一、關于冶金術起源地區(qū)的觀點
根據(jù)西方確定的進入文明社會的三大標準為城市、文字、冶金術或青銅器。西方認為冶金術和青銅器起源于西亞,并傳入中國。
根據(jù)《“中華文明探源工程”及其主要收獲》中的觀點,大約距今5000年前,銅的冶煉和制作技術從西亞經(jīng)中亞地區(qū)經(jīng)河西走廊傳入黃河中游地區(qū),與中國已經(jīng)掌握的高溫燒制陶器的技術相結(jié)合,經(jīng)過中華先民的創(chuàng)新,發(fā)明了青銅容器鑄造技術。
摘自《“中華文明探源工程”及其主要收獲》
注:因為中國發(fā)現(xiàn)最早的銅器是在陜西臨潼姜寨遺址出土的6700年前的黃銅片和黃銅管狀物,這種觀點相當于不承認這是中國本土冶煉的產(chǎn)物。
其他文件論著很多也是類似的觀點:
摘自《早期東西文化交流的三個階段》
某百科“青銅器”詞條也說8000年前,土耳其首先出現(xiàn)了冶銅技術。
關于青銅器技術的起源問題,明文廣記在文章《中國青銅器技術是西來的還是本土原生發(fā)明?》中已經(jīng)論證說明。接下來我們來談談冶金術起源問題。
二、古人類冶煉金屬起源的一般規(guī)律
有觀點認為人類最早冶煉的金屬是黃金等:
金的熔點是1063.69 至 1069.74 ℃,金的布氏硬度是20,銅的布氏硬度是40,鐵的布氏硬度是50,金的溶點比銅高,硬度比純銅還軟得多。所以黃金無法用來做工具和兵器,只能用來做裝飾品等。
早期人類在生產(chǎn)力很不發(fā)達的條件下,肯定是以生存生產(chǎn)需要為先,而冶銅制銅可以增加與大自然作斗爭的能力,改善生產(chǎn)生活條件,促進生產(chǎn)力的發(fā)展。當古人類的能力可以冶銅制銅時,銅器自然而然地會被古人類利用起來。
金的冶煉條件比銅更苛刻,而且金在自然界更稀少,早期人類冶煉黃金的用處不大,所以早期人類不可能最先冶煉黃金。
一般的觀點也認為人類最先冶煉的金屬是銅,所以我們就以冶煉銅金屬為基準來討論冶金術的起源。
古人類最早利用的金屬是銅,以前文章說過,銅器冶煉和制作的起源至少需要滿足四個要素:
1、古人類活動區(qū)域附近有裸露于地表且易于被發(fā)現(xiàn)的高品位銅礦存在。
2、掌握高溫燒制密封陶窯技術。
3、存在已足夠發(fā)達和復雜的社會階層,有了產(chǎn)品美化、權威化的需求。
4、有富余生活資料足以供養(yǎng)專業(yè)冶銅工匠。
以上條件缺一不可,必須四個要素都具備,才有了銅冶煉的可能。但是四個要素都具備,也不代表必然會有專業(yè)的銅冶煉活動產(chǎn)生。接下來我們詳細分析一下這些問題。
1、關于古人類冶煉銅的歷史發(fā)展順序
按照西方考古發(fā)現(xiàn)的銅冶煉技術發(fā)展歷程,冶煉銅必須要經(jīng)歷:天然銅——紅銅——砷銅——錫青銅的發(fā)展過程。此處的紅銅不是指天然銅,是指經(jīng)過冶煉所得的紅銅。為什么說這個發(fā)展過程是錯誤的?
