|
? 李秀輝等 【導(dǎo)讀】1972年在河北藁城臺(tái)西村商代遺址出土了一件鐵刃銅鉞，引起考古學(xué)界和技術(shù)史界的濃厚興趣,。圍繞這件中國冶鐵技術(shù)史上的重要文物,，學(xué)者們展開了諸多討論，爭議的主要焦點(diǎn)在于其使用的鐵究竟是來自隕鐵還是人工冶煉,。著名考古學(xué)家夏鼐對人工冶煉說持懷疑態(tài)度,，進(jìn)行了一系列科學(xué)研究的嘗試，最終將任務(wù)交給了材料學(xué)專家柯俊先生領(lǐng)導(dǎo)的研究人員,?？驴∠壬鷰ьI(lǐng)研究人員進(jìn)行了一系列工作,，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和科學(xué)分析為這件學(xué)術(shù)公案的定案做出了重要貢獻(xiàn)。 本文原載《今日科苑》2019年第1期,，文僅代表作者觀點(diǎn),，供諸君思考。 1972年10月,，當(dāng)?shù)厝罕娫诤颖鞭怀桥_(tái)西村商代遺址挖出一批遺物,。河北省博物館文物管理處將遺物全部收回，并對遺址進(jìn)行了再調(diào)查,，共獲得銅器,、玉石器等文物26件，均為商代遺物,，年代約當(dāng)公元前14世紀(jì)前后,，即殷商安陽小屯早期。這批遺物中,，最引人注目的是一件銅鉞（圖1）,。該鉞殘長111毫米，闌寬85毫米,，刃部斷失,，但從斷面觀察，原刃部為鐵質(zhì),，殘存刃部包入銅內(nèi)約10毫米。
河北省博物館將該鉞送交冶金工業(yè)部鋼鐵研究院分析檢驗(yàn),。所得研究報(bào)告認(rèn)為鉞的刃部系古代的熟鐵（與現(xiàn)代方式生產(chǎn)的熟鐵不同）,，有三點(diǎn)理由：（1）金相組織觀察，發(fā)現(xiàn)大量條帶狀?yuàn)A雜物,，并且鉞本身有分層現(xiàn)象,，說明金屬經(jīng)過熱變形。電子探針微區(qū)分析,，試樣含有硅酸鹽和大塊的氧化鈣,，條帶狀?yuàn)A雜物，夾渣和渣子的化學(xué)成分都具有“熟鐵”的特征,；（2）電子探針微區(qū)分析的結(jié)果顯示,，試樣含錳很低，這是“熟鐵”化學(xué)成分的特征之一,；（3）化學(xué)定量分析試樣含有0.35%碳和1.76%的鎳,，可能來自于燃料及原材料。[1]若真如該試驗(yàn)報(bào)告所給出的結(jié)果,，那么這是一件非常重大的發(fā)現(xiàn),，可以將我國冶鐵技術(shù)的出現(xiàn)前推至公元前,，正如河北省博物館工作人員唐云明等人執(zhí)筆的工作報(bào)告中所說：關(guān)于我國開始使用和冶煉鐵器的年代，過去多以為在春秋戰(zhàn)國之際,，但無論從文獻(xiàn)或地下考古發(fā)現(xiàn)證明春秋戰(zhàn)國時(shí)代,，我國的冶鐵技術(shù)是相當(dāng)進(jìn)步的，規(guī)模也是很龐大的,，因此它不可能是我國使用和冶煉鐵器的原始階段,。在此以前，必然還要有一段發(fā)展過程,?！_(tái)西鐵刃銅鉞的發(fā)現(xiàn)證明了郭沫若同志的論斷是正確的。[1]這篇工作報(bào)告投寄給《考古》雜志后,，引起時(shí)任中國社會(huì)科學(xué)院考古研究所所長,、著名考古學(xué)家夏鼐先生的關(guān)注。夏先生對“古代熟鐵”的鑒定結(jié)果持懷疑態(tài)度,，因此于1973年6月25日委托地質(zhì)學(xué)家張文佑先生開展進(jìn)一步的鑒定,，以查看該鐵刃“是否隕鐵”[2]。到當(dāng)年8月份,，因?yàn)椤暗刭|(zhì)所的鑒定遲遲未能交來”,，夏鼐先生只好先行將河北博物館的工作報(bào)告發(fā)表，并“先寫一讀后記,，以待今后進(jìn)一步分析研究”[2],。這篇“讀后記”附在河北博物館工作報(bào)告的后面，發(fā)表在《考古》雜志1973年第5期,，主要內(nèi)容如下：藁城商代遺址出土的鐵刃銅利器,，是一個(gè)很有意思的發(fā)現(xiàn)。但是,，根據(jù)已做過的化學(xué)分析和金相學(xué)考察,，似乎并不排斥這鐵是隕鐵的可能，還不能確定其“系古代冶煉的熟鐵”,。