歐冶子鍛劍前中國青銅及鐵器冶煉技術初探

張建新 龍泉市古冶刀劍廠

歐冶子在龍泉鑄劍成功的因素有三，一是歐冶子技藝精湛；二是龍泉地處浙西南多金屬礦帶上，其特有的優質礦石資源。所以鍛制出赫赫有名的“龍淵”“泰阿”“工布”等著名鐵劍。三是那段歷史上中國的金屬冶煉技術已經相當成熟。本文就歐冶子鑄龍淵劍前的中國青銅和鐵冶煉技術作簡略的探討。

一、青銅冶煉技術誕生早，成熟度高

人類漫長原始社會中，石器時代過渡到銅器時代經歷了幾十萬年。新石器時代的仰韶文化時期的彩陶燒成溫度達到950～1050度。龍山文化黑陶發明了還原氣氛燒制陶窯。燒陶技術在不斷發展，高溫和還原氣氛的技術控制能力，成為煉銅具備的兩個基本條件。最初的冶鑄技術就是從陶器燒制技術演變而來。古人用綠色的銅礦石作裝飾，這類顏色像孔雀羽毛的孔雀石含銅量高，在陶窯炭火還原氣氛里燒至一千多度，就可煉制銅。

1.從考古發掘的情況看。夏朝建立之前的三皇五帝時期，距今6700年前，仰韶文化時期處于中原地區的姜寨一期遺址發現黃銅片和黃銅管狀物各1件。這是中國已出土的最早鑄造銅器。敖漢旗西臺紅山文化房址堆出土的兩件方形陶制合范，屬國內迄今為止最早鑄造銅器的模具—陶范，表明距今6000年的先民已掌握了鑄銅技術。

距今5000年牛河梁遺址，離六個大小不一女神雕像不遠之處發現上千個坩堝。坩堝是冶銅的工具，其煉制的應是青銅。青銅為紅銅和錫之合金，顏色呈青灰色，故稱“青銅”。青銅熔點約為800攝氏度，低于紅銅；硬度較高，為銅和錫的兩倍多。故此青銅便于煉制、融化和鑄造器物。距今5000年的甘肅馬家窯文化遺址曾出土了目前全世界最古老的青銅刀和銅渣。距今4800—3000年的三星堆遺址銅器制作更是令人嘆為觀止，其青銅器可能受荊楚地區的影響；良渚古城毗鄰的反山貴族墓地也出土大量精美文物；距今約4600～4000年的石家河文化年代，鄧家灣遺址發現銅塊和煉銅原料孔雀石。距今4300年的山東龍山文化遺址出土了黃銅錐。距今4000年左右的齊家文化時期，青海地區已進入青銅文化階段，銅器制造的技術水平已達到了相當成熟的地步。青銅器是人類進入文明的重要標志，而考古表明冶銅業在夏代之前的一千年就已經出現。

2.從古文獻的文字線索看。關于中國早期使用銅的記載見于《管子》（管仲約公元前723—前645年），其中管仲講到伯高與黃帝的對話，伯高說：“上有丹砂者下有黃金，上有慈石者下有銅金，上有陵石者下有鉛、錫、赤銅，上有赭者下有鐵，此山之見榮者也。”可見黃帝之時人們對銅、金、錫、鉛等均有較為明確的認識，其辨識金屬類礦產的能力已經形成，并已有礦產資源保護意識。然而黃帝施行保護礦產禁令第十個年頭，葛盧山山洪過后，露出金屬礦石，竟被蚩尤接管而控制起來，蚩尤制造了劍、鎧、矛、戟，這年與九個諸侯國發生兼并戰爭。按照這2700多年前的管仲之話來看，劍首先是黃帝時代蚩尤創造發明。比管仲遲500年的司馬遷在史記寫《黃帝本紀》中說，“帝采首陽山銅鑄劍，以天文古字銘之”，那已是后話。但無論如何，黃帝蚩尤時代，已經開始鑄制銅劍。

