从冶金技术史看中国古代技术思想.docx

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从冶金技术史看中国古代技术思想

从冶金技术史看中国古代技术思想

谢乾丰（1971—），男，北京科技大学冶金与材料史研究所博士研究生，主要研究方向为冶金史、科学技术与社会。

（北京*****）

根据《辞海》的解释：

技术泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能，从广义地讲，还包括相应的生产工具和其他物质设备，以及生产的工艺过程或作业程序、方法。

（P1532）由此可以看出：

每项技术实际上都是一项系统工程，其中必然涉及技术与环境的关系、技术与社会的关系、技术与组织管理的关系以及从事具体技术活动的主体“人”与其他相关因素的关系等等。

毋庸置疑，任何一项技术活动背后都包含着深刻而丰富的技术思想，认为存在着“无思想的技术”的观点是不可思议的。

中国古代素以技术见长，其蕴涵的技术思想也是源远流长、博大精深的。

冶金技术，作为一项为创造中华文明做出了杰出贡献的技术，拥有着丰厚的思想底蕴，为冶金技术事业的发展奠定了坚实的思想基础，也大大丰富了中国古代技术思想的文化宝库。

从发现自然界中的孔雀石到朴素的铜饰品乃至美仑美奂的铜器制品……这便是中国古代冶铜技术的大致发展流程；从对陨铁的认识、利用到块炼铁、熟铁乃至炒钢、灌钢、百炼钢等技术的出现与完善，便是中国古代冶铁技术的粗略发展历程……一部中华矿冶文明史，其实就是一部由铜和铁铸就的文明史。

中国古代冶金技术思想是随着人们冶金技术实践活动的萌芽、发展、成熟而逐步萌芽、发展、成熟的；同时，前辈工匠们积累的经验与思想，又指导着后来者的冶金技术实践与创新活动，从而形成了一种良性循环机制，这也许就是中国古代冶金技术日益发达的原因所在吧!

然而，冶金技术思想也同中国古代其他技术思想一样，大都停留于感性认识的阶段，还未上升到理性认识的高度，更缺乏系统的思想理论总结。

所以中国古代虽有众多的冶金技术典籍，但却鲜有关于冶金技术思想的文字记载。

本文拟就此问题作一番探讨，以求教于方家。

一、朴素的“物质世界普遍联系”的辩证思想

按照辩证唯物主义的观点，物质世界是普遍联系的，任何事物的存在都与其周围事物有着直接或间接的联系。

存在于自然界中的各种金属矿物，它们之间也存在着普遍的联系，这其实就是自然界中各种金属矿物的共生与伴生关系。

中国古代的冶金工匠们很早就注意并认识到了这种共生与伴生的关系，这主要体现于“找矿”的具体实践活动中。

《管子·地数》集中记载了矿物的上下共生关系，“伯高对曰：

上有丹砂者，下有黄金；上有慈石者，下有铜金；上有陵石者，下有铅锡赤铜；上有赭者，下有铁；此山之所以见荣者。

”（P1355）又“桓公问于管子曰：

请问天财所出，地利所在?

管子对曰：

山上有赭者，其下有铁；上有铅者，其下有银；一曰：

上有铅者，其下有?

银；上有丹砂者，其下有?

