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發(fā)明冶鐵技術(shù)是什么時(shí)候
冶鐵術(shù)，主要是指古代人類(lèi)對(duì)鐵的冶煉技術(shù)的發(fā)展演變過(guò)程。下面是小編整理的發(fā)明冶鐵技術(shù)是什么時(shí)候，歡迎大家閱讀。
我國(guó)發(fā)明生鐵冶煉技術(shù)是在春秋后期。
從近來(lái)考古發(fā)掘出土的春秋戰(zhàn)國(guó)之際鐵器來(lái)看，有用“塊煉法”制造的，也有用鑄鐵鑄造的，更有把鑄鐵件經(jīng)過(guò)加熱退火柔化處理而成為展性鑄鐵的。
從煉得鑄鐵，鑄成器件，進(jìn)而采用加熱退火的方法，對(duì)鑄鐵件加以柔化處理，必須有一個(gè)試驗(yàn)改進(jìn)的過(guò)程。
由此可以斷定，我國(guó)鑄鐵冶煉技術(shù)的發(fā)明，應(yīng)該更要早些。
至少到春秋晚期，中原地區(qū)這種鑄鐵冶煉技術(shù)已經(jīng)比較成熟，我們從公元前五一三年晉國(guó)鑄刑鼎這件事，就可以了解這一點(diǎn)。我們知道，要把刑書(shū)鑄在鐵鼎上，不是件簡(jiǎn)單的事。
即使這部刑書(shū)的文字不多，總該有些條文，要把這些條文鑄到鐵鼎上，這個(gè)“鑄型”不會(huì)大小，所需流動(dòng)狀態(tài)的鑄鐵也不會(huì)太少，否則的話，就不可能鑄成功。
毫無(wú)疑問(wèn)，中國(guó)古代由于改進(jìn)了煉爐的鼓風(fēng)方法，提高了煉爐的溫度，很早就發(fā)明冶煉鑄鐵的技術(shù)，使煉出的鐵成為液體，從而加速了冶鐵過(guò)程，提高了鐵的生產(chǎn)率。這對(duì)于冶鐵業(yè)的發(fā)展和鐵工具的推廣使用是具有決定意義的。
到戰(zhàn)國(guó)中晚期，冶煉鑄鐵和鑄造鐵器已開(kāi)始分工，新鄭鄭韓古城的內(nèi)倉(cāng)、西平酒店村和登封告城鎮(zhèn)，都已發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)國(guó)鑄鐵遺址。
冶鐵的技術(shù)發(fā)明：
戰(zhàn)國(guó)中期以后各種農(nóng)業(yè)和手工業(yè)的工具已普遍用鐵制。
鐵器的廣泛使用，便利了砍伐樹(shù)林、興修水利、開(kāi)墾荒地和深耕細(xì)作，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
在農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，社會(huì)分工、城鄉(xiāng)分工、商品流通進(jìn)一步擴(kuò)大，貨幣經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)出現(xiàn)了以工商業(yè)發(fā)達(dá)而聞名的城市。
冶鐵技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)關(guān)系的影響：
鑄鐵(即生鐵)冶煉技術(shù)的發(fā)明是在春秋晚期，而戰(zhàn)國(guó)發(fā)明的鑄鐵柔化技術(shù)，更是促進(jìn)了當(dāng)時(shí)時(shí)鐵工具的廣泛使用。
鐵工具的廣泛使用，便利了砍伐樹(shù)林，開(kāi)墾荒地，促進(jìn)了耕種效率的提高和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，占有新開(kāi)墾的肥沃土地的地主開(kāi)始登上歷史舞臺(tái)，土地私有制逐漸確立，加速了“井田制”的瓦解，封建化的生產(chǎn)關(guān)系開(kāi)始產(chǎn)生。
鑄鐵柔化技術(shù)：
鑄鐵(生鐵)雖然堅(jiān)硬，但韌性較差，性脆易折。如果在高溫下將鑄鐵件長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行加熱，使其化合碳發(fā)生變化，就可以改變它的材質(zhì)和性能。其中有一種方法叫鑄鐵柔化處理，通過(guò)這種處理的鑄鐵叫可鍛鑄鐵。
按照熱處理?xiàng)l件的不同，鑄鐵柔化處理技術(shù)又可以分為兩種工藝：一種是在氧化氣氛下對(duì)白口鑄鐵件進(jìn)行退火脫碳處理，使之成為白心可鍛鑄鐵;另一種是在中性或弱氧化氣氛下，對(duì)白口鑄鐵件進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間高溫退火處理，使之成為黑心可鍛鑄鐵。
中國(guó)的冶鐵技術(shù)是從哪來(lái)的呢。
