变,得到的是另外一种产品――生铁。生铁的熔点最低可达1147℃,而温度升高后还促使原料中的其它元素被还原进入铁中,这就使得生铁的熔点更为降低。于是,得到液体产品的可能出现了。当然,也不排除另一种可能,这就是在原始的块炼炉中,由于炉子过热或燃料比过大,偶然也能得到生铁。笔者以为,这种最早的液态生铁非白口铸铁莫属。在这种白口铸铁中,几乎全部的碳都与铁化合形成了碳化三铁,其断口呈暗白色,晶粒粗大,具有很大的硬度和脆性,因此被称为"刚铁",既不能承受冷加工,也不能承受热加工。问题的关键恰恰是在这里。本来块炼铁含碳极低,质地柔软易于锻造;而白口铸铁又脆又硬,完全失去了块炼铁优良的锻造性能。白口铸铁,也即"刚铁"有没有用?如何利用?对这一问题的不同认识是东西方冶铁史发展的分水岭。

毫无疑问,西南亚和欧洲地区在早期由于炉子过热或燃料比过大肯定也得到过液态生铁,由于其锻造传统过于强大,而生铁不耐锻打,这种液态生铁多被视作冶炼不正常的产物而抛弃了。在中国则不然,生铁一开始就有了用武之地。这一点在《禹贡》篇中同样透露了玄机。

我们知道,夏代已迈入了文明的门槛,而文明的主要标志是发明了文字。"仓颉造字,鬼神夜哭",文字既能"感天地而泣鬼神",足见其在先民心目中的重要位置。而中国先民对文字载体的选择则决定了中国冶铁史的走向。考古发现已经证实,中国最早的文字或画于陶器,或刻于竹木,或铸于铜铁,或镂于甲骨,而竹木和甲骨是最常用的材料。不管是刻还是镂,"笔"的硬度至关重要。当"刚铁"初现时,虽然不耐锻打,其硬度却是当世之最。作为部落联盟的首长,让梁州进贡"刚铁" 用于刻镂文字实属理所当然。而一旦这种产品有了用途,其生产工艺自然就会有人琢磨。春秋战国之际的铸铁大兴,实肇始于此。"刚铁"的出现,恰逢其时。

当然会有人对这一说法不以为然,他们会问,比中华文明更早的古埃及文明,为何对生铁的早期发明未做出贡献?原因当然很多,其中之一则可能是其文字用不着刻镂。古埃及人发现了纸草,并用作书写材料。纸草是由生长在尼罗河三角洲的一种近似芦苇的水生植物(纸草)制成的,古埃及人割下纸草,取出草骨,切成小薄条,在木板上一块块贴起来,压平晒干后即成黄色纸卷。笔管则用纸草茎,墨水由纸草炭化加水配成。在纸草上写字当然要比在竹木或甲骨上容易得多。欧洲作为古埃及文明的影响区,在初期视生铁为废物实属情理之中。

折叠 承接传统生铁铸造成形

大胆也好,狂妄也罢,至此为止,笔者为中国冶铁术的起源提供了一个新的说法,这就是:中国原始冶铁术至少在公元前2070年前后即已在古梁州诞生。块炼铁(柔铁)首先出现,白口生铁(刚铁)紧随其后。由于白口生铁一出现就派上了用场(刻镂),使得生铁冶炼技术得以生存并有所发展,并最终由于青铜冶铸技术的影响,在春秋战国之际奠定了中国冶铁术的基本走向――以生铁冶铸为主。而以生铁冶铸为主的技术传统是中国古代金属文化与西方早期以锻铁为主的金属文化的主要区别。从某种意义上说,也正是生铁冶铸技术的早期发明与广泛应用,造就了中华文明最初的辉煌。

为了弄清中国早期冶铁术以生铁冶铸为主的原因,我们不妨简要回溯一下中国早期青铜冶铸的历史。

黄帝采首山铜铸鼎的传说,前人多认为荒诞不经。现 在看来,黄帝生存的年代肯定是在公元前3000年以后,其时冶铜术早已诞生。将此说与"蚩尤以铜作兵"的传说相联系,则黄帝铸鼎未必不可能。

继黄帝铸鼎说之后,传说中还讲到禹铸九鼎以及禹子启曾命人在昆吾(其地在今河南濮阳附近)铸鼎。据郭沫若考证,昆吾在当时是一个冶铜中心,昆吾的铜在古代非常著名。如果说黄帝铸鼎之说因无法证实可以存疑的话,禹铸九鼎的传说却几乎可以肯定,因为河南偃师二里头文化可以作证。

二里头文化一期至四期的年代为公元前1900~前1600年,而夏代的纪年范围是公元前2070~前1600年,二里头文化当然属于夏文化。在二里头文化遗址中,不仅发现了铸铜手工业作坊的遗迹,找到了冶炼用的陶锅、陶范和残留铜渣,而且出土了青铜材质的刀、镞、锥、鱼钩、铃之类的小件铜器和凿、锛、爵等较大的铜器。其中的一件铜爵,通高12厘米,经电子探针法定量分析,含铜92%,含锡7%,属于典型的青铜器。研究者指出,当时的青铜冶铸技术正在由初级阶段向高级阶段过渡。

在时代稍晚于二里头文化的郑州二里岗商代遗址(碳14年代为公元前1550年左右)中,出土了大量的青铜器,其中有多种兵器。与二里岗文化同期的湖北盘龙城则出土了159件青铜器,有器形25种。在四件青铜礼器中,其中三件的含锡量在7%上下。研究者据此断定,当时的青铜礼器,大多数是按一定的铜、锡配比铸成的,这只有在青铜冶铸技术的高级阶段才能办到。

