孙闻博:汉剑荣光:中国古代炼钢的早期探索

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孙闻博  

何炳棣先生提出“中国的文明是与两河流域文明一样有原始性的(Pristine),而在原始性上可以宣称有同等的优先性”(The Cradle of the East, The Chinese Univer⁃sity of Hong Kong and the Uni⁃versity of Chicago Press, 1975,p.368)。的确,与两河流域文明不同,中国是“世界式的、非西方式的、连续性的”文明的代表,且是此种方式中唯一未中断、未分裂的文明。不过,中国文明向不固步自封,而是长期保持与外界交流,并持续产生广泛影响。青铜冶炼技术以两河流域出现为早,东传中土后,我国先民通过自己的勤劳智慧,发展出高超的工艺技术和艺术水平。早期中国的商文明由此被概括为青铜文化,在当时世界文明中成就辉煌,如李学勤先生所言:“中国古代的青铜冶铸业,就其规模而言,在公元前的世界是罕与伦比的。”(《东周与秦代文明》第二十章,上海人民出版社,2007年,第201页)与之相类,铁的冶炼也较早出现于两河流域。保持对外交流的中国经不断探索、不断创新,又形成自成体系的钢铁冶炼工艺。特别是炼钢的诸多新技术,中国后来居上,反而领先西方达几百甚至上千年。当时,炼钢工艺的代表成果和集中体现是剑。一般认为,“汉剑是中国铁剑的高峰”,“中国古代钢铁刀剑制造技术在汉代以后,几无大的发展和突破”(钟少异《论铁剑》,《古兵雕虫:钟少异自选集》,中西书局,2015年,第147、148页)。由此而言,结合最新考古文物资料,重新审视汉剑使用及其工艺,我们可以更好认知中国古代炼钢的早期进步。


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从使用情况而言,汉剑可以具体分为几个阶段:西汉前期,铁剑在中原地区取代战国以来的青铜短剑。青铜剑在汉初仍有使用,西汉中期以后日趋衰亡,至东汉完全被铁剑淘汰。与之同时,刀也开始兴起。西汉中晚期,军队中剑与环首刀同时并存;西汉末至东汉,环首刀进一步兴盛,剑的使用趋于衰落;东汉末,剑在实战中更是很少使用,而主要作为供权贵佩服把玩的饰物或宝器。


从制造工艺而言,铁剑在春秋早期出现,以上村岭虢国墓地M2001所出玉柄铜芯铁剑为代表。过去一般将相关墓葬时代定为西周晚期,现在来看,应适当推后。钢剑在春秋晚期已经出现。1976年湖南长沙杨家山长杨M65出土铁剑一枚,金相鉴定为含碳0.5%的退火中碳钢(长沙铁路车站建设工程文物发掘队《长沙新发现春秋晚期的钢剑和铁器》,《文物》1978年第10期)。需要提到,战国至西汉,铁剑以块炼铁渗碳钢方法制作为多。满城汉墓发现的长剑便采用此种工艺(杨泓《剑与刀——中国古代兵器丛探》,《中国古兵器论丛》[增订本]上编,中国社会科学出版社,2007年,第169页)。另一方面,战国晚期出现了炒钢技术,并在西汉迅速发展。此指生铁加热到熔化或基本熔化状态,在熔池中加以搅拌(古人称之为“炒”),借助空气中的氧有控制地把生铁炒炼到需要的含碳量(钟少异《中国古代军事工程技术史[上古至五代]》第四编第三章,山西教育出版社,2008年,第374—375页)。


