智慧古代人民:在冶金技術上的造詣解析

2020-12-05 歷史雜錄

引言

我國古代勞動人民在廣闊富饒的土地上,用勤勞的雙手和無窮的智慧,創造了燦爛的文化。他們築起了雄偉的萬裡長城,開掘了貫通南北的大運河,發明了指南針、紙印刷術、火藥和絲綢,創造了獨特的中國醫藥學。他們在冶金技術方面也寫下了光輝的篇章,通過生產實踐,摸索和總結了冶煉、鑄造、鍛造和熱處理等一系列的冶金技術,對世界文明的發展作出了重要的貢獻。

勞動人民是冶金技術發展的真正主人。是英雄創造歷史,還是奴隸們創造歷史? 這是唯心史觀與唯物史觀鬥爭的焦點,也是區別真假馬克思主義者的根本標誌。早在新石器時'代晚期我國古代勞動人民已經開始使用金屬——紅銅器。歷年出土的商代青銅器和商代冶銅遺址的挖掘中都可以看到,商代奴隸社會時期,我國冶鑄背銅的技術已經發展到很高的水平。

鄭州南關外發現的冶銅作坊遺址,總面積達一千平方米以上.在安陽殷墟冶銅遺址的發掘中,曾發現許多鑄銅用的陶範和熔銅爐的殘塊,還有煉銅渣及木炭燃料等。可見當時煉銅的規模和使用奴隸勞動的數量是相當可觀的。殷墟不僅發現有大量的青銅器,還有一些金箔、鉛器和純銅,說明在三千多年前,我國勞動人民已經能夠冶煉熔點高達1085℃的純銅,並掌握了金的加工,以及錫和鉛的冶煉技術。其他的金屬如鋅的冶煉,我國在明宣宗時(1426年)已開始,這比歐洲在十八世紀開始冶煉鋅早近四百年,含鎳白銅的出現,是我國少數民族的勞動人民在冶金史上的出色貢獻之一。

在冶銅技術上,除了火法冶煉外,我國勞動人民還發明了水法冶銅。即用鐵從硫酸銅溶液中把銅置換出來的「膽水浸銅法」.早在西漢,《淮南萬畢術》中記載:「白青得鐵,即化為銅。」這裡說的「白青」就是天然硫酸銅的藍色結晶,表面脫水呈白色。到了宋代用這種方法浸銅的地方已有十一處.「膽水浸銅法」是世界最早的溼法冶金技術。商代的青銅器,鑄造技術很高。著名的司母戊大鼎,重達875公斤。周身飾獸面紋,十分莊嚴厚重,這是世界上罕見的。

還有「四羊尊」,造型勻稱,表面光滑,厚薄均勻,花紋清晰。特別是尊上的四隻小羊,頭上有彎曲式螺旋狀的雙角,這樣造型複雜的器物,鑄造技術非常高超。我國冶鐵技術的發展,具有悠久的歷史,遠在三千多年前的商代,我國勞動人民就認識了用鐵,河北藁城發掘的商代遺址中就有鐵刃銅鉞出土春秋戰國之際,我國勞動人民就掌握了鑄鐵的技術,特別是發明了生鐵和展性鑄鐵,這比歐洲早約二千年。

最近,河北出土了燕國的鋼製長劍,證明戰國時期我國勞動人民創造了「塊煉鐵滲碳鋼」,西漢又創造「百鍊鋼」。百鍊鋼是將塊煉鐵或熟鐵反覆加熱、滲碳和鍛打使炭分均勻並將夾雜物擠出而成的。西漢後期開始發展了用生鐵炒鋼的新工藝。南北朝時期(公元五世紀),我國勞動人民又創造新的煉鋼方法,煉出了「宿鐵」;文獻記載:「燒生鐵精,以重柔鋋,數宿則成鋼」。後來這種方法發展成為「團鋼法」亦稱「灌鋼法」.這種方法是把熟鐵和生鐵按一定比例配合加熱熔煉,其原理與現在的平爐煉鋼法相似。

英國學者李約瑟認為這種方法:「在理論上是西門子-馬丁平爐及其類似方法的祖先」.他還認為我國期用空氣吹煉生鐵的煉鋼方法,同現代轉吹煉的原理是一樣的,「中國的方法是貝氏爐在理論上的祖先。」中國早在西漢時期煉的鋼馳名遠及歐洲,公元一世紀古羅馬學者普列尼提到:「雖然鐵的種類很多,但沒有一種能與中國來的鋼相比美的。」在鋼鐵的加工方面,我國古代勞動人民在長期的實踐中積累了豐富的經驗。冷鍛、冷拉以及淬火等技術都發明得很早。據宋代沈括的《夢溪筆談》記載,我國西北地區少數民族的青堂羌族冷鍛的「瘊子甲」非常堅硬,五十步外用強弩箭都射不透。

在熱處理方面,除一般鋼的淬火技術自戰國以來廣泛發展較早外,還有固體滲碳、局部淬火,以及生鐵的退火、脫碳和柔化處理,還有獨創的「生鐵淋口」法,即用熔化的生鐵水淋在熟鐵工具的刃上,通過表面滲炭而使工具獲得鋒利的性能。其中有些方法直到現在還在沿用。我國古代冶金技術的這些光輝成就,充分反映了勞動人民的偉大智慧和創造才能。事實雄辯地證明:「卑賤者最聰明!高貴者最愚蠢」,「群眾是真正的英雄」。勞動人民創造了物質財富,也創造了精神財富,他們是冶金技術發展的真正主人,也是推動歷史前進的動力。