根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告,，先就金相觀察而言，“因已銹蝕,，看不到金相組織”,，所以我們無法利用隕鐵經(jīng)常具有的維德門施塔特氏結(jié)構(gòu)來作為鑒定標(biāo)本的標(biāo)準(zhǔn)。至于“發(fā)現(xiàn)大量條帶狀?yuàn)A物,，并且鉞本身有分層現(xiàn)象”,，這只能證明金屬經(jīng)過熱變形和錘打的，因之不是生鐵（生鐵捶打即碎）,，而不足以確定其為熟鐵或隕鐵,?！?/span>再就化學(xué)分析而言，“基體為鐵,，并含有較多的銅,、鎳、錫及微量的鋁,、鈷,、鈦、硅,、鉛等”,。這里面銅和錫的含量雖多，但二者“可能來自銅合金包套”,。最可注意的是含鎳較多,。我們知道隕鐵的特征是含鎳較多，而冶煉的鐵一般含鎳極微或完全沒有（只有從磁黃鐵礦提煉的鐵是例外,，但這是比較少見并且古代很少開采的鐵礦,，不知道我國有否這種礦和古代曾否開采過）。定量分析一個(gè)小試樣是含鎳1.76%,，這是比較高的,，是一般冶煉的熟鐵中所罕見的。但是隕鐵的含鎳量一般比這還要高,，在5%以上,，雖然也有含鎳很少的?！赃@方面還要再作定量分析,。……簡報(bào)中提到了流入美國的1931年?？h出土的兩件鐵刃銅利器。這兩件在1946年發(fā)表后,，1954年梅原末治加以研究,，認(rèn)為是冶煉的鐵，并且還認(rèn)為這兩件的發(fā)現(xiàn)是“劃時(shí)代的事實(shí)”（《關(guān)于中國出土的一群銅利器》一文,，見《京都大學(xué)人文科學(xué)研究所創(chuàng)立廿五周年紀(jì)念論文》1954年）,，但是后來做了科學(xué)分析，證明實(shí)是隕鐵所制（見R.J .Getten等,，《兩件中國古代的隕鐵刃青銅武器》,，1971年英文版）。1958年在廣東英德發(fā)現(xiàn)一塊3-4噸重的古代的隕鐵,，當(dāng)時(shí)認(rèn)為系人工冶煉的合金鋼（《文物》1959年1期28頁）,，后來證明乃是隕鐵（同上,，8期51 頁）。我們以為這次所發(fā)現(xiàn)的青銅利器的鐵刃是否系冶煉的熟鐵,，還有待進(jìn)一步的分析研究,。（讀后記）[1]這篇“讀后記”隨簡報(bào)發(fā)表后，夏鼐先生在繁忙的工作當(dāng)中一直關(guān)注著這件事的進(jìn)展,，不僅關(guān)注著地質(zhì)研究所的鑒定結(jié)果,，還自己廣泛查閱冶金史、冶金考古研究的相關(guān)文獻(xiàn),，期待盡快解決這一問題,，從他的日記當(dāng)中我們可以看到很多關(guān)于這件事的記載。上午地質(zhì)所陶克捷同志來談關(guān)于藁城出土銅斧（鐵刃）問題,，已做些化驗(yàn),，正擬寫鑒定書。（1973年11月20日）與陳滋德同志商談關(guān)于河北藁城商代遺址的銅柄鐵刃器事,。（1974年1月11日）上午地質(zhì)所陶克捷同志來談關(guān)于藁城鐵器的問題,，已寫成初稿，以為不是冶鐵,，可能還是隕鐵,。（1974年1月14日）地質(zhì)所陶克捷同志送回藁城標(biāo)本，因她將下五七干校,。（1974年2月4日）貴陽化學(xué)地質(zhì)所歐陽自遠(yuǎn)來所談關(guān)于隕鐵鑒定問題,，取去陶克捷同志的鑒定書。（1974年5月27日）閱畢泰萊科特《考古冶金學(xué)》（pp.1—311）,。這是限于銅,、錫、鉛,、金,、銀、鐵,，但敘述及詮釋得頗為精而確,，為研究古代冶金者必讀書之一也。（1974年5月31日）閱Brill[布里爾]主編Science and Archaeology[《科學(xué)與考古學(xué)》]首二篇,，關(guān)于金屬的鑒定（鍍金或貼金,，鐵器的金相學(xué)研究）。（1974年6月2日）上午物理所李國棟同志來談冶鐵史問題：（1）鐵及冶鐵的最早標(biāo)本,；（2）隕鐵制器與冶鐵孰早,；……一會(huì)兒，陳滋德同志偕河北省文管會(huì)唐云明同志來，取去藁城殷代銅柄鐵刃,。對于地質(zhì)所切片,，大為不滿，對隕鐵的結(jié)論,，也不同意,。