而以炒钢为原料经反复加热折叠锻打而成的制作工艺,被称作“百炼钢”(或称作“辟炼钢”)。过去多被视作汉代刀剑制造的最高工艺。此类有铭短兵以苍山东汉永初六年钢刀、徐州东汉建初二年钢剑为代表,二者铭文分别为:“建初二年蜀郡西工官王愔造五十湅□□□孙剑□(剑茎)直千五百”(剑镡刻铭)、“永初六年五月丙午造卅湅大刀吉羊宜子孙”(徐州博物馆《徐州发现东汉建初二年五十湅钢剑》,《文物》1979年第7期;金相分析参见韩汝玢、柯俊《中国古代的百炼钢》,《自然科学史研究》1984年第4期;刘心健、陈自经《山东苍山发现东汉永初纪年铁刀》,《文物》1974年第12期,金相分析参见李众《中国封建社会前期钢铁冶炼技术发展的探讨》,《考古学报》1975年第2期。“宜子孙”,经X光透视由李众文发现)。年代分别对应东汉景帝(77)、安帝(112)时期。按蜀郡西工造漆器、铜器时有发现,特别是为中央所造乘舆器,铭文所序工官系统较为繁密。与之相对,建初二年钢剑为地方使用所造,仅题王愔一人,较为简略。这或许可视作“工官监制、私人作坊承制”的产品之一。其中,所谓“五十湅”“卅湅”,似非随意书写、有所夸饰。关于永初六年钢刀,李众指出“硅酸盐夹杂物有明显分层,如以位于同一平面的连续或间断的夹杂物作为一层的标志,由三个观察者在100倍显微镜下,整个断面观察到的层数分别为31层、31层弱及25层”,与自题“卅湅”大体对应。又如建初二年剑,此剑断面也观察到高低碳层相间的分层现象,数目近60层,与自题“五十湅”大体对应。杨宽先生结合传世文献,认为“所谓‘卅炼’、‘五十炼’和‘百炼’的‘炼’,既包括加热次数,也包括折叠锻打次数。……这种‘百炼’的利器,同时又有‘百辟’的称呼。‘辟’是‘襞’的假借字,就是襞积折叠而加以锻打的意思”(《中国古代冶铁技术发展史》第九章,上海人民出版社,2019年[初版于1982年],第273页)。孙机提到“由于湅数与刀剑的分层数基本一致,所以湅数‘可能是叠打后的层数’”,并取得进一步的研究收获。具体而言,一是特别注意材质、器物的差别,明确将“钢铁刀剑铭文与铜器铭文中湅数的含义”进行了区分;二是考证“钢铁刀剑铭中的湅字当为‘湅攵’字之省。《说文·攴部》:‘湅攵,辟湅攵铁也。’辟亦作襞。王粲《刀铭》:‘灌襞以数,质象以呈。’《汉书·扬雄传》颜师古注:‘襞,叠衣也。’所以朱骏声在《说文通训定声》中就说,湅攵是‘取精铁折叠锻之’”(《略论百炼钢刀剑及相关问题》,《仰观集:古文物的欣赏与鉴别》[修订本],文物出版社,2015年2版,第149页;《中国古代物质文化》“六 冶金”,中华书局,2014年,第232页)。在此基础上,我们发现,有关“襞”的史据,还可补充。《广雅疏证》卷四上“僷、叠、襞、襵、、韏、结,诎也”,王念孙引“《徐锴传》云:‘韏,犹卷也。襞,折叠衣也。……’,‘襞’字亦作‘辟’。……皆诘屈之意也”(《广雅疏证》,张靖伟等校点,上海古籍出版社,2016年,第583页)。


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当然,中国古代炼钢的工艺成就不止于此,在炒钢、“百炼钢”(或称“辟炼钢”)之后,还出现了灌钢。灌钢从炒钢工艺中逐步发展而来,主要“先将生铁炒成熟铁,然后同生铁一起加热,使生铁熔化,‘灌’入熟铁,使熟铁增碳而得到钢”(李众《中国封建社会前期钢铁冶炼技术发展的探讨》,第18页)。灌钢工艺一向被视作魏晋隋唐时期冶铁技术的最重要成果(钟少异《中国古代军事工程技术史[上古至五代]》第五编第二章,第466页)。又由于此种炼钢技术一直延续至明清,因而也“是在古代手工业条件下炼钢技术的最高成就”(孙机《中国古代物质文化》“六 冶金”,第236页)。不过,关于灌钢法出现的具体时间,目前存在不同认识,有认为早至东汉晚期(田率《对东汉永寿二年错金钢刀的初步认识》,《中国国家博物馆馆刊》2013年第2期,第68页),有认为是西晋时期(杨宽《中国古代冶铁技术发展史》第十章,第285页),也有认为是南北朝时期(孙机《百炼钢刀剑与相关问题》,《仰观集:古文物的欣赏与鉴别》[修订本],第149页),特别是北齐綦母怀文创制“宿铁刀”之时(王兆春《中国科学技术史:军事技术卷》第三章,科学出版社,1998年,第64页)。而且仔细观察,如果古代炼钢技术的高峰在南北朝,炼钢代表成果刀剑的发展高峰却在汉代,二者呈现错峰之象,不尽匹配对应。这不能不令人略感困惑。下面,我们从文献、文物两个方面试作进一步分析。