在春秋戰國時期流傳很廣的幹將、莫邪鑄劍的傳說,在一定程度上歌頌了古代勞動人民在生產實踐中創造冶金技術的情況。其中談到:工匠幹將和莫邪「採五山之鐵精,六合之金英。」為吳王煉鑄寶劍。冶煉時金屬不下,幹將之妻莫邪,根據幹將的師傅鑄劍的實踐經驗,並用三百名童男童女裝炭鼓橐,「金鐵乃濡,遂以成劍。」這個傳說表明,正是親身實踐的工匠,根據長期積累的經驗,才能總結出規律,解決生產和科學技術上的問題。

後來社會發展過程中漸漸出土了許多鐵器表明,我國勞動人民在春秋戰國之際掌握了冶煉,在發明了生鐵以後,相繼創造了可鍛鑄鐵、百鍊鋼、炒鋼等一系列冶煉技術,並發明了表面滲碳、淬火、退火等熱處理工藝,並用鑄鐵脫碳,獲得了鋼件,創造性地解決了當時不能鑄鋼的矛盾。古代冶金技術的發展,正是我國勞動人民在這樣無數的實踐中不斷前進的。《北堂書鈔》曾記載三國時工匠蒲元採用淬火技術為諸葛亮造三千口刀的事跡。蒲元、造的刀非常鋒利,可以把裝滿鐵珠的竹筒劈開。據說蒲元發現:用漢江之水淬火不行,必須用蜀江之水。

他派人去成都取水,取水的人在路經涪江時,把原來的水灑了一些,於是摻了些涪江的水拿了回來。蒲元用它淬火,他從淬刀時發出的聲響判斷此水不合要求。這個傳說反映了古代勞動人民很早就掌握了質量不同的水會影響淬火的效果的科學道理。在春秋戰國時期,我國勞動人民掌握了關於銅錫合金成分變化引起對其使用性能變化的規律。據《周禮·考工記》記載:「六分其金而錫居一,謂之鐘鼎之齊。

五分其金而錫居一,謂之斧斤之齊。四分其金而錫居一,謂之大刃之齊。五分其金而錫居二,謂之削殺矢之齊。金錫半,謂之鑑燧之齊。」這裡指出了合金性能隨成分而變化的規律,並用以適應製造不同的器物的要求。這是世界上最早關於合金成分和性能變化規律的記載。對這種規律的認識,只有在勞動人民長期生產實踐的基礎上才能總結出來。絕不是什麼「聖人」得「天才」,更不是像《考工記》的作者所宣揚的那樣:「百工之事,皆聖人之作也。北宋著名科學家、法家政治家沈括,在他的《夢溪筆談》一書中,講了很多的科學道理和創造發明,反映了勞動人民的智慧和才能。這是與他執行法家革新路線,親身參加實踐分不開的。他是王安石變法的參與者,在察訪新法實施情況時,親身到磁州,考察和研究當地冶煉鋼鐵的方法。

在《夢溪筆談》五十六條中說:「世間鍛鐵所謂「鋼鐵」者,用「柔鐵」屈盤之,乃以「生鐵」陷其間,泥封煉之,鍛令相入,謂之。「團鋼」,亦謂之「灌鋼」。」在這裡沈括生動的記載了當時的「團鋼」冶煉法,總結了我國勞動人民所創造的這項冶煉技術。由於他在科學實踐中,廣泛接觸勞動人民,使他在一定程度上認識到勞動人民的實踐是科學技術發展的源泉。他說::「至於技巧、器械、大小、尺寸、黑黃蒼赤豈能盡出於聖人!百工、群有司、市井、田野之人莫不預焉!」這說明沈括是很重視勞動人民生產實踐中的豐富經驗的。

他深入生產實踐去了解、總結「百工」「田野之人」的各種知識和技能,取得了更高的多方面的科學成就。明代具有法家思想傾向的科學家宋應星,他所以能寫成總結我國古代工農業生產技術的百科全書《天工開物》,是由於他衝破儒家經典和「功名利祿」的桎梏,深入到工場實地進行調查的結果。宋應星總結了勞動人民在冶金技術上的許多創造和發明。《天工開物》記載了制針時固體滲炭熱處理工藝:針抽絲,剪斷,搓好後入釜慢火炒熟。炒後用松木、火矢(即木炭)作為滲炭劑,豆豉作催化劑,在土末的密封下,進行固體滲炭。

對於滲炭時間的掌握,是將二、三根針插在外面,在外面的針完全氧化而能在手中捻碎時,滲炭時間就到了。然後開封,用水淬火。宋應星在這裡記載了古代勞動人民在化學熱處理技術上的創造。在冶煉鑄造、加工工藝等技術方面,也有類似的記載。

參考文獻:

《天工開物》《夢溪筆談》

《周禮·考工記》

《北堂書鈔》《淮南萬畢術》

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