陜西省西安市臨潼姜寨遺址出土的6700年前的黃銅片和黃銅管狀物,掃描電子顯微鏡配備的X射線能譜儀分析表明,黃銅片平均含銅66.54%、鋅25.56%、錫0.87%、鉛5.92%、硫0.8% 和鐵1.11% ;黃銅管狀物X 射線能譜儀的半定量分析顯示,其含銅69%、鋅32%、鐵0.5% 和硫0.5-0.6%。
甘肅東鄉(xiāng)縣林家馬家窯出土的5000年前的銅刀和幾塊銅渣,經(jīng)北京鋼鐵學院冶金史組的檢驗,結(jié)果表明此銅刀為含錫的青銅,并含有少量的鐵和銀。中國社會科學院考古研究所實驗室用快中子活化法對銅渣進行檢驗,結(jié)果為含銅36.50% 、錫6.47% 、鉛3.49% 、鐵0.41% ,酸不溶物一半以上。
山西輸次源禍鎮(zhèn)于1942年發(fā)現(xiàn)過一塊年代為5000年前的附有銅渣的陶片,經(jīng)化驗后,含銅47.67%,硅 26.81%, 鈣12.39%, 鐵8.00%, 經(jīng)推測當時冶煉的應為紅銅。
山西省絳縣周家莊遺址出土的4500年前的黃銅片。掃描電子顯微鏡配備的X 射線能譜儀分析表明,含銅79.46%、鋅14.01% 和鎳3.81%。
山東省膠縣三里河遺址出土的2 件4300年前的黃銅錐。電子探針微區(qū)分析表明,含銅66.3-77.0%、鋅20.2-26.4%、錫0.35-2.15%、鉛1.77-4.26%,此外有少量硫、鐵、硅等元素。
在王城崗四期文化的一座灰坑 中出土 了1件4000年左右的青銅器殘片,北京科技大學冶金史實驗室經(jīng)X 射線能譜儀掃描,測得樣品中主要成分為銅、錫、鉛, 此外還含有少量的鉛、珪、硫等雜質(zhì), 金相分析得到該殘片是鉛含量較高、錫含量大于7%鑄造而成的鉛錫青銅器。
陶寺遺址出土的銅鈴形器,中國社會科學院考古研究所實驗室定量分析表明: 含銅97.86% 、鉛1.54% 、鋅0.16% , 不含鐵和錫, 結(jié)果證明該銅器是含銅量近98%的紅銅制品。
陶寺遺址出土的銅齒輪,經(jīng)金相分析含銅 93.9%、錫<0.01%、鉛0.01%、砷 4.08%、銀0.078%、鐵0.07%、鉍0.07%、銻0.04%,由此可以看出此件齒狀物為砷銅合金。
全世界發(fā)現(xiàn)的公元前2 千紀以前黃銅制品約40 余件,分布于愛琴海、兩河流域、波斯灣、伊朗、中亞和中國等區(qū)域,分析黃銅成分數(shù)據(jù)、空間分布圖及成分相似度分布圖,可以發(fā)現(xiàn):同一地區(qū)出土的黃銅器,其合金成分具有一定的相似性,不同地區(qū)出土黃銅器的合金元素種類及含量都存在較大差異。
銅綠山古銅礦遺址
根據(jù)以上信息可以看出,古人類早期冶煉金屬時,共生礦或混合礦冶煉是人類早期認識與利用金屬時獲得合金的一種主要方式。共生礦冶煉是指冶煉的礦石本身含有多種金屬元素,混合礦冶煉是指將含有不同金屬元素的礦石混合在一起冶煉。在冶煉初期一定是在無配比意識的情況下進行的冶煉,提煉物一定是礦石中所含的金屬成分,所以早期銅器應該主要以多種金屬元素混合銅器為主。
當人類經(jīng)過長期的冶煉,具備更豐富的冶煉經(jīng)驗后,掌握了通過礦石配比獲得更易冶煉、更優(yōu)性能的合金銅技術之后,才進入了有意識的定量配比冶煉銅的階段。
在各種定量配比冶煉銅發(fā)展到一定階段后,最具優(yōu)勢的錫青銅、鉛青銅、鉛錫青銅才取代了其他合金銅,占據(jù)了銅冶煉的主導地位。
地球上純銅礦很稀少,當然如果本地礦石是純銅礦,也可以先利用紅銅。但是這種未經(jīng)冶煉的利用就是天然銅。經(jīng)過冶煉所得的紅銅,跟黃銅、砷銅、各種合金青銅一樣,并不具有優(yōu)先發(fā)明權,只是古人類活動區(qū)域附近礦石不同的產(chǎn)物。所以冶煉銅從紅銅冶煉開始是錯誤的認識,冶煉紅銅之后再冶煉砷銅也是錯誤的認識。
根據(jù)中國和世界銅器發(fā)展的脈絡來看,早期冶煉銅的發(fā)展歷史應為:天然銅——無定量配比冶煉獲得的紅銅、黃銅、砷銅、青銅等各種合金銅——定量配比冶煉的砷銅、各種合金青銅——定量配比冶煉的錫青銅、鉛青銅、鉛錫青銅等。
