第72章 冶金工业(2/2)
关于灌钢法的明确记载,可见于梁代着名的医药学家、炼丹家陶弘景的《名医别录》。他在书中记载:“钢铁是杂炼生蹂作刀镰者。”
这里的“生”指的就是生铁,“蹂”(或作“柔”)指的是熟铁。“杂炼生蹂”四个字,简洁而准确地概括了灌钢技术的核心工艺。这不仅是医药文献中的意外收获,更是冶金技术史上的宝贵记录,证明了灌钢法在南北朝时期的南方已经得到应用和推广。
回顾中国古代的炼钢冶铁工业,其发展脉络清晰可见:大致上可以说是在战国时代随着铁器的普及而兴起,在两汉时期通过国家力量的推动和技术积累而稳步发展,历经数百年的探索与实践,克服了无数的战乱与挑战,而到了南北朝时期,终于在技术上臻于成熟。
无论是低硅灰口铁的冶炼、铸铁脱碳钢的应用,还是灌钢技术的发明,都标志着中国古代冶金技术已经走在了世界的前列,为后世钢铁技术的进一步发展奠定了坚实的基础。
与冶铁业交相辉映的,是这一时期的冶铜业。北方的铜矿资源,多集中在河南、山东两省。据史料记载,河南陕县的铜青谷,每斗铜矿可得铜五两四铢;苇池谷的每斗得铜五两;鸾帐山的每斗得铜四两。而河南沁阳的王屋山铜矿品质更优,每斗可得铜八两。山东的沂水县及桓台县亦是产铜重地。有铜矿之处,往往就地设炉冶炼,并开铸钱币,因为铜钱作为主要的流通货币,其需求是持续而庞大的。
至于南方的产铜地区,则主要分布在四川、湖北及江苏三省。如南齐时,大臣刘悛曾“献四川蒙山铜一片,又铜石一片”,建议朝廷在蜀地铸钱。皇帝采纳了他的建议,“遣使入蜀铸钱,得千余万”,这不仅反映了四川铜矿的蕴藏量和开采水平,也说明了南方冶铜业在政府财政中的重要地位。
又如北魏郦道元的《水经注》记载四川灵道县有铜山;《太平寰宇记》亦载,今湖北鄂城县一带亦有铜矿,自晋、宋、梁、陈以来,常在该处设炉烹炼。从上述情况看,当时的冶铜业在南北方均已相当兴盛,形成了多个产铜和铸钱中心。
然而,一个看似矛盾的现象出现了:虽然史料记载产铜不少,但魏晋南北朝时期却常常出现铜料匮乏的问题,以至于铜钱铸造不足,甚至出现了以谷帛交易的现象。其原因主要有以下几点:
a. 佛教盛行,耗铜巨大:南北朝时期,佛教在中国南北两地都极为盛行,统治者多尊崇佛教,广建寺庙,开凿石窟,塑造佛像。众多的佛教寺庙需要大量的铜来铸造巨大的铜佛、铜钟、香炉及各种佛教器皿,这无疑消耗了巨额的铜料。“南朝四百八十寺,多少楼台烟雨中”,每一寺观背后,都可能是对铜资源的巨大消耗,这在很大程度上挤占了铸钱用铜。
b. 采铜技术的限制:当时的采矿技术,受限于工具和认知水平,一般只能开采地表或浅层的铜矿矿床。这些易于开采的旧有铜矿资源经过长期开采后,往往容易采尽。而对于深层矿床的勘探和开采,则面临着巨大的技术难题和风险,新的大型铜矿不易即时大量找到和开发,导致铜的产量增长缓慢,难以满足日益增长的需求。
c. 政府政策的倾斜:如前所述,魏晋南北朝时期战乱频繁,政权更迭迅速,各国均将军事安全置于首位。因此,政府的资源和注意力更多地集中于与军事直接相关的冶铁工业,以确保兵器和甲胄的供应。相对而言,对于主要用于铸造货币和民用器皿的冶铜业,则较为忽视,缺乏系统性的鼓励和扶持政策,这也在一定程度上影响了冶铜业的发展规模和技术进步。
尽管面临铜料短缺的困境,但在铜合金的冶炼方面,魏晋南北朝时期依然取得了令人瞩目的成就。除了传统的青铜(铜锡铅合金)外,黄铜和白铜的冶炼和使用也进入了新的阶段。
白铜,通常指的是铜与镍的合金,有时也指铜与砷的合金。关于白铜的明确记载,可见于东晋常璩所着的《华阳国志》。书中记载,云南省“堂螂县,因山而得名也,出银、铅、白铜、杂药”。堂螂县约在今云南省会泽、巧家一带。这一记载明确证明,中国在公元4世纪(东晋时期)已有白铜的生产和使用。
事实上,白铜的出现可能更早。在秦汉时期,新疆西面的大夏国(巴克特里亚)已有用白铜铸币的记录,至今尚有当年遗存的“大夏真兴”铜钱,其成分经分析含有镍,证实了白铜在中亚地区的早期应用。而中国境内,由于镍矿石与铜矿石常有共生现象,古代工匠在冶炼铜矿时,很可能无意中得到了铜镍的合金,并逐渐认识到其独特的性能(如色泽银白、耐腐蚀等),从而有意识地进行炼制。
至于黄铜,即铜与锌的合金,其冶炼历史同样悠久。早在西汉时期,中国工匠就已经掌握了冶炼铜与锌的合金技术。《汉书·景帝纪》中记载有“铸钱伪黄金弃市律”,这里的“伪黄金”,结合西汉刘安《淮南子》中“饵丹阳之伪金”的记载,所指之“伪黄金”及“伪金”,实际上就是指外观呈金黄色的黄铜,当时人们常以之冒充黄金。这表明,至少在西汉时期,人们已经能够冶炼出黄铜,并了解其物理特性。
锌的冶炼是黄铜生产的关键。由于锌的沸点较低(907c),在古代的冶炼条件下极易挥发,因此很难得到纯锌。古代工匠们是通过将炉甘石(碳酸锌)与铜矿石或紫铜一起加热,利用炉甘石分解产生的氧化锌与铜反应,从而得到铜锌合金——黄铜。这种“炉甘石法”冶炼黄铜的技术,在魏晋南北朝时期得到了继承和发展,并被更广泛地应用于铸造器皿、装饰品乃至钱币。
从西汉的“伪黄金”到南北朝时期更为成熟的黄铜、白铜冶炼,中国古代的冶金工匠们在合金领域不断探索,展现了惊人的智慧和创造力。这些合金的出现,不仅丰富了金属材料的种类,满足了社会对不同性能材料的需求,也为后世金属冶炼技术的进一步发展积累了宝贵的经验。
炉火熊熊,映照着魏晋南北朝这片分裂与融合的土地。冶金工业,作为当时最先进生产力的代表之一,在战火中涅盘,在需求中革新。
从官营的宏大到民营的活力,从冶铁技术的成熟(灰口铁、铸铁脱碳钢、灌钢法)到铜合金种类的丰富(黄铜、白铜),标志着中国古代冶金工业在经历了漫长的积累与探索后,终于在南北朝时期趋于成熟,为隋唐盛世的到来奠定了坚实的物质基础和技术储备。冶金技术的进步,不仅推动了农业和手工业的发展,也深刻影响了当时的军事、经济格局乃至社会生活的方方面面,给经济思想史留下一笔色彩。