先看文献记载。东汉末王粲《刀铭》曰“灌辟以数,质象以呈”。章樵注本《古文苑》卷一三引,“辟”作“襞”,“有”作“以”。此为传世文献所见最早“灌”“辟”并举的材料。西晋张协《七命》“销踰羊头,镤越锻成,乃炼乃铄,万辟千灌”,更称“万辟千灌”。李善注“镤或谓为鍱。《广雅》曰:鍱,铤也”,“《说文》曰:炼,冶金也。贾逵《国语注》曰:铄,销也。《说文》曰:销,铄金也。辟,谓叠之。灌,谓铸之。《典论》曰:魏太子丕造百辟宝剑,长四尺”。或许受到李善注“镤或谓为鍱。《广雅》曰:鍱,铤也”的影响,《汉语大词典》等不少辞书将“镤”理解为未经炼制的铜铁。现在,我们参据宋人唐慎微《重修政和证类本草》卷四《玉石部中品》引苏颂《本草图经》曰“《铁本经》云……初炼去矿,用以铸䥱器物者为生铁;再三销拍,可以作鍱者为鑐铁,亦谓之熟铁;以生柔相杂和,用以作刀剑锋刃者为钢铁”。“镤”指熟铁;“销”为生铁,与“镤”对言。下文“乃炼乃铄”,“炼”固然可泛指冶金,然就刀剑制作而言,既包括加热次数,也包括锻打次数,而“铄”更侧重熔炼的涵义。“辟”,指折叠锻打,“灌”指浇注。如此,“炼”与“辟”,“铄”与“灌”,从而分别形成对应关系;而且,“万辟”“千灌”呈现出前多后少的次数差异。上述应据冶炼的实际情况叙说,虽然在“灌”“辟”的次数上多有夸张,但仍源于灌钢的基本制作工艺。因此,从传世文献而言,有关记录可早至东汉末期。


再看文物资料。近年新发现东汉永寿元年错金环首剑、永寿二年错金环首把刀。最近,我们又将此前考察美国麦克莱恩博物馆所见东汉熹平三年中尚方铁剑的资料,予以发表。三器铭文分别为:“永寿元年□□甲午,卫尉梁君造作,五十灌二百五十辟,四尺七寸□,锻工□□□、羼工孙□削、削工原生、错工陈阳”(转引 自白云翔《汉代“蜀郡西工造”的考古学论述》,《四川文物》2014年第6期,第47页),“永寿二年二月濯龙造廿灌百辟长三尺四寸把刀。铁工刘满、锻工虞广、削厉待诏王甫、金错待诏灌宜,领濯龙别监唐衡监作,驺姚卯主。(刀脊)濯龙持作百辟(刀柄)”(田率《对东汉永寿二年错金钢刀的初步认识》,第65—66页。“卯”,原作“北”,笔者据图版改),“熹平三年中尚方造五灌廿五辟金题□□长□□,铁工矦(侯)秋、削厉工□渠,中常侍育阳侯□中尚方令文书事节、丞穆、右丞萌、掾补、啬夫弘主”(孙闻博《东汉熹平三年中尚方铁剑考——兼论中国古代的灌钢工艺》,《出土文献》2022年第3期)。三器年代分别为桓帝永寿元年(155)、二年(156)与灵帝熹平三年(174),内容先后出现“五十灌二百五十辟”“廿灌百辟”与“五灌廿五辟”,且“辟”数均为“灌”数的五倍。