2、關于冶煉銅的高溫密封陶窯要求
有人說,西亞是銅的起源地,因為西亞有天然銅,天然銅只要稍加熱就能鍛打成形,所以不需要密封高溫陶窯條件,即使西亞燒陶起源晚技術水平低,也能先發(fā)明利用銅器。
以上說法的問題在于,西方學者聲稱西亞首先發(fā)明了冶金術和青銅器。如果西亞只是先發(fā)現(xiàn)和利用了天然銅,沒有進行冶煉,這不能說明西亞首先發(fā)明了冶金術。而青銅必然是冶煉出來的銅合金,這也就是意味著西亞沒有首先發(fā)明銅冶煉和青銅冶煉技術。
銅礦有很多種,大體分為氧化銅(oxidizedore,其中孔雀石冶煉價值最高)與硫化銅(sulphidic ore,指數(shù)種含硫磺的化學式)兩大類,加工提煉的條件大不相同。
銅的熔點是1083.4℃,冶煉硫化銅礦,在1100-1200℃高溫容易發(fā)生化學反應獲得純銅。有些銅礦耐火,需要1200℃以上的高溫才能提煉出銅。從孔雀石中用還原法提煉紅銅,也需要密閉爐窯和710℃的溫度。
柴火在空氣中燃燒的溫度通常在500-800攝氏度,這種方法由于火力不集中達不到一定溫度,致使所燒陶器質(zhì)量差,成品率低。后來人們便發(fā)明了陶窯,可以達到更高的溫度。低溫陶700-900℃4個小時就可以燒結(jié)成功,高溫陶需要在1200-1235℃燒制8個小時左右,瓷器的燒成溫度一般在1235℃以上,彩陶的燒制溫度在800-1200℃。
一般認為古人類首先用孔雀石煉銅??兹甘?span>是一種氧化銅礦石,顏色碧綠,其斷面的紋理與孔雀的羽毛相似,很是艷麗,所以人們稱它為孔雀石。孔雀石含銅量高,其含銅品位可達10—20%或更高。
天然孔雀石原石
按照一般的說法,因為孔雀石色如孔雀羽毛般鮮艷翠綠,埋藏不深,多出露于地表上,容易引起人的注意而使人采集。它又常常與自然銅一起出現(xiàn),并與銅銹有類似的顏色,又可能被古人類用作制陶的顏料,因此孔雀石很可能是人們最早用于冶煉的銅礦石。
孔雀石在早期煉銅技術發(fā)展過程中具有關鍵作用。冶煉孔雀石既需要高溫度,亦需要控制氧氣,這一矛盾造成很多困難。一些礦源品質(zhì)較純的孔雀石的提煉,不需要達到銅熔點那么高的溫度,只要在密封還原的坩鍋或窯里,在還原氣氛中燃燒孔雀石就可以獲得純銅,隨即可鍛造成器,亦可再經(jīng)火煉,熔為銅液后鑄造銅器。雖然產(chǎn)量不如用硫化銅,但便于最初發(fā)明煉銅。
從孔雀石中用還原法提煉紅銅所需溫度就比較低。還原法煉銅的關鍵在于,需要在氧氣不足的條件下燃燒木炭,使得爐內(nèi)形成一氧化炭(CO),這樣孔雀石(堿式炭酸銅,(CuOH)2CO3,malachite)在一氧化炭的環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生化學反應,其公式如下:(CuOH)2CO3+2CO→3CO2+2Cu+H2O。換言之,如果在還原氣氛中灼燒孔雀石,就可以獲得純銅,此外還會產(chǎn)生水與二氧化碳。
實驗表明,當溫度達到710°C時,窯內(nèi)一氧化碳最為穩(wěn)定,此時可以較為穩(wěn)定而連續(xù)地發(fā)生還原反應,提煉出紅銅。之后,紅銅的加工處理,溫度范圍可以更大。紅銅只需要650℃以上溫度就會變軟,在650℃─1000℃溫度范圍內(nèi)都可以熱鍛。如果溫度低于650℃,也可用冷鍛的方式制造小型器物。
以上信息證明,用孔雀石開展最初煉銅須用還原氧化法,所以需要燃燒木炭的密封爐窯條件。
冶煉硫化銅產(chǎn)量較高,但是冶煉硫化銅礦,在1100─1200℃高溫容易發(fā)生化學反應,飛出硫氣而獲得純銅。有些銅礦耐火,需要1200℃以上的溫度才能提煉出銅。
所以冶煉硫化銅需要具備以下兩種條件:第一,硫化銅礦料很少露出在地表上,只有當人們對銅料已熟悉,專門開設礦井去開采時才有可能接觸到這種礦石;第二,需要較成熟的煉爐,一方面保持高溫度,另一方面要特別考慮排除硫氣的煙道。
所以冶煉硫化銅必須要有專門的高溫爐窯才可能發(fā)生。
眾所周知,臨潼姜寨遺址出土的黃銅片和黃銅管狀物距今6700年,是世界上最早發(fā)現(xiàn)的黃銅。為什么中國的黃銅年代最早呢?