金；上有慈石者，其下有铜金，此山之见荣者也”。

（P1360）这里记载了铁、铜、铅、锡、金、银、汞七种金属的上下共生关系，在中国古代矿业开发史上具有重要的意义。

另外，自然界中某些金属元素对植物的生长有着独特的影响，因此具有丰富找矿经验的工匠们便根据相关植物的分布情况与长势来寻找金属矿藏。

例如，《物理小识》卷7引《庚辛玉册》：

“透山根，似蔓菁而紫，含金气；石杨柳含银气……酸芽、三叶酸含铜气。

”南朝萧梁时期的著作《地镜图》中载有：

“草茎赤秀，下有铅”；“草茎黄秀，下有铜器”；“山有葱，下有银，光隐隐正白”，等等。

唐代段成式《酉阳杂俎》前集卷16也有类似记载，“山上有葱，下有银；山上有薤，下有金；山上有姜，下有铜锡”等等。

由此可以看出：

中国古代的冶金工匠们经过多年的实践，不仅对各种金属矿藏的共生与伴生关系有了深邃的认识，还充分认识到了某种金属与相关植物之间的联系。

这样其实也就把同质范畴之间的相互联系推广到了非同质范畴之间的联系，从而具有朴素而又不失准确的“物质世界普遍联系”的辩证思想。

我国古代的炼钢方法主要有两种：

一是以块炼铁为原料渗碳使之成钢；二是令生铁脱碳使之成钢。

这其中的一“渗”一“脱”两种相反的工艺技术，其实也凸现了冶金技术中“事物普遍联系”的理念：

既然块炼铁因为含碳量低而渗入碳后则变成强度、硬度均较原物高的钢，那么生铁中因含碳量较多而导致其性脆，何不令其脱碳而使它的含碳量降低到钢的成分范围呢?

于是在这种“事物之间正反联系”思想的指导下，经过冶金工匠们多年的技术实践与经验积累，从而发明了铸铁脱碳钢、炒钢、灌钢、百炼钢等钢铁冶炼工艺，而这些冶金技术的发明，对推动中华文明的进程起了巨大的作用。

同时，从中所凸现出来的“事物之间正反联系”的理念也大大丰富了中国古代哲学范畴中朴素而唯物的辩证法思想。

这是一件事情的两个方面。

当然，以上这些冶金技术实践所体现出来的“物质世界普遍联系”的经验或思想还只是一种朴素、感性的认识，人们还没有把它上升到辩证、理性与理论的高度。

二、强调“悟”的重要性

中国古代的冶金工匠们不但对找矿的实践停留于感性认识阶段，而且他们对具体的冶炼过程也仍停留在感性认识阶段，这不仅仅体现于他们在传授冶金技艺时提倡“师傅领进门，修行在个人”的师徒传授形式与方法上，而且在具体的冶炼过程中也特别强调“悟”的重要性。

例如：

“炉火纯青”这一成语，讲的就是在冶炼时有经验的工匠能通过炉火的颜色来判断合金浇铸的适宜温度，但是对炉火“颜色”的判断，显然需要他们在长期的实践中不断摸索、领悟才能掌握。

另外，所谓“巧夺天工”，“巧”就巧在工匠们能在熟练掌握前人已有经验的基础上通过自己的“悟”来提升技术水平，这样才能使得“人工”宛若天成，真正达到“天工人为”的程度。

这其实也就是古代冶金工匠们在一些关键技术环节中通过自己的亲身实践练就的所谓“绝活”，这也正是中国古代能工巧匠辈出、技术工艺精湛的原因所在。

明朝唐顺之《武编·前编》中有炒钢工艺的记载：

“生钢出处州，其性脆，拙工炼之为难。

盖其出炉冶者，多杂粪炭灰土，且甚粗大，惟巧工能看火候，不疾不徐，捶其中节。

若火候过，则与粪滓俱流；火候少，则本体未熔而不相合。

”这“不疾不徐，捶其中节”的火候，只能靠“悟”去掌握与领会，并无普遍适用的严格定量标准。

也正因为此，冶炼金属这一技术，更多地是强调要掌握“火候”，而“火候”的恰当把握，除了靠实践者的“悟”之外，恐怕再没有其他掌握的途径了。

因为人类的知识，大致可以分为显性知识（可表述知识）和隐性知识（意会性知识）两类。

显性知识是指可以通过语言或文字来明确而完整表述的知识，而隐性知识则是指不能用语言或文字来明确表述的知识，这也就是我们通常所说的“只可意会不可言传”的知识。

中国古代的冶金技术，作为一种个体性的实践活动，其中占其绝大部分的知识是一种隐性知识，这种知识的掌握，只能靠实践者的亲身实践去慢慢体会与领悟，旁人难以言传、声授，如果用一句话来表述，则是要掌握各种技术环节中的“火候”，而各个冶炼环节中“火候”的掌握的熟悉程度，也是衡量一个冶金工匠冶炼技艺优劣的重要标准，尽管这一衡量标准是难以定量规划的。