另外，從《墨子·耕柱》：“昔者夏后開使蜚廉折金于山川，而陶鑄之于昆吾。”《左傳·宣公三年》記載：“昔夏之方有德也，遠方圖物，貢金九牧，鑄鼎象物。”這用于鑄鼎之“金”指銅。《史記》說在“虞夏之盛”，又說“禹收九牧之金，鑄九鼎，象九州”。以上諸文獻說法都肯定了禹鑄九鼎或夏初鑄九鼎。這些文字都表明了夏代以前青銅技術已經相當發達。

3.從兵器制作技術角度看。

（1）神農氏、赫胥氏“以石為兵”，黃帝“以玉為兵”。七八千年以前，一些氏族部落進入新石器時代，石斧、石刀、石鋤、石鐮、石鏃等工具普遍出現。文物考古部門發現新石器時代晚期的一些采石場遺址，采石場規模較大，有石制鋒刃器和工具等遺存，可見那時人已掌握良好的打擊、截斷、切割、砥磨、雕琢和作孔等石器制作技術。這些技術是制作石兵器的重要條件，也是后來制造玉兵器、銅兵器、鐵兵器的重要方法。當時的主要兵器有棍棒、錘、

（2）五六千年前，新石器時代晚期，氏族部落開始向父系氏族社會過渡，人們用石、骨、竹、木等材料，制成結構形態簡單的刀器和生產工具。從甘肅馬家窯文化遺址出土了以陶范澆鑄而成的銅錫小刀，可知先民早在5000年前，就已使用青銅器具。商代晚期至西周早期（前13—前10世紀），是青銅兵器發展的鼎盛時期，青銅兵器主要是青刀、矛、戈、戟、斧、鉞和防護的甲胄等。成書于春秋時代的《周禮》中說，戰車就一般裝備戈、戟、矛、夷矛和弓箭等五件兵器，合稱“車之五兵”。這階段矛、戈、斧、鉞、匕首、短矛、弓箭等較為常見。

（3）從銅錫組配比例看

殷墟早期多為鉛錫青銅兵器，后期多為錫青銅兵器。婦好墓（約公元前1200年左右）出土的12件青銅兵器，含錫量已在8%—19%之間，此為兵器制作技術之提升。成書于春秋時期記錄手工業工藝的《周禮·考工記》中，已提出要根據不同使用性能要求，選擇不同錫、銅配比鑄造的“金有六齊(劑)”之技法。《考工記》一書的主體部分完成于齊桓公（公元前716年—公元前643年）時期。在《考工記·金有六齊》中，看到了幾種青銅兵器中銅與錫的組配比例：青銅斧為6：1，錫占16.6%；戈戟為5：1，錫占20%等四種。現代冶金研究表明，含錫量占20%的青銅最為堅韌，是制造戈、戟和戰斧最好；含錫量30%—40%的青銅最硬，制造刀、箭最佳。這讓我們對祖先在春秋時期，就已掌握制造優質青銅兵器的工藝理論，感到驚訝。難怪在比齊桓公、管仲遲150年的勾踐時期，歐冶子及其弟子們能鑄造出驚艷世界能代表青銅冷兵器巔峰工藝的杰作，2500年后，依然鋒利如初，吹發立斷，劃紙可達數十層。