黃銅是銅和鋅的合金,根據(jù)現(xiàn)代物理化學原理發(fā)現(xiàn),在黃銅冶煉時, 1個大氣壓下,還原氧化鋅的最低溫度約為900℃。然而,金屬鋅的沸點是906℃,這就意味著在還原過程中,金屬鋅一俟還原,將迅速變?yōu)闅怏w而逃逸。因此,任何冶煉鋅礦的過程中,都勢必伴隨著金屬鋅的升華和揮發(fā)。
在實際冶煉過程中,在冶煉溫度尚未到達金屬鋅的沸點(906℃)之前,一氧化碳和氧化鋅的還原反應在600℃左右就已開始進行,當反應溫度達800℃以上時,該反應已十分激烈。這就是說,在冶煉溫度到達金屬鋅的沸點之前,相當一部分的鋅已經(jīng)被還原出來。若反應環(huán)境相對密閉,則生成的鋅蒸汽將不斷與銅反應,生成黃銅,從而使鋅的生成反應不斷進行。
另人有人利用爐甘石、木炭與紅銅片進行了黃銅冶煉模擬實驗,實驗結(jié)果表明:在800-900℃時,僅在銅片外圍的局部區(qū)域形成黃銅組織;只有溫度超過920℃,并且加熱一定時間,銅片才能經(jīng)過熔融過程整體形成黃銅組織。
根據(jù)實驗的結(jié)果顯示在低溫未封閉的條件下,只能獲得低鋅含量的銅。而對所有史前黃銅制品的含鋅量分析發(fā)現(xiàn),最低也有5%,最高則達到32%。說明史前黃銅應該是在高溫封閉條件下冶煉獲取的。關于公元前2千紀以前40 余件黃銅制品的鋅含量及實驗結(jié)果,可參見《史前黃銅器及其冶煉工藝》。
摘自《史前黃銅器及其冶煉工藝》
摘自《史前黃銅器及其冶煉工藝》
以上信息和實驗結(jié)果都說明,史前黃銅應由混合礦或銅鋅共生礦獲得。冶煉黃銅的含鋅量與冶煉溫度、冶煉時間、冶煉環(huán)境(密閉與開放)和礦石的純度等有密切關系。如其他條件相同時,相比開放環(huán)境,在密閉條件下可以獲得含鋅量更高的黃銅。這說明,古人類冶煉的黃銅,基本是在密封高溫爐窯條件下進行的。
西亞聲稱的早期青銅以砷銅為主,因為砷與其他金屬元素共生的礦石較多,所以通過冶煉銅砷共生礦石獲得砷銅是顯而易見的事。
單質(zhì)砷熔點817℃,加熱到613℃便可不經(jīng)液態(tài)直接升華。砷的化學性質(zhì)與磷相近,極易與空氣中的氧發(fā)生反應,故而在古代較難獲得其單質(zhì)。史前砷銅制品的冶煉工藝與史前黃銅制品類似,應由含砷銅礦或銅、砷混合礦直接冶煉獲得。
根據(jù)剛才對黃銅冶煉的分析可知,砷銅的冶煉也應是在高溫密封的爐窯中才可能冶煉獲得。
以上分析都表明,冶煉銅都必須在在高溫密封的爐窯中才可能冶煉獲得。
我國已發(fā)現(xiàn)新石器時代早期的殘?zhí)掌?,質(zhì)地粗糙,厚薄不等,摻雜有大小不等的石英粒,質(zhì)松易碎,用以燒制這些陶器的原料都是就地取土。在這些殘?zhí)掌z址中沒有發(fā)現(xiàn)窯爐遺跡,可以推斷是平地堆燒的。最原始落后的燒成工藝是平地式燒陶,或稱平地堆燒。
這種生產(chǎn)方式?jīng)]有固定的窯址,選擇一塊空地將陶坯堆放在起,用泥巴將陶坯整體蓋緊并糊嚴,開一火口加柴添火,同時再開幾個小口作為煙道。因火力不勻,溫度不高,密封不嚴,陶器燒成后顏色不均勻,質(zhì)地松脆。根據(jù)這些陶片中存在的礦物,以及測量少數(shù)陶片的燒成溫度,可以確定這些陶器的燒成溫度大致在700°C。在這種溫度和燒陶條件下無論是氧化礦還是硫化礦都無法提煉銅。
距今5、6千年的仰韶文化時期的陶器以紅陶為主,灰陶、黑陶次之。從出土的文物來看,當時的制陶業(yè)已經(jīng)比較發(fā)達,已發(fā)掘的陶窯遺址大部分在村落附近,表明為部落集體所有。燒制陶器的黏土是經(jīng)選擇具有一定塑性的黏土。陶器基本上是手制成型,也有部分小型器件采用模制。到了仰韶后期開始出現(xiàn)慢輪修整。普遍使用陶窯燒制陶器。在陶窯中陶器不再直接在火焰上燒烤,火力也比較均勻,減少了陶器的龜裂和變形。
大量考古資料證明,在我國境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)大量新石器時代以來的燒陶窯場,僅仰韶文化陶窯就有五六十座,龍山文化陶窯也發(fā)現(xiàn)有十余處共二三十座,其他文化類型的地區(qū)也已發(fā)現(xiàn)了大量陶窯。早期陶窯有橫穴式和豎穴式兩種,以橫穴窯更具代表性,窯的位置多在小山坡上,因地制宜,挖土而建?;鹛盼挥诟G室前方,后部有三條大火道傾斜而上,火焰通過火眼到達窯室。堅穴窯窯室位于火膛之上,火膛中有數(shù)股火道與窯室相通。早期陶窯的燃料通常用木柴和植物莖干。
