从 ”还原焰”的使用说起，谈谈我国古代治金术发明与制陶术的关系

Posted 2022-12-28 发明

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从 ”还原焰”的使用说起，谈谈我国古代治金术发明与制陶术的关系

冶金和制陶都是一种高温物理化学过程，在人类早期生产技术中，这两项技术间的关系是较为密切的，古人也早就注意到了这一点，我国古籍中所谓「 ”陶铸”、「 ”陶冶”之说，便是这一认识的一种反映。如《墨子・耕柱》：「 ”昔者夏后开使蜚廉折金于山川，而陶铸之于昆吾。”《荀子・王制》：「 ”农夫不斫削，不陶冶而足械用。”此「 ”陶冶”和「 ”陶铸”之意大体相近，也即以陶范铸造。一、冶金与制陶之间的关系从现代技术原理上看，古代冶金与制陶之间的关系当主要表现在如下三个方面：（1）由于制陶技术的发展，使人们掌握了不少高温技术，如燃料燃烧技术、通风技术，以及筑炉技术。（2）用于铸造的泥型技术的产生和发展，无疑受到过陶器成型技术的许多影响。此应即是「 ”陶冶”和「 ”陶铸”所反映的原意。（3）制陶过程发生的许多物理化学变化，以及高温可创造新型物质的事实，在思想上会给人们许多有益的启示。但冶金和制离毕竟是两种不同的高温物理化学过程，它们还是有着许多区别的，所以，冶金术与制陶术之间的关系，多数还是间接的，启发性的，技术上虽有承袭，但更多的还是一种思想上的影响和启迪。从技术上看，制陶的必要条件只有一个，即足够高的温度和足够大的高温空间，而治金的必要条件却有两个，一是足够高的温度和足够大的高温空间，二是足够浓度的和持续的还原性气氛。对于冶金来说，第二点尤为重要，没有足够浓度的还原性气氛，无论怎样的高温也是于事无补的。成陶则不然，它完全可以在氧化性气氛中进行。二、冶金术的发明是否受到过制陶技术的影响？现今不少学者认为，冶金术的发明，不管在高温技术，还是还原焰技术上，都受到过制陶技术的影响。窃以为此话只说对了一半，冶金术受到过制陶高温技术的影响是明显的，但是否受到过其还原焰技术的影响，则值得商榷。这包括两方面的问题：一是我国治金技术发明于仰韶文化时期，那么，当时的窑炉是否有了还原焰？二是在陶窑(灰陶)的还原性气氛中，是否能够还原出铜来？从现有考古资料看，我国古代的灰陶约出现于裴李岗文化时期，但数量非常之少。在整个仰韶文化时期，我国陶窑大体上都是采用氧化性气氛的。仰韶文化中的彩陶，其红彩的主要着色剂是Fe203，黑彩的主要着色剂是MnO和Fe203，都是在氧化焰中烧成的。及至龙山文化时期，陶窑才以还原焰为主的，这可由庙底沟和三里桥各文化层中，陶器色的变化情况得到很好的说明。庙底沟仰韶文化灰坑(5号、10号、363号、387号)能分办饰纹的陶片总数为16082件，其中红陶，包括细泥红陶和夹砂粗红陶，计14415件，占此期陶片总数的89.63％;灰陶只有泥质陶一种，计1663件，只占陶片总数的10.34％;黑陶只有细泥质一种计4件，只占陶片总数的0.03％。到了龙山文化期，就发生了明显的变化，在灰坑551号、568号、576号中，能分办纹饰的陶片总数为3941片，其中灰陶(包括夹砂灰陶和泥质灰陶)计3825件，占陶片总数的97.07％;黑陶只有细泥质一种，计35件，占陶片总数的0.8％;红陶也只有泥质的一种，计81件，占总数的2.05％。三里桥也有类似的情况，其仰韶文化灰坑(6号)的红陶，包括细泥红陶和夹砂红陶，计455件，占陶片总数的93.44％:灰陶，只有泥质一种，计25件，占陶片总数的5.14％;黑陶只有细泥质一种，计7件，只占1.4％。到了龙山文化就发生了较大的变化，在能分辨饰纹的陶片中，灰陶(包括夹砂灰陶和泥质灰陶两种)计2739件，占去此期陶片总数的81.5％;黑陶(只有泥质一种)计271件，增至总数的8.08％;红陶(包括泥质和夹砂质两种)计351件，只占10.45％。其他遗址也有类似情况，如西安半坡，粗砂陶(约占陶片总数的60％)主要为红色和红褐色，此外还有浅灰、灰黑、灰褐、暗褐、淡黄、橙黄等；细泥陶(约占陶片总数的35％)也以红色为主，次为黑色(约占15％)、灰色、褐色、黄色、乳白色；细泥硬陶(约占陶片总数的5％)主要为红色、橙黄色，少数为红褐色和灰色。因红陶为氧化焰烧成，这便充分表明，仰韶陶窑主要是烧氧化焰的，龙山文化后才以还原焰为主。所以说人们在仰韶文化时期便得到还原焰的启示，这是值得怀疑的。三、冶金术的诞生从制陶工艺研究来看，灰陶虽使用了还原焰，但那是不连续、不稳定的，并非烧造灰陶时，整个烧造过程都是还原焰，而是到了烧成后期，才通过封闭窑顶等方式来创造还原焰的。而金属还原则需要一个相对稳定的、持续高温的还原性气氛，这个条件在陶窑中是不易得到的。要人们从封闭窑顶的闷烧中得到「 ”还原焰”的启示，以冶炼金属，这是十分困难的。金属冶炼皆需高温，皆需鼓风以加强空气流通，与「 ”闷烧”相去甚远。而闷烧后温度马上就会下降，还原温度就很难保证，故陶窑的还原性气氛是很难保证炼出铜来的。总的来看，冶金术应是在新石器时代晚期之后，在多项生产技术都有了发展，人们的认识能力和操作水平都有了较大提高的基础上发明出来的。它不是某个单项生产技术发展的结果，而是整个社会生产和人类自身认识水平发展的结果。冶金术的发明，既是社会的一种需要，也是历史发展的一种必然。新石器时代之后，人们有了对新产品、新技术的追求，有了一定的高温技术，从制陶工艺中获得了「 ”高温可以创造新物质”的信念，冶金术总要发明出来的。至于冶金术发明的具体过程，其说不一，有说它可能与篝火有关，也有说它可能是森林失火造成等，但有一点可以肯定的是，最早的金属应是偶然炼制的，在大量的偶然事件后，人们才找到了其中的必然性。参考文献：严文明：《论中国的铜石并用时代》中国科学院古研究所：《庙底沟与三里桥》孙淑云等：《甘肃早期铜器的发现与冶炼、制造技术的研究》安志敏：《中国早期铜器的几个问题》张万钟：《泥型铸造发展史》河北省文物管理委员会：《河北唐山市大城山遗址发掘报告》