4.從古越雙色復合劍鑄造方法上看。青銅雙色復合劍堪稱越劍一絕，其制作方法復雜，創造性地運用兩種青銅按照不同比例，分次鑄造錫銅劍。

春秋戰國時期吳越二大諸侯國所鑄的“雙色劍”，中脊部位主要需要增其重量與韌度，可使劍不易折斷，故含錫量較低。劍之兩側需要鋒利而硬度高，故此需要增加錫的比例。現收藏于中國人民革命軍事博物館的戰國銅雙色劍，約創制于公元前475年一前221年，劍脊呈紅黃色，兩側之劍從部分呈黃白色。杭州工藝美術博物館也有一把這樣的劍。有學者對其進行研究，發現戰國時期的鑄劍師對“金有六齊”進行了創造性應用。從對劍的橫斷面作金相分析得知，該劍成細小樹枝晶狀，其劍脊部分組織粗大，顯示為均勻的退火化形態。由此可知，該雙色劍為分次鑄成，先鑄兩側呈現凸榫之劍脊，然后放進鑄造劍從陶范再鑄其型，并將其與陶范齊焙燒至火候到位，因在這樣焙燒中劍脊可以獲得退火，其脆性得以減少而韌性得以增加。鑄造劍從時劍脊又對劍從合金起到激冷作用，可使劍從結晶細小，故此劍從硬度、強度都能提升。鑄造這雙色劍其流程為：配制不同的含錫量→鑄劍脊→鑄劍從。

正是這復合鑄造方法讓這青銅兵器劍脊和劍從組合成剛柔相濟、性能優良杰作。因劍脊劍刃青銅合金比例不同，所以脊部暗紅、刃部灰白兩部分顏色不同。劍脊含錫量低，所以質柔而韌；劍刃含錫量高，所以質鋼而堅。復合青銅劍剛柔相濟，抗震性強，所以能提高劍的殺傷力和使用壽命。

二、歐冶子之前中國鐵冶煉技術趨于成熟

1.從文獻上看。《詩·大雅·公劉》中“涉渭為亂，取厲取鍛”，意即橫駕舟渡渭水，礪石鍛石任取求。有人以為這時殷商時期（公元前12世紀）鐵器已經出現，國人已掌握用鐵技術。詩經里還有“駟驖孔阜”句用鐵色來形容赤黑色之駿馬，這是寫西周末（公元前780年左右）的事。中國用鐵大概是在春秋初年（公元前770幾年），到春秋中葉的齊桓公時（齊桓公時期的公元前716年—公元前643年）就較普遍了。公元前771年的周室東遷，其前后鐵制耕器出現，提高了農業的生產力，促進井田制的崩潰，引起了奴隸制的崩潰。鐵器這一生產工具成為當時推動社會變革的主要因素。但這一階段鐵制兵器還很少，大部分仍是青銅制作。

2.從考古發掘的情況看

（1）中國最古老的冶煉鐵器兩塊鐵條。甘肅省臨潭縣磨溝寺洼文化墓葬出土的兩塊鐵條，屬商朝早期，距今3510年至3310年之間。該鐵條經清華大學及牛津儀器公司檢測，是由“塊煉滲碳鋼”鍛打而成的，屬于冶煉金屬。由于鐵條銹蝕嚴重，一塊鐵條內部完全銹蝕，另一塊鐵條尚存部分殘鐵。檢測可能有較大誤差；故此，研究人員對墓主人骸骨及墓葬其他文物進行了碳14檢測，最終認定該墓葬及鐵條的年代為公元前1510年～公元前1310年。該出土文物不僅打破了此前由鐵刃銅鉞（北京市平谷縣出土）保持的“中國最古老鐵器”的記錄，同時也打破了由西周虢國玉柄鐵劍保持的“中國最古老冶煉鐵器”的記錄，意義重大。在中國，生鐵和塊煉鐵幾乎是同時出現的，這使中國古代的冶鐵工藝在世界上處于領先地位。

（2）世界上最早的鐵器鐵刃銅鉞。1972年在藁城臺西商代遺址出土的鐵刃銅鉞，是目前發現的我國年代最早的鐵器，距今約3400多年，也是人類最早使用和制造的鐵器。剛開始有專家認為因其鐵刃含鎳，故認為是自然隕鐵鍛制的，其實，這里存在缺誤。

第一，無堅不摧的隕鐵劍是小說里想象，現實的隕鐵本質屬鐵，與百煉成鋼的硬度比較不硬而且較軟。純隕鐵刀劍是很軟的，只能作為工藝品陳設，而不大可能出現刀劍的性能。因此，純隕鐵不能直接鍛打成具有鋼硬度的鐵刃。要打制具有鋼鐵硬度的隕鐵劍，須將人工鍛打出的鋼材與隕鐵結合，進行一定配比的混合鍛打或熔煉方能成功。隕鐵必須與人工鋼混合熔煉后反復鍛打，方能鍛制出有硬度的刀劍。