談得很久，由陳滋德同志從中調(diào)解,，由陳同志出一收條,，而告一段落。（1974年8月8日）……[2]雖然做了一些科學(xué)鑒定,，但仍未能徹底說服持不同意見的研究人員,。1975年，唐云明發(fā)表文章再次討論這一問題,，列出一系列辯駁理由,，并再次重申：它有力地證明：早在三千多年以前，我國勞動(dòng)人民就開始使用鐵來制造用具……但是,，對這件銅鉞刃部的鐵究竟是“熟鐵”,，還是隕鐵，目前存在著不同看法……總之,，從目前了解到的材料出發(fā),，在沒有更多、更充分的論據(jù)出現(xiàn)以前,，我們傾向于這樣的意見：臺(tái)西商代銅鉞的鐵刃當(dāng)是古代的熟鐵,。[3]而夏鼐先生對鐵刃銅鉞鑒定結(jié)果的質(zhì)疑，主要是試驗(yàn)結(jié)果不能排除是隕鐵的可能,。如何區(qū)分人工冶鐵與隕鐵在成分,、組織、夾雜物等方面的差別,，尤其是在試樣銹蝕狀態(tài)下找出它們之間的差別是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),。為了從冶金史的角度出發(fā)尋找“更多、更充分的論據(jù)”,，從1974年8月開始,，夏先生開始接觸北京鋼鐵學(xué)院以柯俊先生為首的冶金史研究人員（圖2），于11月11日將地質(zhì)所及地化所的鑒定書交由北京鋼鐵學(xué)院丘亮輝老師帶回[2],，希望能再做一次系統(tǒng)全面的科學(xué)檢測。接下任務(wù)后,，柯俊先生從1975年5月開始集中開展檢測工作,。在精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，他除了依靠自己豐厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和經(jīng)驗(yàn)積累,，還廣泛吸取各方面的意見,，一方面積極與前期已經(jīng)開展過這一工作的同行溝通,，了解相關(guān)情況；另一方面,，經(jīng)常聽取夏鼐先生等考古專家的意見,，對工作內(nèi)容作出調(diào)整。根據(jù)夏鼐先生的日記和柯俊先生的實(shí)驗(yàn)筆記本,，我們可以大致復(fù)原出這一工作開展的過程（中間包括對滿城,、燕下都鐵器分析的部分內(nèi)容），如表1所示,。在分析銅鉞鐵刃的同時(shí),，柯俊院士還分析了河北滿城劉勝墓出土的鋼劍，澠池出土的魏晉南北朝時(shí)期,、經(jīng)過脫碳退火處理的鑄鐵件,，以此來確定人工冶煉的鐵在成分、夾雜物組成上的特點(diǎn),，從而做出對比,。由于銅鉞鐵刃銹蝕嚴(yán)重，鎳的含量低于正常的隕鐵,，因此還對新疆隕鐵,、廣西南丹隕鐵進(jìn)行分析，以此來了解隕鐵的組織,、隕鐵風(fēng)化后鎳鈷的分布狀態(tài),，進(jìn)而解釋銅鉞鐵刃樣品出現(xiàn)的現(xiàn)象。在銅鉞鐵刃樣品的分析研究中,，先后有五位同志參與了實(shí)驗(yàn)工作,，采用了金相、X射線熒光,、電子探針,、掃描電鏡能譜儀等實(shí)驗(yàn)方法。研究是在礦冶研究院,、化工冶金研究所,、地質(zhì)研究所等多個(gè)部門單位共同進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,，柯俊先生親自撰寫了文章《關(guān)于藁城商代銅鉞鐵刃的分析》,，但沒有署自己的名字，而是以“李眾”的署名發(fā)表在《考古學(xué)報(bào)》1976年第2期,。文章共18頁,，近20000字，文中有線圖插圖7幅及8個(gè)圖版，含有實(shí)物,、實(shí)驗(yàn)分析照片40幅,，是一篇篇幅巨大的文章。文章首先回答了人工冶鐵的特征,，提出了“利用電子探針和金相檢查觀察銅鉞鐵刃中是否有含硅夾雜物,，這是判別鐵刃材料來源的一個(gè)重要依據(jù)”。第二步是闡述隕鐵的特征,，它有自己特殊的組織與合金元素,，而這些是人工冶鐵無法獲得的。