實(shí)事求是的講，和整個(gè)世界文明橫向比較，中國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期（前475年至前221年）才真正進(jìn)入到鐵器時(shí)代，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界其他地區(qū)。
考古學(xué)家在地中海的近東地區(qū)，迄今已發(fā)現(xiàn)了至少14件公元前3000年的鐵器，其中至少有1件為人工冶煉，其余情況不明，這些都是目前所知道最早的鐵器。公元前2000年，亞美尼亞山地的基茲溫達(dá)部落掌握了煉鐵技術(shù)，開(kāi)始制造。此后，肥沃新月地帶在公元前1400年，腓尼基人和亞述人已經(jīng)普遍使用了鐵器。公元前9世界亞述古國(guó)成為世界第一個(gè)普遍使用鐵兵器的國(guó)家，這也是它橫行中東的原因。在與亞述的戰(zhàn)爭(zhēng)中，中東諸文明得到了血的教訓(xùn)，也紛紛掌握了普及了鐵兵器。前14世紀(jì)，鐵器傳入歐洲，使得希臘向鐵器時(shí)代邁進(jìn)，希臘有充足的鐵礦，如著名的拉夫里昂鐵礦。
中東諸國(guó)使用鐵器的技術(shù)在中亞地區(qū)傳播，至于何時(shí)傳入到中國(guó)沒(méi)有具體時(shí)間，只能以后考古發(fā)掘證明。總之，這些國(guó)家在使用鐵器上比華夏諸國(guó)可能要早兩個(gè)世紀(jì)。
中國(guó)冶鐵術(shù)的起源
西亞各地發(fā)現(xiàn)的鐵器可以早到公元前30世紀(jì)中葉，距今約4500年。公元前12世紀(jì)前后地中海地區(qū)鐵器的使用日益普遍。中亞多數(shù)地區(qū)在公元前20世紀(jì)未或公元前20與公元前10世紀(jì)之交開(kāi)始了早期鐵器時(shí)代。巴基斯坦的犍陀羅墓葬文化晚期進(jìn)入了早期鐵器時(shí)代，早期鐵器時(shí)代又分早晚兩個(gè)階段，所測(cè)碳十四數(shù)據(jù)，晚期階段在公元前14至13世紀(jì)。印度的彩繪灰陶文化階段鐵器制作水平已很高，在這一文化面積很小的阿特蘭基海勒遺址中發(fā)掘出鐵制品135件，有家用器物、家具、其他手工業(yè)工具，用于戰(zhàn)爭(zhēng)或狩獵的武器。繪彩灰陶文化的年代早于公元前11世紀(jì)或更早。原蘇聯(lián)中亞地區(qū)的居民學(xué)會(huì)冶鐵后，鐵器也很快被使用于日常生活和狩獵與戰(zhàn)爭(zhēng)的所有領(lǐng)域。古花拉子模地區(qū)的阿米拉巴得文化進(jìn)入早期鐵器時(shí)代不晚于公元前10世紀(jì)。弗爾干納盆地一支較為發(fā)達(dá)的早期鐵器時(shí)代文化是楚斯特文化，在這一文化的達(dá)爾弗爾津特佩遺址出土有早期的煉鐵的礦熔碴。楚斯特文化的年代在公元前20世紀(jì)與公元前10世紀(jì)之交。
商周時(shí)期中原地區(qū)青銅冶煉術(shù)已達(dá)到相當(dāng)水平，但是從商代中期到周末數(shù)百年間，人工冶鐵術(shù)并未在高超的冶銅技術(shù)的影響下發(fā)展起來(lái)，西周末偶見(jiàn)人工冶煉的鐵器時(shí)，仍使用隕鐵。新疆屬于中亞的一部分，大多地方的地理地貌與中亞其他地區(qū)區(qū)別不大，特別是北疆一些大河將新疆與以西中亞國(guó)家連為一個(gè)大的自然地理單元，考古發(fā)現(xiàn)表明在古代它們擁有相同的文化。和中亞其他地區(qū)一樣，新疆在公元前20世紀(jì)與10世紀(jì)之交進(jìn)入了早期鐵器時(shí)代，并很快普及。中、西亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)的早期鐵器為原始的塊煉鐵，窮科克臺(tái)地墓地出土的鐵器經(jīng)北京科技大學(xué)冶金史研究所鑒定，為塊煉鐵或滲碳鋼，中原地區(qū)最早出現(xiàn)的人工冶鐵亦為塊煉鐵，早期的冶鐵技術(shù)一致，從新疆和中原地出土的金鐵合體或金玉合體的器物看，早期鐵器十分珍貴。商代開(kāi)始，中原和古西域就有非常密切的文化聯(lián)系，商末貴族墓葬中的玉來(lái)自西域，三門(mén)峽虢國(guó)墓地出土中國(guó)最早的人工冶鐵品，這里還出土過(guò)一面早期銅鏡，背面為線描的動(dòng)物紋飾，明顯不是中原體系的銅器，風(fēng)格類(lèi)同的銅鏡在和靜縣察吾乎溝文化中發(fā)現(xiàn)過(guò)—件，德國(guó)柏林博物館收藏品中有一件，虢國(guó)墓地的那面銅鏡顯然是西來(lái)的。鄯善縣洋海墓地出有一銅鐵合體的鐵器，同墓地出有管銎戰(zhàn)斧、鈴形鏤孔銅器等，這些銅器在西亞等地公元前一千六、七百年遺址中就有發(fā)現(xiàn)，中原和中國(guó)北方地區(qū)發(fā)現(xiàn)的同類(lèi)銅器年代到商末。