三、讲究“天时、地利、人和”三要素

天、地、人“三才”思想，是中国传统哲学中一个重要的系统性哲学观念，它把天、地、人看成是宇宙组成的三大要素，并且突出了“天、地、人”这三要素之间的和谐关系的重要性。

“三才”思想，是一种宇宙观，其实也是一种方法论，因此中国古代的人们常用它来解释各种有关的现象与问题。

可以说，一部中华民族的技术思想史，便是中国古代哲学范畴中的天、地、人“三才”思想理论在各种技术实践活动中的指导与运用的历史。

当然，中国古代各个技术部门在其具体运用“三才”理论时，又各自形成了有其技术领域特色的思想。

例如：

在中国古代农业生产技术实践中，“三才”思想则具体表现为“二十四节气、地力常新和精耕细作”。

同样，在中国古代冶金技术实践中，古代匠师们也深受这一哲学思想的影响。

例如《考工记·总叙》中记载：

“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良。

”（P3115）这其中的“天有时”、“地有气”、“工有巧”便是“三才”思想的具体细化。

“天”虽然可以简单说是指“天时”，但它还应具有更广泛的外延，指一切自然规律。

正是因为“天有时”，所以古代的冶金工匠们在具体的冶炼实践活动中，便要“顺天时”。

例如古代民间炼炉均于秋天开炉，来年春天停炉。

正如《广东新语》中所记载的：

“凡开炉始于秋，终于春。

”书中对此的解释为：

“以天气寒冷，铁乃多水，金为水之源，水盛于冬，故铁水以寒而生也。

”当然，这种解释并不十分准确，具有“知其然而不知其所以然”的思想局限性，然而也反映了古代民间的冶炼活动大都遵循一定的时序规律，即“天时”。

另外，《天工开物·冶铸·钟》中载：

“凡造万钧钟与铸鼎法同……油蜡分两：

油居什八，蜡居什二。

其上高蔽抵晴雨（夏月不可为，油不冻结），油蜡墁定……”（P202）作者明确指出：

铸钟是不能在夏天从事的，原因在于制作钟模时所用的油蜡不可冻结，“而且在南方还因为夏天空气湿度大，气压较低，液态金属出炉后降温特别快，流动性差，在浇注大面积而又有细致图案的薄件时往往浇不足和冷隔而成废品”（P214）；并且即使是在冬月铸钟，其上仍然要制作遮蔽阳光与风雨的帐篷。

这其实就是遵循自然规律的思想的具体体现。

“地”指“地利”，或者说是“地宜”，它强调的是实践活动中的因地制宜思想。

“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。

”便是告诫人们在实践活动中应该“尽地利（宜）”的良好箴言。

在中国古代冶金技术实践中，“尽地利（宜）”的思想也是一种重要的方法论。

例如《考工记·总叙》中记载：

“郑之刀，宋之斤，鲁之削，吴粤之剑，迁乎其地，而弗能为良，地气然也。

”（P3118）作者用“地气然也”这一感叹性语句，向我们揭示了遵循地域性特点，即“尽地利（宜）”的重要性。

在“淬火”这一重要的金属冶炼环节中，不同质地的淬火材料，甚至于同一种质地但产地不同的淬火材质，都会极大地影响制成品的质量，所以在这一领域，“尽地利（宜）”的思想表现的淋漓尽致。

例如《诸葛亮集·故事》卷4《制作篇》引《诸葛亮别传》记载：

亮尝欲铸刀而未得，会蒲元为西曹掾，性多巧思，因委之于斜谷口，熔金造器，特异常法，为诸葛铸刀三千口。

刀成，自言汉水钝弱，不任淬用，蜀江爽烈，是谓大金之元精，天分其野。

乃命人于成都取江水至，元取以淬刀，言杂涪水，不可用。

取水者犹捍言不杂。

元以刀画水云：

“杂八升，何故言不杂?