第三步詳細(xì)介紹了鐵刃的金相組織,、成分和鎳鈷的分布狀態(tài)等分析條件與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,，以及作為對比樣品的新疆隕鐵、南丹隕鐵,、滿城漢墓鋼劍等樣品的分析條件與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。最終表明，對斷刃表層的外來包含物分析的結(jié)果與人工冶煉的鋼鐵中的夾雜物的成分有本質(zhì)區(qū)別,。藁城銅鉞鐵刃中沒有人工冶鐵所含的大量夾雜物,，原材料鎳估計(jì)在6%以上，鈷含量在0.4%以上,。更為重要的是,，盡管經(jīng)過鍛造和長期風(fēng)化，鐵刃中仍保留有高低鎳,、鈷層狀分布,，高鎳帶風(fēng)化前金屬鎳含量達(dá)到12%，甚至可能在30%以上,。這種分層的高鎳偏聚,，只能發(fā)生在冷卻極為緩慢的鐵鎳天體中。根據(jù)這些結(jié)果以及與隕鐵,、隕鐵風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)的對比,，可以確定, 藁城銅鉞的鐵刃不是人工冶煉的鐵, 而是用隕鐵鍛成的。[5]柯俊先生用獨(dú)特的,、先進(jìn)的鑒定方法和充分的實(shí)驗(yàn)證據(jù),，為中國冶金史和考古學(xué)解決了一個(gè)重大難題。文章完美回答了夏鼐先生提出的各項(xiàng)疑問,，發(fā)表后引起了極大的社會(huì)反響,，其內(nèi)容被國內(nèi)許多學(xué)者關(guān)注與引用，持反對意見的學(xué)者也逐漸接受了文中提出的觀點(diǎn)[6],。得以完成這一工作,，柯俊先生后來也一再對夏鼐先生給予他的幫助和信任表示感謝,。文章發(fā)表后，還引起了國際學(xué)界的關(guān)注,。1977年4月11日，夏鼐先生寫信給柯俊,，信中提到：最近收到美國來信,，打算譯載您的關(guān)于藁城鐵器的大作，我們請示了學(xué)部領(lǐng)導(dǎo),，得到同意,。惟他們希望能有原照片以便制版，不知你能否提交我們一份,？以便轉(zhuǎn)寄,。附上英文原信，用畢請退還,，以便存檔,。（圖6）1977年11月30日，夏先生將美方寄來的英譯稿托人帶給柯先生審改,。審改后的稿子由夏先生于1978年5月10日寄出,。[4]5月18日夏先生再次來信告知英文稿件的進(jìn)展情況：“大作英譯稿，已經(jīng)代為掛號(hào)航空寄去,，望勿為念,。我匆匆看過一遍，改了幾個(gè)字,，因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系,，來不及征求你的意見，想來你也會(huì)同意的,?！抑滥愫苊Γ@次能在限期以內(nèi)寄去,，是費(fèi)了很大的努力的,。我應(yīng)該謝謝你，使我能完成答應(yīng)了人家的工作,?！保▓D7）這篇英文稿最終于1979年發(fā)表在美國《東方藝術(shù)》第11期上。“關(guān)于藁城商代銅鉞鐵刃的分析”文章及實(shí)驗(yàn)筆記體現(xiàn)了柯俊先生一貫堅(jiān)持的科學(xué)精神,，他堅(jiān)持實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),，充分表現(xiàn)出他認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。而夏鼐先生支持柯俊先生從事冶金考古的研究,，解決重大疑難問題,，使柯俊先生領(lǐng)導(dǎo)的冶金史團(tuán)隊(duì)得到了考古界及科技史界同行的認(rèn)可,。可以說該文章是當(dāng)時(shí)冶金史研究的杰出代表,，為后期柯俊先生的冶金史團(tuán)隊(duì)“中國古代鋼鐵技術(shù)的發(fā)展歷程”獲得國家自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)打下了很好的基礎(chǔ),。注：1、夏鼐（1910-1985）,，字作銘,，浙江溫州人。1934年畢業(yè)于清華大學(xué)歷史系,，1935-1939年留學(xué)英國倫敦大學(xué)考古學(xué)院,，后獲博士學(xué)位。1941年回國后,，曾任中央研究院歷史語言研究所副研究員,、研究員等職。