橫穴式陶窯
豎穴式陶窯
陶器燒成中的主要工藝條件是溫度和氣氛。需要控制的溫度環(huán)節(jié)是燒成溫度,升溫溫度,保溫溫度,降溫溫度。燒成的溫度大約是1000℃,一般在燒到溫度高于原料熔點的三分之二時,胚體中的各種成分間開始發(fā)生各種復雜的化學反應,逐漸燒結(jié)。溫度太低,原料中的各種成分間未發(fā)生化學反應而不能燒結(jié);溫度太高,超過熔點,固態(tài)物質(zhì)便會融化,使陶器的形狀發(fā)生改變。
陶窯的結(jié)構(gòu)不同,窯內(nèi)溫度—與密封程度也不同,因此,陶窯決定了陶器的燒成溫度。結(jié)構(gòu)越合理,火候就越高。燒陶工藝中,還有控制燒成氣氛的能力問題。燒成氣氛是指窯內(nèi)氣體的組成和氧化,或還原的能力。陶窯密封不嚴時,空氣中含有的氧將坯體所含物質(zhì)氧化,陶器燒成后呈紅色或橙黃色;陶窯密封較好,氣體中含有一氧化碳,具有將所含的鐵質(zhì)還原為氧化亞鐵的能力,燒成后的陶器呈灰色或深灰色。隨著陶室的改進,還原氣氛下的灰陶越來越多,陶器的硬度也不斷有所提高。
只有在這種密封高溫爐窯條件下才可能提煉出銅。遠古人類只有在掌握了成熟的燒陶技術后才具備了高溫密封的爐窯條件,所以高溫密封陶窯是冶煉銅的前提條件。
3、為什么遠古人類在會制作彩陶之后才可能發(fā)明銅冶煉技術
新石器時代陶器種類很多,有灰陶、紅陶、彩陶、黑陶、白陶、釉陶等。陶器之所以呈現(xiàn)出不同的顏色,主要是因制陶原料中含有呈色元素和燒窯后期人們能夠改變、控制火焰的性質(zhì)所致。燒成氣氛指燒成時使用的火焰是氧化氣氛還是還原氣氛,這影響的是成品的顏色。
譬如在還原氣氛中(CO或H2),鐵的氧化物以FeO的形態(tài)存在,燒成得到灰陶。灰陶是在燒窯后期,采用還原焰,使制陶原料中鐵的氧化物大部分轉(zhuǎn)化為二價鐵,在這種情況下,燒成的陶器呈灰色或灰黑色?;姨帐侨藗?nèi)沼锰掌髦凶疃嗟囊环N,質(zhì)地較疏松、粗糙。
在氧化氣氛中(氧氣過量),其中鐵的氧化物以Fe2O3的形態(tài)存在,燒成得到紅陶。紅陶是在氧化焰氣氛中燒成的,質(zhì)地較堅硬細致。
彩陶是新石器時代文化遺存中最精美的陶器,仰韶文化的彩陶堪稱其代表作。彩陶花紋是陶坯未入窯焙燒前,用鐵、錳等礦石顏料在坯體上繪畫紋飾,入窯后用氧化焰燒成。彩繪牢固地結(jié)合在器物表面,不易脫落。
古人類雖然用了鐵、礦石顏料但是卻未能先冶煉出鐵、錳,是因為鐵的熔點是1538°C,錳的熔點是1244°C,爐溫要求更高,更難以提煉獲取。
只有當古人類將銅礦石投入高溫密封陶窯,才可能提煉出銅。陶窯是燒陶場所,一般放入的是粘土胚型,那么古人類為什么會將銅礦石投入高溫密封陶窯呢?
最主要的可能性是,當古人類生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段,對顏色、美感、記憶、紀念、圖騰崇拜、權威性、特殊性等的追求,激發(fā)古人類燒制彩陶。最早燒制彩陶,采用的是含鐵、錳的礦石顏料。古人類在尋找和采用礦石顏料時,是可能用孔雀石、藍銅礦等作為礦石顏料的。
礦物顏料是無機顏料,是無機物的一類,屬于無機性質(zhì)的有色顏料,它的來源主要有兩類:一類是用天然礦石經(jīng)選礦,粉碎,研磨,分級,精制而成,另一個來源,是天然礦產(chǎn)品,經(jīng)過一系列化學處理加工而制成的化工合成顏料。
孔雀石是一種碳酸銅氫氧化物礦物,孔雀石在中國古代叫“綠青”、“石綠”或“銅綠”,孔雀石從古代到1800年左右被用作綠色顏料的礦物顏料。
使用石綠和石青作為顏料的《千里江山圖》
藍銅礦是由銅礦床風化作用產(chǎn)生的一種軟質(zhì)深藍色礦物。藍銅礦的藍色是非常深而明澈的。
用作顏料的藍銅礦粉末
當各種銅礦石被作為礦物顏料投入陶窯燒制彩陶時,就可能提煉出銅金屬。
還有分析有其他的可能性使銅礦石投入了陶窯,比如為了制作石器燒制石料。但是銅礦石都是顏色鮮艷的石料,可以用來做裝飾品和觀賞物,但是不適合打制石器。各種考古遺址發(fā)現(xiàn)的石器工具遺存鮮有用銅礦石做的。這種活動也可能發(fā)生,但也是在具備成熟的陶窯技術之后才可能提煉出銅。而中國在9000年前就已經(jīng)開始燒制彩陶了,所以這種情況也發(fā)生在燒制彩陶之后。