”取水者叩头服，云：

“实于涪津渡负倒覆水，惧怖，遂以涪水八升益之。

”于是咸共惊服，称为神妙。

刀成，以竹筒密纳铁珠满中，举刀断之，应手虚落，若剃水刍，称绝当世，因曰神刀。

（P99）在这里，工匠蒲元强调了用来淬火的原料——水的重要性：

汉水钝弱，不任淬用，蜀江爽烈，是谓大金之元精，天分其野。

之所以会如此，原因就在于不同地方的水质是不同的（各地水中所含的微量元素不同），而不同地方的水用于淬火时，水中的微量元素与灼热的金属制品发生剧烈的化学反应后所导致的化学结果也不相同，从而导致金属制品的不同质量。

当然，这个故事含有夸张的成分，但它说明：

中国古代的冶金工匠们深知在“淬火”这一技术环节中，不同地方的同一种原料用于“淬火”会导致不同的结果这一技术规律，正因如此，便需“尽地利（宜）”。

另外，在出土的汉镜铭文中，常有“汉有嘉铜出丹阳”、“汉有善铜出丹阳”等字样。

丹阳镜之所以闻名，就在于它是在丹阳郡就地取材铸造的，充分利用了当地质优的“丹阳铜”。

当然，这里也涉及“材有美”，但之所以会“材有美”，是因为“地有气”，即因为不同地域的地质构造环境与条件而导致“材有美”，反过来，也正是“材有美”；所以应当“尽地利（宜）”，这两者是互为前提，相辅相成的。

“人”指“人和”，即“人际关系的和谐”，它强调在技术实践活动中从事某一具体实践活动的主体的团结性以及集体力量的重要性。

在制作一件复杂的金属成品时，单凭个人的力量是难以完成的，这就需要工匠们的齐心协力与通力配合。

《天工开物·冶铸·钟》记载：

“……凡火铜至万钧，非手足所能驱使。

四面筑炉，四面泥作槽道，其道上口承接炉中，下口斜低以就钟鼎入铜孔，槽傍一齐红炭炽围。

洪炉熔化时，决开槽梗（先泥土为梗塞住），一齐如水横流，从槽道中枧注而下，钟鼎成矣。

凡万钧铁钟与炉、釜，其法皆同，而塑法则由人省啬也。

若千斤以内者则不须如此劳费，但多捏十数锅炉。

炉形如箕，铁条作骨，附泥做就。

其下先以铁片圈筒直透作两孔，以受杠穿。

其炉垫于土墩之上，各炉一齐鼓鞴熔化。

化后以两杠穿炉下，轻者两人、重者数人抬起，倾注模底孔中。

甲炉既倾，乙炉疾继之，丙炉又疾继之，其中自然粘合。

若相承迂缓，则先入之质欲冻，后者不粘，衅所由生也。

”（P202-203）对于制造这样“万钧”之钟的重大金属制品，则需要众多工匠的密切配合与合作。

正如文中所说，要“四面筑炉，四面泥作槽道”；同时在倾注金属溶液时，要按照事先安排好的顺序，依次倾注溶液，并且应当动作快捷连贯，即“甲炉既倾，乙炉疾继之，丙炉又疾继之”，其原因就在于“先入之质欲冻，后者不粘”，如若不然，就会产生缝隙，即“衅所由生也”。