最近在塔什庫(kù)爾干地區(qū)發(fā)現(xiàn)喇叭口狀銅耳環(huán)，它是安得羅諾沃文化中的典型銅器，類(lèi)同器物在甘肅河西及中國(guó)北方地區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，年代在商周。上述器物明顯是從西亞、中亞經(jīng)新疆向中原流布，和這些器物一樣，在西亞和中亞早已出現(xiàn)的鐵器也隨之由西向東傳布。新疆鐵器出現(xiàn)的時(shí)代早，發(fā)現(xiàn)多，河西沙井文化發(fā)現(xiàn)二件鐵器年代可早到西周，關(guān)中地區(qū)鐵器早到春秋早。人工冶鐵術(shù)由西亞、中亞經(jīng)新疆向中原傳布的線路也基本清楚。冶鐵術(shù)傳入中原后，在已經(jīng)十分發(fā)達(dá)的青銅冶煉技術(shù)的基礎(chǔ)上，很快發(fā)明了冶鑄生鐵，這項(xiàng)工藝早西方一千多年，從此中國(guó)的冶鐵術(shù)開(kāi)始領(lǐng)先西方。最早進(jìn)入人類(lèi)視野的鐵礦物無(wú)疑是鐵隕石（或簡(jiǎn)稱(chēng)隕鐵），這種不折不扣的天外來(lái)客，為人類(lèi)提供了有關(guān)鐵的最初知識(shí)。
鐵隕石主要由鐵鎳合金組成，一般含鎳4～10%，極少數(shù)隕鐵中的鎳含量可以高達(dá)60%。隕鐵的絕大部分都是可鍛的。
有證據(jù)表明，石器時(shí)代的人們已能夠利用隕鐵。居住在西格陵蘭約克角地區(qū)的石器時(shí)代的人們，一直用含鎳8%左右的隕鐵制造工具。在北格陵蘭曾發(fā)現(xiàn)過(guò)一把愛(ài)斯基摩人的小刀，由一些裝在海象牙上的隕鐵片組成。在中國(guó)，古代隕鐵制品也正在不斷被發(fā)現(xiàn)。1972年冬，在河北省藁城縣臺(tái)西村商代遺址（碳－14測(cè)定年代為公元前1520±160年），發(fā)現(xiàn)了一件鐵刃銅鉞。全鉞殘長(zhǎng)111mm，闌寬85mm。鐵刃寬60mm，在銅外部分已經(jīng)斷失，銅身夾住的部分厚2mm，深10mm。對(duì)這件古兵器進(jìn)行的科學(xué)考查表明，“鐵刃中沒(méi)有人工冶鐵所含的大量夾雜物，原材料鎳含量在6%以上，鈷含量在4%以上。更為重要的是，盡管經(jīng)過(guò)鍛造和長(zhǎng)期風(fēng)化，鐵刃中仍保留有高低鎳、鈷層狀分布”，研究者據(jù)此斷定，這件銅鉞的鐵刃系由隕鐵制成，而整個(gè)銅鉞的制作過(guò)程是：先將隕鐵鍛造成薄刃，然后再澆鑄青銅柄部。
在我國(guó)歷代文獻(xiàn)中，有關(guān)隕鐵的記載也可謂不絕如縷。最早記錄隕鐵墮落現(xiàn)象的是《史記》：“秦獻(xiàn)公十七年（公元前368年），櫟陽(yáng)雨金四月至八月。”所謂“雨金”是指許多鐵隕石同時(shí)墮落，也即現(xiàn)代人所謂的“隕石雨”，而櫟陽(yáng)是秦獻(xiàn)公的都城，其地在今陜西臨潼東北。其后，唐代樊綽《蠻書(shū)》中記載云南南詔王備有“天降鐸鞘”。段成式《酉陽(yáng)雜俎》中說(shuō)“南番有毒槊……言從天而下，入地丈余”。北宋治平元年（公元1064年）某日，沈括在常州宜興縣曾親見(jiàn)隕鐵墮落并作了詳細(xì)記載：“是時(shí)火息，視地中只有一竅如杯大，極深，下視之，星在其中，熒熒然。良久漸暗，尚熱不可近。又久之，發(fā)其竅，深三尺余，乃得一圓石，猶熱，其大如拳，一頭微銳，色如鐵，重亦如之。”此后，在《元史·五行志》中也有一段清楚的記載：“元至正十年（公元1350年）十一月冬至夜，陜西耀州有星墮于西原，光耀燭地，聲如雷鳴者三，化為石，形如斧。一面如鐵，一面如錫，削之有屑，擊之有聲。”
建國(guó)以后，許多隕鐵實(shí)物也已被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。如1958年在廣西南丹發(fā)現(xiàn)了早期降落的鐵隕石雨，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，已發(fā)現(xiàn)的十九塊南丹鐵隕石中，最小者為1.3kg，最重者為1.9噸，含鎳量在7%左右。而不知何時(shí)落在我國(guó)新疆準(zhǔn)葛爾地區(qū)的一塊重約二十噸的鐵隕石，則是目前世界上收集到的第三大鐵隕石。
以上事實(shí)說(shuō)明，原始民族在早期就已經(jīng)能夠利用天然隕鐵。而至遲在商代中期，中華民族的先祖?zhèn)円呀?jīng)掌握了一定水平的鍛鐵技術(shù)，熟悉鐵的加工性能，認(rèn)識(shí)鐵與青銅在性質(zhì)上的差別。顯然，中國(guó)人對(duì)鐵的最初認(rèn)識(shí)只能更早。
煉銅早于煉鐵，不僅已為考古文物和歷史文獻(xiàn)所證實(shí)，而且也符合冶金技術(shù)的發(fā)展規(guī)律。原因很簡(jiǎn)單，就像從樹(shù)上摘蘋(píng)果總是從低處摘起一樣，由于煉銅（專(zhuān)指古代）較煉鐵容易，最早誕生的當(dāng)然是煉銅術(shù)。