還有一種觀點是陶窯用銅礦石搭建,經(jīng)過還原反應發(fā)現(xiàn)銅。因為銅礦石是不規(guī)則形狀,如果用銅礦石搭建的陶窯,不能密封,無助于提高窯溫。我認為這種情況發(fā)生并導致發(fā)現(xiàn)和冶煉銅的可能性不大。
世界發(fā)現(xiàn)的最早的陶器是江西省萬年仙人洞遺址土的陶器,經(jīng)過中外考古學家用專業(yè)儀器鑒定這些陶器距離現(xiàn)在已經(jīng)有20000多年。
仙人洞遺址出土的陶器
上山文化發(fā)現(xiàn)距今9000年的彩陶,這也是世界上最早的彩陶。實驗室分析表明,紅色陶衣是通過在陶坯表面涂一層Fe2O3含量較高的細顆粒泥漿涂層燒制形成的。白色泥點紋裝飾是用Fe2O3含量較低的黏土泥料畫在陶器表面燒成的。彩陶的工藝過程可能是用含鐵量高的物質(zhì)或紅色礦物料磨成泥漿用作色料繪在陶器上,燒制氧化形成紅色彩紋。
上山文化彩陶
長江中游的人們在距今8000多年前(彭頭山文化晚期和皂市下層文化)已用赤鐵礦(Fe2O3)制造紅衣陶(hematite engobe),用白膏泥(kaolinite)制造白陶和白衣陶;距今7000年前(湯家崗文化)在原始陶窯內(nèi)開始搭配氧化及還原的氣氛制造醬黑陶,又作外紅內(nèi)黑陶等;到了大溪時期,他們還發(fā)明了胎質(zhì)密度特高的泥質(zhì)黑陶,以及泥質(zhì)紅陶及彩陶。為制造優(yōu)美的彩陶器,陶工們到周圍的山區(qū)尋找礦物顏料。
關中地區(qū)大約在公元前6000年的大地灣文化時期就有了較發(fā)達的陶器,有個別缽形器口沿裝飾一條寬彩帶。在公元前5000年的西安半坡村的仰韶文化遺址中,發(fā)現(xiàn)了很多精美的彩陶,表明在半坡時期,人們已經(jīng)能熟練地控制窯溫,并且彩繪藝術也達到了很高的水平。
距今約8000年的裴李崗遺址發(fā)現(xiàn)橫穴式陶窯,結(jié)構(gòu)雖然簡單,但卻是我國最早的陶窯。在陶窯誕生初期,想來也并不具備高溫密封并控制窯溫的條件,而冶煉銅需要高溫密封并控制窯溫。綜上結(jié)論,在古人類會制作彩陶并且具備較成熟的高溫密封陶窯技術,才可能發(fā)生冶煉銅活動。
4、關于古人類銅冶煉活動產(chǎn)生的可能性問題
歷史事件的發(fā)生既有必然性也有偶然性,是必然性和偶然性的統(tǒng)一。根據(jù)唯物史觀,歷史的發(fā)展是必然的,不是偶然的。我們所說的古人類銅冶煉活動,是指專業(yè)性的、持續(xù)的、以生產(chǎn)制造人類生產(chǎn)生活用具為目的的銅冶煉活動。如果古人類偶然發(fā)現(xiàn)冶銅產(chǎn)物,未被古人類關注和利用,不屬于我們所說的銅冶煉活動。
在此前提下,我們來看看古人類如何才能發(fā)生銅冶煉活動:
古人類聚落有專業(yè)人員分工燒制陶器和彩陶——陶窯達到高溫密封條件——有人采制礦石顏料——采到了孔雀石、藍銅礦等銅礦石——此銅礦石顏色被燒陶人員接受使用或燒陶上層管理人員接受——礦石本身是粉末狀或偶然加工成了粉末狀——銅礦石顏料被用于陶器涂色或銅礦石因某種原因投入了陶窯——爐溫控制反應正好析出或熔出了銅金屬——銅金屬被燒陶人員或其他人員注意且未丟棄這種未知材料——燒陶人員或其他人對銅金屬這種新產(chǎn)品進行了探索——發(fā)現(xiàn)了銅金屬的一些特性并加以利用——部落上層人員有意利用銅金屬并要求燒陶人員專門冶煉銅。
在以上各個環(huán)節(jié)種種偶然性多次重復發(fā)生的基礎上,古人類才可能發(fā)現(xiàn)銅金屬并進行冶煉制造。任何一個環(huán)節(jié)缺失,都不會發(fā)生持續(xù)的銅冶煉活動,也不會有銅冶煉技術發(fā)明。換句話說,古人類有了長期燒制彩陶的技術和經(jīng)驗后,才發(fā)生了銅金屬冶煉活動,這就是銅器冶煉和制造的起源。
偶得銅器或銅器交易不能作為掌握冶煉制作銅器技術的證據(jù)。必須是系統(tǒng)性、批量性冶煉制作銅器并且有邏輯性的傳承變化關系,才能說明真正掌握了冶煉和制作銅器技術。