1950年起任中國科學(xué)院考古研究所副所長,、所長,，哲學(xué)社會(huì)科學(xué)部學(xué)部委員等職。他1959年加入中國共產(chǎn)黨,，1982年后,，任中國社會(huì)科學(xué)院副院長兼考古所名譽(yù)所長，兼任中國考古學(xué)會(huì)理事長,、國家文物委員會(huì)主任委員等職,。他是新中國考古工作的主要指導(dǎo)者和組織者，對中國考古學(xué)的全面發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn),。
2,、張文佑（1909-1985），地質(zhì)學(xué)家,，河北唐山人,。1934年畢業(yè)于北京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，1945年-1947年赴歐美考察深造,，回國后任中央研究院地質(zhì)研究所研究員,，兼任中央大學(xué)教授。1949年后歷任全國地質(zhì)工作計(jì)劃指導(dǎo)委員會(huì)委員,，北京大學(xué),、北京地質(zhì)學(xué)院兼職教授，中國科學(xué)院地質(zhì)研究所研究員,、所長,，中國科學(xué)院學(xué)部委員、地學(xué)部常委,，中國科學(xué)院主席團(tuán)成員,，中國地質(zhì)學(xué)會(huì)副理事長,，中國石油學(xué)會(huì)副理事長，國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)委員,。3,、 柯俊（1917-2017）,，祖籍浙江黃巖,，生于吉林長春。他1938年畢業(yè)于武漢大學(xué)化學(xué)系,，1948年獲英國伯明翰大學(xué)博士學(xué)位并在該校擔(dān)任高級(jí)講師。1953年回國,，在北京鋼鐵工業(yè)學(xué)院（1960年更名為北京鋼鐵學(xué)院,、1988年更名為北京科技大學(xué)），先后任教授,、物理化學(xué)系主任和副院長,、北京科技大學(xué)校長顧問等職。1980年當(dāng)選中國科學(xué)院學(xué)部委員,，并擔(dān)任技術(shù)科學(xué)部常委,。1983年加入中國共產(chǎn)黨。 4,、1974年暑假,，北京鋼鐵學(xué)院要求全校各教研室派人參加“評(píng)法批儒”學(xué)習(xí)班，該學(xué)習(xí)班分兩組,，統(tǒng)稱“理論組”,，其中一組研究冶金領(lǐng)域的儒法斗爭，簡稱“冶金組”,，當(dāng)時(shí)的任務(wù)是從《鹽鐵論》看儒法兩家思想對冶金技術(shù)發(fā)展的不同影響,。同年，將工作拓展至編寫《中國冶金簡史》和《中國古代冶金》,，“北京鋼鐵學(xué)院冶金史組”成為正式的機(jī)構(gòu)名稱,。1981年，柯俊教授將機(jī)構(gòu)英文名稱定為“Archaeometallurgy Group, Beijing University of Iron and Steel Technology”,。[1] 河北省博物館文物管理處．河北藁城臺(tái)西村的商代遺址[J]．考古,，1973（5）：266-271．[2] 夏鼐著．夏鼐日記?卷7（1964-1975）[M]．上海：華東師范大學(xué)出版社，2011．[3] 唐云明．藁城臺(tái)西商代鐵刃銅鉞問題的探討[J]．文物,，1975（3）：57-59．[4] 夏鼐著．夏鼐日記?卷8（1976-1980）[M]．上海：華東師范大學(xué)出版社,，2011．[5] 李眾．關(guān)于藁城商代銅鉞鐵刃的分析[J]．考古學(xué)報(bào)，1976,，2（2）：17-34．[6] 唐云明．再論藁城臺(tái)西出土的鐵刃鉞及我國早期用鐵的問題[J]．鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版）,，1987（6）：83-88．作者簡介：李秀輝,，女，本科,，北京科技大學(xué)科技史與文化遺產(chǎn)研究院副教授,。
|