煉銅術(shù)起源于新石器時(shí)代的人們對(duì)自然銅的利用。絕大部分自然銅是含銅高達(dá)98－99%的紅銅，不僅具有金屬光澤，而且具備良好的加工性能。最初，人們也許只是把自然銅當(dāng)成石料來(lái)打制石器，在實(shí)踐中必然會(huì)發(fā)現(xiàn)自然銅具有石頭無(wú)法比擬的延展性，容易按需要打制成形。接下來(lái)，人們自然也會(huì)發(fā)現(xiàn)，將自然銅放到火里燒過(guò)后，打制起來(lái)就會(huì)更加容易。如果火焰溫度足夠高，自然銅就會(huì)熔化，而熔化的銅水能夠流動(dòng)，凝固以后又可隨容器成形。這一現(xiàn)象的反復(fù)出現(xiàn)，必然導(dǎo)致煉銅技術(shù)與鑄造技術(shù)的萌生。
紅銅的熔點(diǎn)是1083℃，而早在公元前5000年前后的仰韶文化前期，陶器的燒成溫度就已達(dá)到了900－1000℃，已經(jīng)具備熔煉自然銅的技術(shù)基礎(chǔ)。我們已經(jīng)知道，在銅礦床的表層，除了自然銅外，還有孔雀石和赤銅礦，尤其是孔雀石，色彩鮮艷奪目，極易引人注意。孔雀石常同自然銅一起出現(xiàn)，并與銅銹有類(lèi)似的顏色，這就容易使人產(chǎn)生聯(lián)想，激起用孔雀石煉銅的沖動(dòng)。而這種沖動(dòng)一旦付諸實(shí)踐，就是煉銅技術(shù)的誕生。孔雀石屬于堿式碳酸銅，只要加熱到一定溫度，就會(huì)分解為氧化銅，而氧化銅同木炭一起加熱，就能還原出銅來(lái)。
鐵的情形則很不相同。鐵很易被氧化，除隕鐵外，自然界中的鐵都呈氧化物或其它化合物的形態(tài)存在。純鐵的熔點(diǎn)為1537℃，直接熔鐵在新石器時(shí)代根本就不可能。鐵礦石的還原溫度雖然并不需要這么高，但溫度低時(shí)還原速度很慢，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)沒(méi)有意義。同時(shí)，低溫還原出來(lái)的鐵在冷卻時(shí)很容易被重新氧化，又變成了鐵銹。因此，盡管銅、鐵礦總是共生，在煉銅術(shù)誕生之后，冶鐵術(shù)的誕生仍須時(shí)日，需要一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命為其準(zhǔn)備足夠的條件。事實(shí)是，這場(chǎng)技術(shù)革命果然發(fā)生了，時(shí)間是公元前3500年至公元前2600年，持續(xù)近千年之久，相當(dāng)于中國(guó)銅石并用時(shí)代的早期。
從嚴(yán)格意義上講，這是一場(chǎng)制陶技術(shù)的變革，變革的內(nèi)容主要是：用快輪制坯代替手制；改革陶窯火道和箅面火眼，使窯室內(nèi)的火力更加均勻；擴(kuò)大窯室直徑，窯壁由直立改為內(nèi)收。窯壁內(nèi)收是為了封窯的方便。在陶器燒到一定火候時(shí)密封飲窯，就會(huì)制造出還原氣氛而燒出灰陶，此時(shí)如果讓大量松煙進(jìn)入，使其發(fā)生滲碳作用，就會(huì)燒出很好的黑陶。由敞口氧化燒制紅陶進(jìn)步為密封飲窯制造還原氣氛燒制灰、黑陶，透露了一個(gè)非常重要的信息：人們已經(jīng)掌握了對(duì)銅鐵冶煉至關(guān)重要的知識(shí)――高溫下的還原。
由于時(shí)代的局限，我們還無(wú)法弄清原始冶銅術(shù)的細(xì)節(jié)，但是，有一點(diǎn)是可以肯定的，在制陶術(shù)完成上述變革之后的公元前2600年－前2000年，中華大地上的銅器突然多了起來(lái)，除紅銅外還有了青銅和黃銅，并最終順利進(jìn)入了青銅時(shí)代。這當(dāng)然不會(huì)是偶然現(xiàn)象，唯一合理的解釋只能是，源于制陶術(shù)的冶銅術(shù)分享了制陶術(shù)的最新成果，完成了由萌生期到成熟期的過(guò)渡。而隨著冶銅技術(shù)的成熟，冶銅實(shí)踐也變得豐富多彩起來(lái)。也只有到了這時(shí)，銅、鐵礦共生的前提對(duì)于冶鐵術(shù)的誕生才有了實(shí)際意義。而煉鐵高爐首先在中國(guó)誕生也才有了根據(jù)，當(dāng)然，這是后話。
冶鐵史始于塊煉鐵出現(xiàn)
目前已知的中國(guó)最早的銅器，是1973年出土于陜西臨潼姜寨仰韶文化遺址（約公元前3700年）的原始黃銅片和出土于甘肅東鄉(xiāng)馬家窯文化遺址（約公元前3100年）的青銅刀，中國(guó)冶銅術(shù)的起源當(dāng)然不會(huì)晚于公元前3100年。根據(jù)國(guó)家“夏商周斷代工程”的最新成果，夏代的紀(jì)年范圍為公元前2070年～前1600年。也就是說(shuō)，大禹活動(dòng)的時(shí)間是在公元前2070年前后，距離冶銅術(shù)的起源至少已有千年之久。在長(zhǎng)達(dá)千年的冶銅實(shí)踐中，無(wú)論是銅礦的冶煉、銅器的鑄造，還是冶煉設(shè)備的修造，都沒(méi)有理由不進(jìn)步。