由此我们可以看出：

在制作复杂的金属制品时，要强调工匠们的团结与协作；同时也需要事先的组织管理与安排，唯有如此，才能制作出完美的金属制品，这便是冶金技术中“人和”思想的体现。

当然，要做到“顺天时”、“尽地利（宜）”，也必需实践主体人的积极参与和清醒的认识，要充分发挥人的积极主动性，即要做到“人和”。

著名的中国科技史学家李约瑟曾经指出：

中国思想家基本上不相信有一个专一管理宇宙的神，而宁可从非人力（天）方面进行思索。

非人力实际上意味着“天”或许多“天”，然而这里最好译成“宇宙的秩序”。

与此相似，道（或天道）是“自然的秩序”。

因此，在中国古代的世界观中，人并不被看成是造物主为其享用而准备的宇宙的主人。

从早期起，就有一种自然阶梯的观念，在这个阶梯中，人被看成是生命的最高形式，但从未给他们对其余的“创造物”为所欲为的任何特权。

宇宙并非专为满足人的需要而存在的。

人在宇宙中的作用是“帮助天和地的转变与养育过程，而这就是为什么人们常说人与天、地形成三位一体（人、天、地）。

对人来说，他不应探究天的方式或与天竞争，而是要在符合其基本必然规律时，与它保持一致。

这就象有三个各有自己组织的层次，如那种著名的叙述“天时、地利、人和”。

因此，关键的字眼始终是“和谐”。

古代中国人在整个自然界寻求秩序与和谐，并将此视为一切人类关系的理想。

（P337-338）在这里，作者明确地指出了中国古代的自然观中，“天时、地利、人和”这三要素的重要意义，而且明确指出这其中的关键是“和谐”。

具体到冶金这一具体的技术实践，却也是一种深邃的见识。

四、重视“和”的哲学思想

“和”是中国古代哲学中的一个重要概念。

当然，和，作为一种哲学理念，最早是由周代的史官史伯予以界定的。

《国语·郑语》载：

“夫和实生物，同则不继。

以他平他谓之和，故能丰长而物生之；若以同裨同，尽乃弃矣。

故先王以土与金木水火杂，以成百物。

是以和五味以调口，刚四支以卫体，和六律以聪耳，正七体以役心，平八索以成人，建九纪以立纯德，合十数以训百体……声一无听，物一无文，味一无果，物一不讲。

”（P227）在这里，史伯提出了“和实生物”的观点，这是中国古代哲学思想史上有关不同功能属性的诸多事物相反相成、相交相合能产生具有生命力的“万物”的代表性论述。

当然，“和”的前提是“异”，即文中所谓的“他”。

这里的“和”，从哲学概念上来说是指不同事物之间相成相济，求得平衡，并以之产生新事物，是一种质变。

“同”是指相同事物的重复或者说是简单的相加，所以仍保持原来事物的特性，因此那样也就不可能产生新事物，是一种量变。

《礼记·中庸》第一章也载：

“中也者，天下之大本也。

和也者，天下之达道也。

致中和，天地位焉，万物育焉。

”在中国古代的哲人们眼中：

宇宙中的万事万物，有相生的一面，又有相克的一面；它们之间的平衡，既有天然的平衡，又有人为的平衡，包括适当相克，反而相生，即“损之而益”。

从哲学层面上来概说，若只用一个字来表述，那就是“和”。

中国古代这一“和”的哲学思想，深刻地影响着中国古代冶金工匠们具体的冶金技术实践活动。

例如，中国古代冶金史技术路线中有一个独特的“液态冶铸”的路径。

通过这一技术路径中国古代冶金工匠们发明了生铁冶铸技术，使得古代中国在此技术领域独步世界两千余年。

众所周知，生铁冶铸技术的发明，必需两个基本条件：

一是对铸器的追求；一是高温工艺的成熟。

而这两个条件，恰巧为中国古代冶金技术领域所具备。

首先，自殷商时代起，我国就开始了冶铸青铜器的历史。

例如举世闻名的“司母戊大方鼎”便是这一技术结晶的杰出代表，而这一技术成果的前提，便是要具备较完善的冶金设施（例如竖炉）以及先进的冶铸技术方法（例如“内加热”法的应用等）；其次，鼓风技术不断革新与进步，这是发明生铁冶铸技术的关键性因素。

殷商时代，我国已利用皮囊鼓风来提高炉温，从而使铜熔化（其熔点为1000℃左右）。

随着时代的进步及冶金工匠们技术经验的积累，他们进一步革新了鼓风设备，发明了我们现在称之为“橐”的大型鼓风设备，它更有利于提高炉温，从而能把铁熔化（其熔点为1539℃）。

由此，中国古代的冶金工匠们在完备的高炉设施（竖炉）、强力的鼓风设备（橐）、充分的燃料（木炭）以及相关的技术经验（主要是青铜冶铸技术）等等的基础上，水到渠成地发明了生铁冶铸技术。