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清人成瓘《篛园日札》卷六“琐语琐事之沿”条曾将萧梁陶弘景“钢铁是杂铁生鍒作刀镰者”,视作“灌钢之始”。此属对灌钢法的反映。灌钢法在南朝应当也已多有应用。这些都固然没有问题。不过,金属冶炼中的先进技术多率先应用于军事领域,特别是君主使用的刀剑一类近卫兵器;待推广至“刀镰者”一类农业生产工具,往往较晚。如商周时期,青铜器冶炼制造工艺的水平已经较高,但农业生产工具仍多使用木、石器。东汉晚期出现的新工艺铁器主要集中于刀剑,也符合相关发展的规律。田率先生曾提示“从前文陶弘景的描述来看,南朝时已使用灌钢法制造刀、镰等普通的生产工具,说明灌钢技术的诞生应该更早一些”(《对东汉永寿二年错金钢刀的初步认识》,第68页)。当然,相较于将“〇灌〇辟”理解为“结合了灌钢和辟湅的冶炼工艺”,“使用灌钢辟湅法”,即视作灌钢法与另一种工艺的组合(灌钢+辟湅)。我们推测,灌钢工艺本身恐怕就是既“灌”又“辟”(锻打),两种操作在实际制造中有所结合。如钟少异先生早年指出“灌钢法只是利用熔化的生铁水使‘熟铁’渗碳,而‘熟铁’并不熔成液,故还是需要不断地锻打,使组织均匀并挤去杂质”(《中国古代军事工程技术史[上古至五代]》第五编第二章,第466页)。由上,中尚方铁剑“五灌二十五辟”恐怕仍对实际工艺有所反映。


需要提示的是,东汉特别东汉晚期,铁剑早已退出军事实战领域。这与东周时期吴越荆楚制剑,以坚硬锋利为尚,可能旨趣不同。此类灌辟刀剑,不少作为皇帝、贵族使用的一种奢侈品,强调制作费力,工艺讲究,以此展现持有者身份,反映佩剑与战剑的差异。


除此以外,三件刀剑涉及折叠锻打,均题作“辟”,而非“湅”。永寿元年错金环首把刀的制作工艺为“廿灌百辟”,刀柄铭文却作“濯龙持作百辟”,实际省略了“廿灌”。由此而言,传世文献所见“百辟宝剑”“百辟刀”“百辟宝刀”“百辟匕首”“金错五十辟把刀”,同样可能既“灌”又“辟”,在制造上使用灌辟法。灌辟法出现于东汉后期。如理解不误,“灌辟法”体现灌钢工艺。中国古代灌钢的出现时间,或可提前至东汉后期,最初主要集中于中央工官制造的刀剑。


“古来新学问起,大都由于新发见。”所谓“汉剑是中国铁剑的高峰”,“中国古代钢铁刀剑制造技术在汉代以后,几无大的发展和突破”,今立足新的考察之下,方更显名副其实。那么,如何认识这一现象呢? 我们认为,帝制二千年,既存在像绝大多数官僚政治制度发展所呈现的“波峰—波谷”的周期性振动,又存在像乡制、基层治理那样早期建立“经典范式”而后来未得坚持且长期未能恢复者(孙闻博《从乡啬夫到劝农掾:秦汉乡制的历史变迁》,《历史研究》2021年第2期)。刀剑、弩机等军事技术,魏晋以后较秦汉存在下滑,即属于后一种类型。


置于历史长河之中,汉剑之光耀,愈加熠熠生辉;中国古代炼钢的早期探索,也愈加值得后人敬重与珍视。



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本文责编:陈冬冬
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文章来源:本文转自《 中华读书报 》( 2022年12月07日 13 版),转载请注明原始出处,并遵守该处的版权规定。

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