考古發(fā)現(xiàn)證實(shí)，中國(guó)早期煉銅使用陶尊，外部涂有草拌泥，起絕熱保溫作用，內(nèi)面涂有耐火泥層，銅礦和木炭直接放入爐內(nèi)。這一裝置不同于從外部加熱的“坩堝”式熔爐，可以使?fàn)t內(nèi)溫度提得更高。可以想象，在這種內(nèi)熱式陶尊爐中，當(dāng)混入銅礦中的氧化鐵礦較多時(shí)，在煉渣中還原出鐵來(lái)幾乎是一種必然現(xiàn)象。而塊煉鐵在冶鐵史中首先出現(xiàn)就是最好的證明。
塊煉鐵也稱(chēng)為鍛鐵，是在較低的冶煉溫度下由鐵礦石固態(tài)還原得到的鐵塊。在西南亞和歐洲等地區(qū)，直到十四世紀(jì)煉出生鐵之前，一直采用塊煉法煉鐵。冶煉塊煉鐵，一般是在平地或山麓挖穴為爐，裝入高品位的鐵礦石和木炭，點(diǎn)燃后，鼓風(fēng)加熱。當(dāng)溫度達(dá)到1000℃左右時(shí)，礦石中的氧化鐵就會(huì)還原成金屬鐵，而脈石成為渣子。由于礦石中其它未還原的氧化物和雜質(zhì)不能除去，只能趁熱鍛打擠出一部或大部，仍然會(huì)有較多的大塊夾雜物留在鐵里。由于冶煉溫度不高，化學(xué)反應(yīng)較慢，加之取出固體產(chǎn)品需要扒爐，所以產(chǎn)量低，費(fèi)工多，勞動(dòng)強(qiáng)度也大。與生鐵不同，塊煉鐵含碳極低，質(zhì)地柔軟，適于鍛造成形。由于塊煉鐵在鍛打前疏松多孔，故也被稱(chēng)為海綿鐵。
不難看出，我國(guó)古代的內(nèi)熱式陶尊煉銅爐很適于冶煉塊煉鐵，中國(guó)歷史上最早的人工冶鐵產(chǎn)品當(dāng)然也非塊煉鐵莫屬。曾經(jīng)有一種流傳很廣的說(shuō)法，以“江蘇六合程橋兩座東周墓曾出土用塊煉鐵制成的鐵條和白口鑄鐵丸，湖南長(zhǎng)沙一座春秋晚期墓中曾出土白口鑄鐵鼎和一把中碳鋼制成的劍”為據(jù)，斷論在中國(guó)冶鐵史上，一開(kāi)始就是塊煉鐵、白口鑄鐵和鋼同時(shí)出現(xiàn)，“這是我國(guó)古代冶鐵工匠的勛業(yè)，是世界冶鐵史上的奇跡”云云。世界上哪來(lái)那么多奇跡？事物發(fā)展的規(guī)律又豈能輕易違背。當(dāng)然，立此論者以春秋時(shí)期為中國(guó)冶鐵史的開(kāi)端，而“中國(guó)冶鐵始于春秋”又是學(xué)術(shù)界權(quán)威的結(jié)論，提出這種看法原也情有可原。殊不知，中國(guó)冶鐵術(shù)在夏代就已開(kāi)花，春秋戰(zhàn)國(guó)之際的鐵、鋼并出，不過(guò)是中國(guó)冶鐵術(shù)取得突破性進(jìn)步，開(kāi)始結(jié)果而已。
說(shuō)到這里，不由使筆者想到了一個(gè)有意思的插曲。事情發(fā)生于古人類(lèi)考古學(xué)界，中國(guó)史前歷史上最為重要的晚期智人――山頂洞人的化石材料，在建國(guó)前經(jīng)西方古人類(lèi)學(xué)專(zhuān)家魏敦瑞（Weidenreich.F）研究，認(rèn)為其中的三具頭骨分別代表原始蒙古人、美拉尼西亞人和愛(ài)斯基摩人三個(gè)不同的類(lèi)型。言下之意，是這三種人的祖先跑到了一個(gè)山洞里。建國(guó)以后，中國(guó)當(dāng)代古人類(lèi)學(xué)家吳新智根據(jù)模型又作了新的研究，發(fā)現(xiàn)三者均代表原始的蒙古人種，差別只在于一些細(xì)節(jié)尚未充分形成。學(xué)術(shù)界這才恍然大悟，原來(lái)山頂洞人本來(lái)就是這三種人的共同祖先，而不是這三種人的祖先為了某一重大事件不遠(yuǎn)萬(wàn)里到一個(gè)山洞里來(lái)聚會(huì)。
差之毫厘，謬以千里。同樣的事實(shí)可以得出相反的結(jié)論，為學(xué)者能不慎哉！
文明初肇“剛鐵”生逢其時(shí)
在缺乏物證的情況下，筆者膽敢把塊煉鐵放在中國(guó)冶鐵史的開(kāi)篇，當(dāng)然有所根據(jù)。以《古代社會(huì)》一書(shū)名垂青史的摩爾根曾告訴我們，“人類(lèi)的經(jīng)驗(yàn)所遵循的途徑大體上是一致的。在類(lèi)似的情況下，人類(lèi)的需要基本相同。”驗(yàn)之于人類(lèi)發(fā)展史，此說(shuō)不謬。由石器而陶器，再到銅器和鐵器，是世界上所有民族共同的發(fā)展軌跡。當(dāng)世界上其它地區(qū)的冶鐵史都從塊煉鐵開(kāi)始時(shí)，中國(guó)冶鐵史獨(dú)從生鐵開(kāi)始，當(dāng)然不合情理。不僅不合情理，也有悖科學(xué)規(guī)律。冶煉溫度只能由低到高，冶煉設(shè)備也只能由簡(jiǎn)易到復(fù)雜。先有塊煉鐵，后有生鐵，必然是歷史的真實(shí)。