它的发明，大大地提高了铸铁的效率，同时又方便了铸造，从而使得铁器得到了广泛的应用，进而极大地促进了社会生产力的发展。

从中国古代哲学思想层面上来看，该项技术的发明，便是“和”这一哲学思想的产物：

因为在完善的竖炉设施、先进的鼓风技术与设备，协之以完美的青铜器冶铸技术以及其他相关技术控制的基础上，便产生了一种新的技术发明——生铁冶铸技术。

这其实就是“致中和，天地位焉，万物育焉”哲学理念的具体应用，即“不同事物相成相济，求得平衡，并进而产生新事物——生铁冶铸技术”。

另外，《北齐书》记綦母怀文制宿铁刀，以生铁和熟铁合炼，“数宿成刚”。

宿的本意为男女交媾，在此，转喻生铁熔融生成的铁精与熟铁相和合而成为宿刀，（P637）亦即《道德经》所说“冲气以为和”的意思。

在南北朝时期，陶弘景认为“钢铁是杂炼生?

作刀镰者”（“生”是指生铁，“?

”是指熟铁），这说明这种炼钢方法（即“灌钢法”）是把生铁和熟铁杂和起来冶炼并且有新的应用。

作者用一个“杂”字，便是这种灌钢方法的精辟评点，同时又是“和”这种哲学思想的具体运用。

《天工开物·五金·铁》记载：

“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。

生熟相和，炼成则钢。

”（P312）在这里，作者用“生熟相和，炼成则钢”这一简洁有力的语言，不仅是对这种炼钢工艺所作的生动描述，同时也是用“和”的哲学思想对冶炼技术所作的精辟总结。

推究其原因，就在于人们通晓了生铁与熟铁的各自属性，同时又受到“和”这种哲学思想的影响，因此通过多年的亲身实践后，从而发明了“灌钢”这一工艺技术。

因为生铁与熟铁是两种有着不同属性的材质，它们各自的物理属性与化学属性是不相同的：

按照现代冶金学原理，生、熟铁的划分是以其中碳的质量分数为标准的：

生铁[W（C）2.0%，通常W（C）2.5%～4.5%]，熟铁[W（C）0.1%]。

（P3）生铁性脆，是含碳和杂质较多的铁，不能承受塑性加工。

熟铁质软，延展性和韧性好，磁导率高，但使用范围很小。

把这两种不同属性的材质相“和”，就成为一种新的材质——钢[W（C）2.0%，通常W（C）1.2%]。

（P3）其用途与范围则大大扩大了，这便是一种质的飞跃。

这说明，中国古代的冶金工匠们在“和”的思想观念的指导下，通过把生铁与熟铁的相互嫁接与融合，从而创造发明了“钢”这一现在仍然在为世界现代文明做贡献的材质。

当然，“和”这一哲学理念相当广泛，我们甚至可以这么认为：

“人和”也是一种“和”，因为它强调的是一种人际关系的“和”；同时，“三才”的整体思想也是一种“和”，它所强调的是一种人与自然和谐的理念，这也就是我们通常所谓的“天人合一”的思想，而“天人合一”的理念，便是我国古代技术领域所追求的一种最高目标，也正因为如此，《考工记》中便强调“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良”，这对于今天的人们来说，仍是一条亘古不变的原则；而且，这一句也集中体现了冶金技术实践中“和”的哲学思想：

“合”者，“和”也；只有完美地“和”以“天有时、地有气、材有美、工有巧”四要素，才能“天工人为、巧夺天工”!

以上所讨论的朴素的“物质世界普遍联系”的辩证思想、强调“悟”的重要性、讲究“天时、地利、人和”三要素、重视“和”的哲学思想等只是中国古代冶金技术思想中一些常见的思想特点，也是其中的重要特点，正是因为以这些思想作为理论的指导，或者说是在其潜移默化的影响下，才使得中国古代的冶金技术一直遥遥领先于同时期的世界上其它国家。