有人輕描淡寫地認為古人類很容易冶煉銅。冶銅在現(xiàn)代已經(jīng)不是高大上的科技,但是經(jīng)過前述分析,我們可以看出遠古人類能夠發(fā)現(xiàn)和冶煉銅是多么的不容易。我們應該具有更多的同理心,站在遠古人類角度考慮銅冶煉活動是如何發(fā)生的,才能理解發(fā)明銅冶煉技術的起源和遠古人類發(fā)明銅冶煉技術的偉大與不易。
古代銅冶金技術的發(fā)展應該經(jīng)歷3 個階段,即自然金屬—礦石冶煉—金屬鑄造。第一階段,利用天然金屬(如自然銅、天然金和隕鐵),包括對天然金屬的開采和加工,如可以通過熱鍛將自然銅加工成小飾物或小工具等。第二階段,通過冶煉共生礦或混合礦獲得銅合金。這一階段初期,通過直接冶煉礦石后進行簡單的加工獲得小件器物,可通過此工藝獲得砷銅、黃銅和錫青銅制品;后期則發(fā)展為礦石冶煉獲取銅合金,再經(jīng)熔融鑄造成器物。第三階段,單質(zhì)金屬(錫、鉛)的提取及錫青銅鑄造工藝的發(fā)展。
注意,第二階段青銅的出現(xiàn)不能視為青銅時代的肇始,只有進入第三階段,先民掌握了冶煉銅、錫、鉛等單質(zhì)金屬,并按一定配比將它們澆鑄成青銅器的技術之后,青銅時代才正式“粉墨登場”。
根據(jù)目前考古發(fā)掘的信息來看,中國是最先具備發(fā)明銅冶煉技術的地區(qū),也應是最早產(chǎn)生銅冶煉活動的地區(qū),時間早于6700年前。
三、兩河流域及西亞其他古文明地區(qū)的金屬冶煉
200年前,丹麥人湯姆森按石器、青銅、鐵器三個時代陳列古物展覽,成為劃分古代物質(zhì)文化發(fā)展階段最直觀且廣為接受的方式。據(jù)說,在新石器時代末期,西亞也出現(xiàn)了銅器,被稱為銅石并用時代,當青銅器在生產(chǎn)生活中占主導地位時,被稱為銅器時代,也叫銅器文明。
根據(jù)西方的研究,位于土耳其的安列托利亞半島是最早冶鑄青銅器的地區(qū),目前發(fā)現(xiàn)有公元前6000年的青銅器。兩河流域的美索不達米亞地區(qū)公元前3000年進入青銅時代,古埃及文明緊隨其后。
兩河流域文明、古埃及文明既然成為被西方推崇的最早的古文明,冶金術或青銅器又是進入文明社會的三大標準之一,所以這些古文明必然要有冶煉技術和青銅器,否則古文明之說就不成立了。
其中兩河流域文明又是被西方學者認定為最早出現(xiàn)的古文明,更應該掌握冶銅技術,進入青銅時代,具有青銅文明。
根據(jù)某百科詞條“青銅時代”的說法:“位于中亞的美索不達米亞則是世界上第一個已知的最早掌握青銅冶煉技術的文明,出土了公元前4000年的冶煉青銅器,人類初步踏入了青銅時代的門檻?!奔磧珊恿饔蛭拿髟?000年前最早進入青銅時代。
美索不達米亞平原在現(xiàn)今西亞的伊拉克境內(nèi),詞條說“位于中亞的美索不達米亞”,此詞條的編輯連美索不達米亞在哪里都搞錯了,可見這種信息不是很嚴謹,使用這種信息時需要嚴加甄別,不能輕信。
青銅時代是指這樣一個時代:青銅器在人們的生產(chǎn)、生活中占據(jù)重要地位,偶然地制造和使用青銅器的時代不能認定為青銅時代。那么兩河流域古文明有沒有青銅時代呢?
兩河流域文明包括蘇美爾文明、阿卡德文明、古巴比倫文明等組成部分,位于流經(jīng)伊拉克的底格里斯河和幼發(fā)拉底河的兩河流域一帶。
根據(jù)考古結(jié)果,在兩河流域古文明時代發(fā)現(xiàn)銅器的遺址如下圖所示:
兩河流域文明銅器遺址,摘自《近東地區(qū)冶金術的發(fā)展歷程》
兩河流域古文明時代發(fā)現(xiàn)的早期銅器如下:
兩河流域早期銅器,摘自《近東地區(qū)冶金術的發(fā)展歷程》
據(jù)稱,公元前六千紀晚期, 兩河流域地區(qū)步入了銅石并用時代,5000—4000 年前進入錫青銅的使用階段: 青銅時代。
但是在這一時代,兩河流域出土的錫青銅又小又少:
摘自《近東地區(qū)冶金術的發(fā)展歷程》
更要命的是, 兩河流域古文明的銅石并用時代、青銅石代的遺址中未見任何的冶煉遺存, 如坩堝殘塊、熔爐、爐渣等。故而, 該地區(qū)何時掌握冶煉紅銅的技術,一直是歐洲學界爭論的焦點。
摘自《近東地區(qū)冶金術的發(fā)展歷程》
因為地球上錫礦稀少,西亞地區(qū)并沒有發(fā)現(xiàn)古錫礦,為了論證西亞有青銅文明,有錫青銅器冶煉,西方學者還要用種種猜想和假設,證明西亞的錫礦石來源于阿富汗、英國、西班牙等地。