前文已述，由于塊煉鐵產(chǎn)量低、費(fèi)工多、勞動(dòng)強(qiáng)度大，人們?yōu)榱颂岣弋a(chǎn)量，就要強(qiáng)化鼓風(fēng)和加高爐身，爐子必將逐漸從地坑式向豎爐發(fā)展。爐身加高以后，爐內(nèi)上升的煤氣流與礦石接觸的時(shí)間延長(zhǎng)，能量利用率有了提高。鼓風(fēng)強(qiáng)化則有兩方面的效果：一方面使氣體壓力加大，穿透爐內(nèi)料層的能力增強(qiáng)，因而允許增加爐身高度；另一方面是燃燒強(qiáng)度提高，直接提高了爐內(nèi)溫度。這些都促使產(chǎn)量提高。可是，事物總是一分為二的，溫度高了雖然鐵產(chǎn)量有所提高，往鐵里滲碳的速度也加快了，當(dāng)滲碳超過(guò)2%以后，就引起了質(zhì)變，得到的是另外一種產(chǎn)品――生鐵。生鐵的熔點(diǎn)最低可達(dá)1147℃，而溫度升高后還促使原料中的其它元素被還原進(jìn)入鐵中，這就使得生鐵的熔點(diǎn)更為降低。于是，得到液體產(chǎn)品的可能出現(xiàn)了。當(dāng)然，也不排除另一種可能，這就是在原始的塊煉爐中，由于爐子過(guò)熱或燃料比過(guò)大，偶然也能得到生鐵。筆者以為，這種最早的液態(tài)生鐵非白口鑄鐵莫屬。在這種白口鑄鐵中，幾乎全部的碳都與鐵化合形成了碳化三鐵，其斷口呈暗白色，晶粒粗大，具有很大的硬度和脆性，因此被稱(chēng)為“剛鐵”，既不能承受冷加工，也不能承受熱加工。問(wèn)題的關(guān)鍵恰恰是在這里。本來(lái)塊煉鐵含碳極低，質(zhì)地柔軟易于鍛造；而白口鑄鐵又脆又硬，完全失去了塊煉鐵優(yōu)良的鍛造性能。白口鑄鐵，也即“剛鐵”有沒(méi)有用？如何利用？對(duì)這一問(wèn)題的不同認(rèn)識(shí)是東西方冶鐵史發(fā)展的分水嶺。
毫無(wú)疑問(wèn)，西南亞和歐洲地區(qū)在早期由于爐子過(guò)熱或燃料比過(guò)大肯定也得到過(guò)液態(tài)生鐵，由于其鍛造傳統(tǒng)過(guò)于強(qiáng)大，而生鐵不耐鍛打，這種液態(tài)生鐵多被視作冶煉不正常的產(chǎn)物而拋棄了。在中國(guó)則不然，生鐵一開(kāi)始就有了用武之地。這一點(diǎn)在《禹貢》篇中同樣透露了玄機(jī)。
我們知道，夏代已邁入了文明的門(mén)檻，而文明的主要標(biāo)志是發(fā)明了文字。“倉(cāng)頡造字，鬼神夜哭”，文字既能“感天地而泣鬼神”，足見(jiàn)其在先民心目中的重要位置。而中國(guó)先民對(duì)文字載體的選擇則決定了中國(guó)冶鐵史的走向。考古發(fā)現(xiàn)已經(jīng)證實(shí)，中國(guó)最早的文字或畫(huà)于陶器，或刻于竹木，或鑄于銅鐵，或鏤于甲骨，而竹木和甲骨是最常用的材料。不管是刻還是鏤，“筆”的硬度至關(guān)重要。當(dāng)“剛鐵”初現(xiàn)時(shí)，雖然不耐鍛打，其硬度卻是當(dāng)世之最。作為部落聯(lián)盟的首長(zhǎng)，讓梁州進(jìn)貢“剛鐵”用于刻鏤文字實(shí)屬理所當(dāng)然。而一旦這種產(chǎn)品有了用途，其生產(chǎn)工藝自然就會(huì)有人琢磨。春秋戰(zhàn)國(guó)之際的鑄鐵大興，實(shí)肇始于此。“剛鐵”的出現(xiàn)，恰逢其時(shí)。
當(dāng)然會(huì)有人對(duì)這一說(shuō)法不以為然，他們會(huì)問(wèn)，比中華文明更早的古埃及文明，為何對(duì)生鐵的早期發(fā)明未做出貢獻(xiàn)？原因當(dāng)然很多，其中之一則可能是其文字用不著刻鏤。古埃及人發(fā)現(xiàn)了紙草，并用作書(shū)寫(xiě)材料。紙草是由生長(zhǎng)在尼羅河三角洲的一種近似蘆葦?shù)乃参铮埐荩┲瞥傻模虐＜叭烁钕录埐荩〕霾莨牵谐尚”l，在木板上一塊塊貼起來(lái)，壓平曬干后即成黃色紙卷。筆管則用紙草莖，墨水由紙草炭化加水配成。在紙草上寫(xiě)字當(dāng)然要比在竹木或甲骨上容易得多。歐洲作為古埃及文明的影響區(qū)，在初期視生鐵為廢物實(shí)屬情理之中。
承接傳統(tǒng)生鐵鑄造成形
大膽也好，狂妄也罷，至此為止，筆者為中國(guó)冶鐵術(shù)的起源提供了一個(gè)新的說(shuō)法，這就是：中國(guó)原始冶鐵術(shù)至少在公元前2070年前后即已在古梁州誕生。塊煉鐵（柔鐵）首先出現(xiàn)，白口生鐵（剛鐵）緊隨其后。由于白口生鐵一出現(xiàn)就派上了用場(chǎng)（刻鏤），使得生鐵冶煉技術(shù)得以生存并有所發(fā)展，并最終由于青銅冶鑄技術(shù)的影響，在春秋戰(zhàn)國(guó)之際奠定了中國(guó)冶鐵術(shù)的基本走向――以生鐵冶鑄為主。而以生鐵冶鑄為主的技術(shù)傳統(tǒng)是中國(guó)古代金屬文化與西方早期以鍛鐵為主的金屬文化的主要區(qū)別。從某種意義上說(shuō)，也正是生鐵冶鑄技術(shù)的早期發(fā)明與廣泛應(yīng)用，造就了中華文明最初的輝煌。