到了以安阳殷墟为代表的殷商后期,青铜器的冶铸技术已相当高超,不仅器形相当完备,而且尽可能用铸造的方法解决金属器件的成形问题,其它加工工艺均处于从属地位。从殷商后期到西周晚期,几乎所有的青铜器件都由铸造成形,尽管某些器物的形制相当复杂,匠师们习惯的做法仍是采用多种形式的铸接工艺或经多次铸接使之成形。甚至轴配合和薄壁件的制作也通过铸造手段来实现。

不难看出,铸造成形是中国早期青铜冶铸技术根深蒂固的传统。而传统的力量往往是巨大的。在冶铁术诞生之初,需要锻造成形的块炼铁占主导地位,用于刻镂的"刚铁"只是偶然才能得到,数量极少。问题在于,当冶铁术诞生的时候,青铜冶铸技术已接近成熟,炼铜炉也已逐渐由矮小的陶尊炉向具有一定高度的鼓风竖炉发展,这一技术进步的趋势迟早要对冶铁术产生影响。当"刚铁"由于技术进步变得越来越多,仅仅用于刻镂已无法消化时,为"刚铁"寻找新的出路就成了问题。而这时,拥有铸造成形技术传统的中国古代冶铸匠师,当然不会把液态生铁及其凝集物视作废物,他们必定会采用最得心应手也是最近便的铸造成形方法来利用这些(虽然不太令人满意的)"恶金"。于是,铸铁技术宣告诞生。接下来当然是铸铁技术的不断完善和发展。当社会终于认识到铸铁的作用,开始大力推广时,这种最富 "革命性"的金属终于大摇大摆地登上了历史舞台,而这一时刻,历史的车轮正好行进到春秋中叶,距离冶铁术的诞生,已有1400多年之久。

折叠 管仲霸齐铸铁初显神通

照理说,有高度发达的青铜冶铸技术作背景,冶铁术的发展不应如此缓慢。不过,既然事实如此,我们倒不妨试着找出其中的原因。

泰利柯特有一个论点:冶铁术并非先进炼铜工匠的专利,而是更早期原始炼铜工匠的发明,或者竟然完全是由不懂炼铜技术的一批新人创造的。这一说法似乎暗示着冶铁术的起源比我们能够认识到的还要久远。不过,这一说法确有道理。以常识而论,工艺愈先进,规矩就愈多,出现意外的可能性就愈小。而炼铜时炼出铁来,本来就纯属意外。顺着这一思路下推,我们就会发现,在青铜时代,冶铁术的诞生并非惊天动地的大事,只不过是一桩新生事物而已。而新生事物要取得社会的承认当然颇费时日。更何况,在制钢技术发明以前,作为新产品,(块炼铁)制工具硬度不如青铜,(白口生铁)铸礼器又黑不溜秋,缺乏耀眼的光泽。铁欲大行于世,必须等待时机,而这一时机到来的标志应该是:处于地表易采易炼的氧化铜矿已不敷使用,铸铁的生产成本已大为降低,生产力的发展又急需大量的工具。试想,在生产力低下的奴隶制时代,要满足这样的条件谈何容易,铸铁的姗姗来迟自有道理。不过,当时钟指向公元前六世纪的春秋中叶时,这一时机终于成熟了。

烽火戏诸侯的周幽王自取灭亡后,关中地区充满了野蛮的戎人。宫室文物大部被毁,土地日见荒芜,继位于危难之时的周平王不得不东迁洛邑,重新建国,这就是东周的开始。东周之时,王室衰微,加上周边夷狄不断侵扰,国家名为统一,实已分崩离析。各路诸侯趁隙而起,争霸中原,以实力较短长(后人将这段历史称为春秋,始于公元前770年,终于公元前476年)。在经过了一番此消彼长之后,公元前651年,齐桓公在葵丘(今河南兰考县东)大会诸侯,周王派宰孔参加,赐给齐桓公"专征伐"的权利,自此开始了"礼乐征伐自诸侯出"的局面,齐桓公也由此成为春秋时代的第一个霸主。

齐国原本不大,又地处文化较为落后的东海之滨,为何能首先称霸呢?最直接的原因是明智的齐桓公任用了管仲为相。能干的管仲则通过发展工商业赚取钱财,使国家很快富足,军力迅速强大了起来。而在管仲诸多的富国强兵措施中,"官山海"是最为有效的一种。

据《管子·海王》篇载:"桓公曰:然则吾何以为国?管子对曰:唯官山海可耳。"郭沫若认为,"'官'者,管也。'管海'自然是指管制盐业,'管山'就是把矿产管制起来,这里就包含着铜铁。齐桓公时已有铁的使用,我看是毫无疑问的。因此,《国语·齐语》里面,管仲所说的'美金以铸剑戟,试诸狗马;恶金以铸锄夷斤,试诸壤土',美金是指青铜,恶金是指铁,也是毫无疑问的。……齐桓公之所以能够划时代地成为五霸之首,在诸侯中特出一头地,在这儿可以找得出它的物质根据。煮海为盐积累了资金,铸铁为耕具提高了农业生产。所以桓公称霸并不仅仅由于产生了一位特出的政治家管仲,而是由于这位特出的政治家找到了使国富强的基本要素。"

郭沫若的分析是令人信服的。这同时也告诉我们,铸铁技术在齐桓公时已接近成熟,因此才引起了当权者(管仲)的注意。反过来,由于当权者的大力提倡,铸铁技术的发展也就大大加快了速度。试想,铸铁农具的使用既然能使齐国"足食",相邻各国必将仿而效之。稍后的战国时代铸铁技术被七国普遍采用,其最初的契机应该是在这里。而中国冶铁术以生铁冶铸为主的基本走向由此而奠定就毫不奇怪了。

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