>>> 2008年第3期

技术史的理论与实践

作者:周卫荣







  摘要:本文作者根据多年来研究中国冶铸史的心得和感悟,阐述了技术发展与社会需求之间的关系,指出:没有需求就没有发明,没有需求就没有发展,任何技术的产生必须完成必要的技术积累过程;技术的本质是文化的,技术史问题的研究,不仅要着眼技术本身,还应纳入文化体系和社会大背景中去考量。
  关键词: 技术史,技术发明,炼锌,叠铸,翻砂
  
  Abstract:Based on his experience of long practice of researches on historical metallurgy of China, the author demonstrates the relationship of the technical development and the social need, indicating that 'no need, no invention', "no need, no development' and 'any invention takes place only after the necessary technical accumulative processes have been accomplished', and that the essence of technology is culture, the researches of the historical problems of technology should include the cultural background.
  Key words:the history of technology, technical invention, zinc-smelting, stack casting, sand-casting
  
  技术是人类运用知识与智慧的创造发明;技术从本质上来说是社会的、文化的,尤其是传统技术,在需求中产生、在需求中发展是其根本;没有需求就没有发明;没有需求就没有发展;任何技术的产生必须完成必要的技术积累过程。这是笔者在技术史研究的实践中逐渐形成的基本理念。本文笔者试图从中国古代炼锌术的发明;叠铸的产生与发展;翻砂工艺的诞生;青铜范铸技术的产生、发展与消亡几方面来阐述中国古代传统技术产生与发展的规律;通过具体事例来感悟技术的本质;从技术史研究的实践来认识技术史的理论。
  
  一. 从黄铜的使用到炼锌术的发明
  
  
  锌是古代较难冶炼的金属之一。由于氧化锌的还原温度(1000℃左右)与锌的沸点(907℃)很接近,用木炭还原锌矿通常是得不到金属锌的。所以,锌首先是通过其与铜的合金——黄铜进入人们生活的,这是冶金界和科技史界的共识。因此,古代对炼锌技术的认识与掌握,首先取决于人们对黄铜的认识、掌握与使用。
  中国是最早使用黄铜的国家之一,早在新石器时代晚期的仰韶文化(陕西临潼姜寨)②和龙山文化(山东胶县三里河)③就有黄铜的使用,但是,在随后的夏商周“三代”,尽管冶炼技术不断提高,但黄铜的冶炼技术并没有发展起来。为什么?因为没有社会的需求。
  中国社会进入青铜时代之后,青铜很快与统治者的精神生活和意识形态结合起来,担当着敬鬼神、通神灵、祭祖宗、释王权的社会功用,成为统治者的最高追求。青铜的冶炼和青铜器的铸造技术得到了快速而系统的发展(后文中有进一步的阐述),而黄铜则因为没有出现持续的追求、使用而消失在青铜的光芒之中④。
  东汉以后,佛教传人中国。由于佛教崇尚鍮石(黄铜古称)造像,而中国没有鍮石,因此铸造黄铜佛像,必然要引进鍮石。于是,在相当长的时期内,鍮石成了丝路贸易中主要的舶来品。所以,在三国到隋唐的文献中,经常可看到有关鍮石的记载⑤。鍮石作为外来货物引进时间长了,必然会传入炼制技术。所以,在我国五代以后的文献中便有炼制鍮石的记载⑥;北宋时,鍮石的使用遍及佛家到皇室甚至民间⑦。但是,这期间官府对矿藏的开发、金属的炼制与使用都有严格的控制和限制,因此鍮石的炼制与使用非常有限⑧。
  明代中期以后(嘉靖年之后),政府推行黄铜制钱⑨,黄铜成了铸钱的原料,使黄铜的炼制进入产业化。这,极大地推动了黄铜炼制技术的发展。
  新石器时代,黄铜的冶炼无疑是直接出自于含锌矿与铜矿的还原与熔合⑩,但这种认知并没有在青铜时代建立起来。之后,从五代至明代中期,黄铜的炼制都是由铜与锌矿炼制,文献中俗称“点化”、“点炼”或“升炼”{11}。然而,在黄铜进入产业化后,大约经历50年的时间(嘉靖中期至万历中后期),人们便认识并掌握了提炼单质锌的技术,也即发明了炼锌术{12}。
  
  “三代”人们对黄铜没有需求,当然发展不起来;从魏晋到明中期,黄铜的使用非常有限,当然,其冶炼技术的发展极其缓慢;明嘉靖年后,黄铜进入产业化生产,成了一项日复一日的实践活动,这种以炉甘石(或其他氧化锌矿)点化铜的生产方法的低效率、高损耗、高污染的问题就会非常突出,必然迫使人们去认识、去改进,直至从锌矿中提炼出单质锌后再配炼黄铜。没有这种需求,没有这种紧迫性的存在,人们就不会去寻求、去探索提炼单质锌的办法。这种实在的需求就是技术发明的动力所在(impulse)。
  《天工开物》就明代中晚期矿炼黄铜的工艺有较详细的记载,“凡红铜升黄色为锤锻用者,用自风煤炭百斤……,灼于炉内;以泥瓦罐载铜十斤,继入炉甘石六斤,坐于炉内,自然熔化。后人因炉甘石烟洪飞损,改用倭铅……”
  这里不仅讲了矿炼黄铜的具体做法,而且,讲了改用单质锌炼黄铜的原因及大致的时间。同时,还告诉我们,单质锌的提炼技术是在传统的矿炼黄铜的实践中逐渐认识掌握的,这也就是炼锌术发明的必要的技术积累过程,没有这一过程,人们就不可能认识、掌握提取单质锌的技术。云贵地区流传下来的早期炼锌工艺对此作了很好的证明。“在传统蒸馏炼锌中,不用原煤作为冶炼燃料,而用煤粉加上黄泥、炉灰等配料及水制成不同形状、不同大小的‘岩巴’(即煤饼)。这些岩巴不仅用作燃料,而且还作为尖底蒸馏罐的支撑物,使蒸馏罐在炉内能平稳地直立。”并且,同样“不用鼓风”,“通红则自昼达夜”{13}。对照上述宋应星关于炉甘石升点黄铜的记述,两者不仅所用泥瓦罐相同,所用燃料“自风煤”相同,而且升火、通风方式都惊人地相似。
  可见,炼锌术的发明不仅有现实的迫切需求,而且本身在长期的实践中完成了其赖以产生的技术积累过程。
  
  二. 叠铸的发明与发展
  
  
  以前,有人说叠铸起源于春秋,战国已盛行,这是不对的。叠铸起源于汉初,它是在战国大量铸造小件器物经验积累的基础上,在汉初,“听民放铸”的政策背景下,人们在铸造单面轻薄的半两钱的过程中孕育发明的一项新技术{14}。
  汉代是在秦末农民大起义之后建立起来的,汉初的社会 “接秦之弊……作业剧而财匮,自天子不能具钧驷……齐民无藏盖”{15},为了尽快恢复经济,推动社会发展,汉初采取与民休养生息的政策,鼓励民间铸钱。民间铸钱,因陋就简,自由开放,以追求效率的最大化和尽可能低的成本为宗旨,恰汉初的钱币汉半两的特点是薄小而单面,这为叠式铸造——一种新的铸造工艺思想的产生提供了浅台阶。事实上,汉初的叠铸是一种简单、单面、无榫卯构造的叠铸,它正好因应了汉半两的特点,较原来块范(陶范、石范及铜范)铸造大大提高了效率,大幅度降低了铸造的成本。叠铸就是在这样的社会背景和技术条件下,在人们目标明确的现实追求中发明的。
  

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