為了弄清中國(guó)早期冶鐵術(shù)以生鐵冶鑄為主的原因，我們不妨簡(jiǎn)要回溯一下中國(guó)早期青銅冶鑄的歷史。
黃帝采首山銅鑄鼎的傳說(shuō)，前人多認(rèn)為荒誕不經(jīng)。現(xiàn)在看來(lái)，黃帝生存的年代肯定是在公元前3000年以后，其時(shí)冶銅術(shù)早已誕生。將此說(shuō)與“蚩尤以銅作兵”的傳說(shuō)相聯(lián)系，則黃帝鑄鼎未必不可能。
繼黃帝鑄鼎說(shuō)之后，傳說(shuō)中還講到禹鑄九鼎以及禹子啟曾命人在昆吾（其地在今河南濮陽(yáng)附近）鑄鼎。據(jù)郭沫若考證，昆吾在當(dāng)時(shí)是一個(gè)冶銅中心，昆吾的銅在古代非常著名。如果說(shuō)黃帝鑄鼎之說(shuō)因無(wú)法證實(shí)可以存疑的話，禹鑄九鼎的傳說(shuō)卻幾乎可以肯定，因?yàn)楹幽腺葞煻镱^文化可以作證。
二里頭文化一期至四期的年代為公元前1900～前1600年，而夏代的紀(jì)年范圍是公元前2070～前1600年，二里頭文化當(dāng)然屬于夏文化。在二里頭文化遺址中，不僅發(fā)現(xiàn)了鑄銅手工業(yè)作坊的遺跡，找到了冶煉用的陶鍋、陶范和殘留銅渣，而且出土了青銅材質(zhì)的刀、鏃、錐、魚(yú)鉤、鈴之類(lèi)的小件銅器和鑿、錛、爵等較大的銅器。其中的一件銅爵，通高12厘米，經(jīng)電子探針?lè)ǘ糠治觯~92%，含錫7%，屬于典型的青銅器。研究者指出，當(dāng)時(shí)的青銅冶鑄技術(shù)正在由初級(jí)階段向高級(jí)階段過(guò)渡。
在時(shí)代稍晚于二里頭文化的鄭州二里崗商代遺址（碳14年代為公元前1550年左右）中，出土了大量的青銅器，其中有多種兵器。與二里崗文化同期的湖北盤(pán)龍城則出土了159件青銅器，有器形25種。在四件青銅禮器中，其中三件的含錫量在7%上下。研究者據(jù)此斷定，當(dāng)時(shí)的青銅禮器，大多數(shù)是按一定的銅、錫配比鑄成的，這只有在青銅冶鑄技術(shù)的高級(jí)階段才能辦到。
到了以安陽(yáng)殷墟為代表的殷商后期，青銅器的冶鑄技術(shù)已相當(dāng)高超，不僅器形相當(dāng)完備，而且盡可能用鑄造的方法解決金屬器件的成形問(wèn)題，其它加工工藝均處于從屬地位。從殷商后期到西周晚期，幾乎所有的青銅器件都由鑄造成形，盡管某些器物的形制相當(dāng)復(fù)雜，匠師們習(xí)慣的做法仍是采用多種形式的鑄接工藝或經(jīng)多次鑄接使之成形。甚至軸配合和薄壁件的制作也通過(guò)鑄造手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。
不難看出，鑄造成形是中國(guó)早期青銅冶鑄技術(shù)根深蒂固的傳統(tǒng)。而傳統(tǒng)的力量往往是巨大的。在冶鐵術(shù)誕生之初，需要鍛造成形的塊煉鐵占主導(dǎo)地位，用于刻鏤的“剛鐵”只是偶然才能得到，數(shù)量極少。問(wèn)題在于，當(dāng)冶鐵術(shù)誕生的時(shí)候，青銅冶鑄技術(shù)已接近成熟，煉銅爐也已逐漸由矮小的陶尊爐向具有一定高度的鼓風(fēng)豎爐發(fā)展，這一技術(shù)進(jìn)步的趨勢(shì)遲早要對(duì)冶鐵術(shù)產(chǎn)生影響。當(dāng)“剛鐵”由于技術(shù)進(jìn)步變得越來(lái)越多，僅僅用于刻鏤已無(wú)法消化時(shí)，為“剛鐵”尋找新的出路就成了問(wèn)題。而這時(shí)，擁有鑄造成形技術(shù)傳統(tǒng)的中國(guó)古代冶鑄匠師，當(dāng)然不會(huì)把液態(tài)生鐵及其凝集物視作廢物，他們必定會(huì)采用最得心應(yīng)手也是最近便的鑄造成形方法來(lái)利用這些（雖然不太令人滿意的）“惡金”。于是，鑄鐵技術(shù)宣告誕生。接下來(lái)當(dāng)然是鑄鐵技術(shù)的不斷完善和發(fā)展。當(dāng)社會(huì)終于認(rèn)識(shí)到鑄鐵的作用，開(kāi)始大力推廣時(shí)，這種最富“革命性”的金屬終于大搖大擺地登上了歷史舞臺(tái)，而這一時(shí)刻，歷史的車(chē)輪正好行進(jìn)到春秋中葉，距離冶鐵術(shù)的誕生，已有1400多年之久。
管仲霸齊鑄鐵初顯神通
照理說(shuō)，有高度發(fā)達(dá)的青銅冶鑄技術(shù)作背景，冶鐵術(shù)的發(fā)展不應(yīng)如此緩慢。不過(guò)，既然事實(shí)如此，我們倒不妨試著找出其中的原因。