明文廣記已經(jīng)指出:在沒有車的遠古年代,通過人力運送幾百公里幾千公里以上的礦石是不現(xiàn)實的事情。至于5000年前,跨越幾百幾千公里以上的商業(yè)貿(mào)易更不可能存在。千方百計的論證古人類從其他地區(qū)千里跋涉人工運送錫礦石到伊朗和土耳其,是緣木求魚的行為。
位于現(xiàn)今土耳其等地境內(nèi)的獅子山遺址、德哥門遺址發(fā)現(xiàn)了熔銅坩堝和鍋爐,有人把這些遺址歸入兩河流域文明產(chǎn)物。
摘自《兩河流域早期社會組織與文明起源研究》
位于土耳其的獅子山遺址的大概位置如下圖所示:
土耳其獅子山遺址大概位置:圖中紅點位置
土耳其獅子山遺址跟兩河流域古文明的距離有點遠,兩河流域文明沒有發(fā)現(xiàn)古冶銅遺址和遺存,把土耳其境內(nèi)的冶銅遺址和遺存納入兩河流域文明,作為兩河流域文明的冶煉技術證據(jù),顯然很不合適。
兩河流域文明區(qū)域
事實就是,在西方學者聲稱的兩河流域文明時期,并沒有發(fā)現(xiàn)銅金屬冶煉遺址和遺存,只是發(fā)現(xiàn)了一些簡單的銅器。
在兩河流域古文明的周圍:土耳其、伊朗、阿曼、阿富汗都是有古治銅遺址和存在的,而獨獨兩河流域是沒有的,因為以上地區(qū)都有銅礦,只有兩河流域古文明所在地區(qū)沒有銅礦。
這也從另一個角度證明了明文廣記的觀點,在還沒有發(fā)明和廣泛使用車的遠古時代,古人類只可能在銅礦附近進行開采和冶煉,不可能跨越幾百幾千公里以上人工運送銅礦石,到遙遠的地方進行冶煉生產(chǎn)。
一個沒有銅冶煉的地區(qū)和時代,不可能以豐富的青銅作為生產(chǎn)、生活工具,占據(jù)生產(chǎn)生活的主導地位。事實上兩河流域古文明地區(qū)出土的青銅器也是又小又少,而且其實際年代也很可疑。這就說明在西方學者聲稱的兩河流域古文明時代,根本不存在一個以青銅器為生產(chǎn)生活主導地位的兩河流域古文明。按照西方文明的標準,這個古文明就不存在。
對于西方聲稱的銅器起源的西亞地區(qū)的兩河流域、土耳其、伊朗的早期銅器的斷代鑒定,不是用碳14等科學測年方法得出來的,而是用觀察和分析方法得出來的。這種方法主觀性很強,得出的文物年代肯定是不可信的,這也印證了明文廣記關于西方文明斷代方法和結(jié)果的判斷。
摘自《近東地區(qū)冶金術的發(fā)展歷程》
根據(jù)明文廣記關于西方文明、文化層年代的分析,可知西亞、中亞彩陶起源年代、文化層年代情況,詳見明文廣記文章《西方歷史為什么不真實:沒有史官的歷史是如何書寫的?》。
中國彩陶文化從5500年前的仰韶文化開始,一直西傳,3300年前西傳到新疆西部,3000年前傳到中亞費爾干納盆地的楚斯特文化,中亞西亞地區(qū)掌握彩陶技術應在這個時間之后,即公元前1000年之后。
中國彩陶西傳的彩陶之路
西亞中亞掌握燒制彩陶的歷史應該在公元前1000年之后,即不超過3000年。根據(jù)冶煉銅金屬起源該在燒制彩陶之后的觀點,西亞中亞地區(qū)不可能在公元前1000年之前發(fā)明冶金術。進一步推論,西亞中亞地區(qū)掌握冶金術的歷史應該在公元前1000年之后,即不超過3000年。
那么有沒有可能西亞中亞接受中國傳過去的燒陶技術,在此之前也掌握了冶金術呢。冶金是在成熟的燒陶技術基礎之上的產(chǎn)物,如果具備成熟的燒陶技術,又能冶煉金屬,自然也可以燒制出彩陶,二者的時間至少是相當?shù)?。不應該出現(xiàn)已經(jīng)掌握冶煉銅技術,還不燒制彩陶的情況。所以西亞中亞掌握冶金術的歷史就應該是在公元前1000年之后,即不超過3000年。
結(jié)語
西方學者聲稱的兩河流域古文明地區(qū)沒有銅礦,也沒有相應時期的古銅冶煉遺址遺存,所以兩河流域古文明根本不存在一個所謂的青銅文明或青銅時代。
由于銅冶煉的起源必須在高溫密封陶窯及成熟的燒制彩陶技術基礎上產(chǎn)生,中國最早燒制彩陶,也是燒陶技術最先進的地區(qū),銅冶煉活動和銅冶煉技術應該是起源于中國地區(qū)。
根據(jù)彩陶傳播時間和路徑來看,中亞西亞地區(qū)銅冶煉活動不早于公元前1000年,是中國燒制彩陶技術傳播之后的成果。
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