第二，材料技術上推斷。隕鐵是稀缺原料。能否找到合適的隕鐵制做鐵刃銅鉞呢？事實上是不容易的。鐵刃銅鉞在那時已差不多是“制式化”的創作，但是隕鐵不會輕易獲得。天上掉落的隕鐵一般都很大塊，幾噸幾百噸重，商代人怎么可能切割成為碎片？按實際推斷可以知道，5000年前煉銅技術已在中華大地傳播，青銅冶煉技術到商代已經爐火純青。冶煉青銅的爐溫800攝氏度，已可冶煉“塊煉鐵”。新疆尼克勒吉仁臺溝口遺址，在冶煉青銅，也冶煉鐵。我國正是憑著先進的冶銅技術基礎，發明了冶鐵技術。

第三，世界上最早的鐵礦渣。其后在藁城臺西遺址發現了鐵礦石和“經過冶煉的鐵礦渣”，確鑿的考古事實證明早在公元前1400年，這地方就在采礦冶鐵。從甘肅南部臨潭磨溝遺址出土的鐵器，已經確證公元前1510年的商代，已經有了冶鐵。各種事實證明：藁城商朝鐵刃銅鉞之鐵，確實是人工冶煉之鐵，而非隕鐵。中國的冶鐵技術在商朝（西元前1510年）就已出現。中國是世界上最早發明冶鐵的國家。

（3）春秋早中期鐵冶煉情形

商代出現鐵刃銅鉞，表明金屬鐵早在3400余年前已被中國人認識和利用。然而真正開始冶鐵，并較為普遍使用鐵器是在春秋時期，甘肅靈臺春秋早期墓中出土的銅柄鐵劍是一例證。目前在楚境出土的有9件，包括最早的鐵凹口鋤、最早的鋼劍和最早的鑄鐵件等。鐵凹口形鋤出土于長沙識字嶺春秋晚期楚墓；鋼劍以及鐵鼎出土于長沙楊家山春秋晚期墓葬。這一時期我國已出現生鐵冶鑄、發明利用柔化退火制造可鍛鑄鐵和世界上最早的煉鋼術與淬火技術。初期制作的鐵器多是削、凹口鋤（耒）、刀等小工具，但已有鍛制的中碳鋼劍、白口生鐵鑄的鼎等制品。春秋時期出土的鐵器，經金相學鑒定，其結構有四大類：

①塊煉鐵（三門峽上村嶺銅柄鐵劍、江蘇六合程橋的鐵條）；②塊煉鐵滲碳鋼（長沙楊家村的鋼劍）；③鑄鐵（長沙識字嶺的鐵臿）；④韌性鑄鐵（河南洛陽的鐵鏟、鐵錛）。我國東周春秋時期的鐵冶煉是：

春秋早期的塊煉鐵技術→春秋中后期的滲碳制鋼技術（鐵碳合金）、冶制白口鑄鐵技術、韌性鑄鐵技術（柔化技術）。

這些技術的出現都不遲于公元前6世紀，也即歐冶子鑄劍之時。

總之，考古顯示和文獻資料的記載均具有較為統一的一致性，表明與歷史事實相符合，即中國青銅冶煉技術誕生早，成熟度高；歐冶子之前中國鐵冶煉技術趨于成熟。夏商之前以及夏商之際的窯爐改造技術成功，成就中國的金屬冶煉。中國金屬的窯爐創新改革成功，促進礦石的冶煉溫度得到提升，讓中國的青銅和鐵的冶煉技術走在世界前列。例如塊煉鐵技術，比歐洲早了1900多年。歐冶子鑄造龍淵寶劍的時代，正是鐵器時代即將降臨的時代，是生產力革命前夜的“鐵軍”誕生期。