泰利柯特有一個(gè)論點(diǎn)：冶鐵術(shù)并非先進(jìn)煉銅工匠的專(zhuān)利，而是更早期原始煉銅工匠的發(fā)明，或者竟然完全是由不懂煉銅技術(shù)的一批新人創(chuàng)造的。這一說(shuō)法似乎暗示著冶鐵術(shù)的起源比我們能夠認(rèn)識(shí)到的還要久遠(yuǎn)。不過(guò)，這一說(shuō)法確有道理。以常識(shí)而論，工藝愈先進(jìn)，規(guī)矩就愈多，出現(xiàn)意外的可能性就愈小。而煉銅時(shí)煉出鐵來(lái)，本來(lái)就純屬意外。順著這一思路下推，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在青銅時(shí)代，冶鐵術(shù)的誕生并非驚天動(dòng)地的大事，只不過(guò)是一樁新生事物而已。而新生事物要取得社會(huì)的承認(rèn)當(dāng)然頗費(fèi)時(shí)日。更何況，在制鋼技術(shù)發(fā)明以前，作為新產(chǎn)品，（塊煉鐵）制工具硬度不如青銅，（白口生鐵）鑄禮器又黑不溜秋，缺乏耀眼的光澤。鐵欲大行于世，必須等待時(shí)機(jī)，而這一時(shí)機(jī)到來(lái)的標(biāo)志應(yīng)該是：處于地表易采易煉的氧化銅礦已不敷使用，鑄鐵的生產(chǎn)成本已大為降低，生產(chǎn)力的發(fā)展又急需大量的工具。試想，在生產(chǎn)力低下的奴隸制時(shí)代，要滿足這樣的條件談何容易，鑄鐵的姍姍來(lái)遲自有道理。不過(guò)，當(dāng)時(shí)鐘指向公元前六世紀(jì)的春秋中葉時(shí)，這一時(shí)機(jī)終于成熟了。
在烽火戲諸侯的周幽王自取滅亡后，關(guān)中地區(qū)充滿了野蠻的戎人。宮室文物大部被毀，土地日見(jiàn)荒蕪，繼位于危難之時(shí)的周平王不得不東遷洛邑，重新建國(guó)，這就是東周的開(kāi)始。東周之時(shí)，王室衰微，加上周邊夷狄不斷侵?jǐn)_，國(guó)家名為統(tǒng)一，實(shí)已分崩離析。各路諸侯趁隙而起，爭(zhēng)霸中原，以實(shí)力較短長(zhǎng)（后人將這段歷史稱(chēng)為春秋，始于公元前770年，終于公元前476年）。在經(jīng)過(guò)了一番此消彼長(zhǎng)之后，公元前651年，齊桓公在葵丘（今河南蘭考縣東）大會(huì)諸侯，周王派宰孔參加，賜給齊桓公“專(zhuān)征伐”的權(quán)利，自此開(kāi)始了“禮樂(lè)征伐自諸侯出”的局面，齊桓公也由此成為春秋時(shí)代的第一個(gè)霸主。
齊國(guó)原本不大，又地處文化較為落后的東海之濱，為何能首先稱(chēng)霸呢？最直接的原因是明智的齊桓公任用了管仲為相。能干的管仲則通過(guò)發(fā)展工商業(yè)賺取錢(qián)財(cái)，使國(guó)家很快富足，軍力迅速?gòu)?qiáng)大了起來(lái)。而在管仲諸多的富國(guó)強(qiáng)兵措施中，“官山海”是最為有效的一種。
據(jù)《管子·海王》篇載：“桓公曰：然則吾何以為國(guó)？管子對(duì)曰：唯官山海可耳。”郭沫若認(rèn)為，“‘官’者，管也。‘管海’自然是指管制鹽業(yè)，‘管山’就是把礦產(chǎn)管制起來(lái)，這里就包含著銅鐵。齊桓公時(shí)已有鐵的使用，我看是毫無(wú)疑問(wèn)的。因此，《國(guó)語(yǔ)·齊語(yǔ)》里面，管仲所說(shuō)的‘美金以鑄劍戟，試諸狗馬；惡金以鑄鋤夷斤，試諸壤土’，美金是指青銅，惡金是指鐵，也是毫無(wú)疑問(wèn)的。……齊桓公之所以能夠劃時(shí)代地成為五霸之首，在諸侯中特出一頭地，在這兒可以找得出它的物質(zhì)根據(jù)。煮海為鹽積累了資金，鑄鐵為耕具提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。所以桓公稱(chēng)霸并不僅僅由于產(chǎn)生了一位特出的政治家管仲，而是由于這位特出的政治家找到了使國(guó)富強(qiáng)的基本要素。”
郭沫若的分析是令人信服的。這同時(shí)也告訴我們，鑄鐵技術(shù)在齊桓公時(shí)已接近成熟，因此才引起了當(dāng)權(quán)者（管仲）的注意。反過(guò)來(lái)，由于當(dāng)權(quán)者的大力提倡，鑄鐵技術(shù)的發(fā)展也就大大加快了速度。試想，鑄鐵農(nóng)具的使用既然能使齊國(guó)“足食”，相鄰各國(guó)必將仿而效之。稍后的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代鑄鐵技術(shù)被七國(guó)普遍采用，其最初的契機(jī)應(yīng)該是在這里。而中國(guó)冶鐵術(shù)以生鐵冶鑄為主的基本走向由此而奠定就毫不奇怪了。
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