我們穿越吧，回到青銅時代！

文 圖 / 劉薇 劉思然 陳建立

實驗考古使用的銅礦石

20世紀50年代以來，國外冶金考古學者在礦石的開采和加工、金屬冶煉和鑄造、金屬制品的加工和使用等領域進行了大量的實驗考古研究，為解決古代冶金技術、復原古代冶金活動及其組織形式、探討冶金活動與環(huán)境的關系等問題提供了有效途徑。但遺憾的是，目前國內(nèi)開展的冶金實驗考古研究工作較少，高校考古系開展的實驗考古教學工作也不多見。針對這一情況，北京大學考古文博學院于2016年暑期精心組織了青花瓷之青花的繪制、新石器時代房屋搭建和青銅冶鑄三個實驗考古暑期課堂，是實驗考古教學的一次較為創(chuàng)新性的嘗試。其中青銅冶鑄實驗考古課程有來自北京大學、牛津大學、普林斯頓大學、香港中文大學、北京科技大學、武漢大學、吉林大學、中國科技大學、山東大學、社科院考古所等國內(nèi)外高校及科研院所的34名學員參加，取得了良好的教學效果。讓我們穿越吧，通過實驗考古回到青銅時代！

冶金實驗考古流程

冶金考古的研究范疇包括對采礦、冶煉、鑄造、鍛造和金屬制品的使用、流通、廢棄等各環(huán)節(jié)所涉及的遺跡遺物的多學科結合的調(diào)查、發(fā)掘與整理，利用現(xiàn)代分析技術對冶鑄遺物進行檢測，研究采礦、冶煉及金屬器制作方面的技術特點，對組織結構、生產(chǎn)工藝進行判斷和復原，了解其產(chǎn)品特征和數(shù)量，探索產(chǎn)品的社會功能，在更廣泛的范圍內(nèi)討論冶金技術的發(fā)展及交流情況，更深層次地研究冶金技術在人類文明發(fā)展中的作用，并將研究成果應用于文物保護與公眾展示。實驗考古也是冶金考古學研究的重要方法，可以幫助研究者更直觀地體驗古代金屬的生產(chǎn)過程，更好地理解冶金過程中各種遺跡遺物所對應的生產(chǎn)步驟，進而還原古代工匠的技術選擇。同時，實際參與整個金屬生產(chǎn)流程可以幫助田野考古工作者更好地辨認古代冶金相關遺物與遺跡現(xiàn)象，在發(fā)掘過程中更加全面地揭示出古代冶金遺址蘊含的相關信息。

銅礦石和木炭的揀選

前期準備

本次的青銅冶鑄實驗考古，自2016年4月開始就陸續(xù)準備各種實驗所需材料，直至7月31日將全部實驗材料運至北京大學考古文博學院在房山一家工廠內(nèi)的實驗考古基地為止，8月1日正式開始實驗考古教學。

8月1～2日，我們將參與課程的學員分為五組，分別進行礦石燃料準備、耐火材料制備、陶范制作、鼓風設備制備以及科學檢測儀器調(diào)試等相關工作。礦石燃料組主要負責粉碎分揀礦石和木炭，盡量提高銅礦品位，并將木炭粉碎至煉爐能夠使用的合適尺寸。耐火材料組利用一定比例的泥、砂及羼和材料制作坩堝、爐子和鼓風管，其中坩堝為敞口淺腹內(nèi)加熱坩堝，加入稻草與木炭碎屑作為羼和料。制范組利用泥、砂、石蠟、墨魚骨等材料制作預備澆鑄的范。鼓風設備組利用牛皮、羊皮等制作傳統(tǒng)鼓風皮橐，利用木材制作木扇。本次實驗一共制作兩個爐子，一個為直徑30厘米、深度約10厘米的地爐，利用泥砂材料制作爐襯；另一個為豎爐，系就地取土并拌稻草和泥，將泥條盤筑堆壘成饅頭狀，底部直徑約50厘米，向上逐漸收縮，爐口部位直徑約30厘米，爐子高度60厘米。鼓風管用于連接爐子與鼓風設備，制作材料與坩堝類似。儀器監(jiān)測組負責安置熱電偶、紅外測溫儀，并在青銅冶鑄過程中負責記錄加炭和加礦石的時間。學員們根據(jù)自己興趣加入不同的實驗小組，并在熟悉本組作業(yè)的情況下，輪流加入其他小組，從而熟悉整個青銅冶煉準備流程。

圖① 耐火材料組及制作的鼓風管、坩堝、陶范等

圖② 耐火材料組及制作的鼓風管、坩堝、陶范等

圖③ 用牛皮縫制皮橐

圖④ 用牛皮縫制皮橐

圖⑤ 修筑的地爐和利用地爐冶煉場景

圖⑥ 修筑的地爐和利用地爐冶煉場景

修筑的豎爐和利用豎爐冶煉場景

實驗過程

通過材料準備過程，參與課程的學員首先體會了古代冶金活動的復雜性，意識到許多考古資料中很難體現(xiàn)的技術問題，而是否能夠成功解決這些問題卻直接影響著冶金生產(chǎn)的成敗。準備工作完成后，青銅冶鑄便正式開始。自8月2日下午開始的兩天半內(nèi)分別進行了一次地爐冶煉、兩次青銅澆鑄以及兩次豎爐冶煉。其中，第二次青銅器冶鑄過程通過“挖啥呢”微信公眾號在網(wǎng)易直播平臺上進行了直播報道。

使用地爐時，在地爐兩側留出兩個鼓風口，利用皮質(zhì)三通連接兩對皮橐，并將皮橐與鼓風管連接。同時，在地爐兩側安置熱電偶和紅外測溫儀，對地爐溫度進行監(jiān)測。在地爐中首先進行了一次小規(guī)模冶煉實驗。鼓風設備與測溫儀器安置好后，引燃木炭，并將坩堝埋入木炭。兩對皮橐同時開始鼓風，并按一定時間間隔向地爐中加炭，記錄加炭數(shù)量和頻次。待溫度升高后，向坩堝內(nèi)添加銅礦石，繼續(xù)鼓風一段時間后停止鼓風，待冷卻后從坩堝內(nèi)的反應物中成功提取了許多小銅珠。結果證明即使用很簡單的地爐，只要鼓風量足夠，也可將爐料加熱至很高的溫度并成功將銅礦石還原成金屬銅。

利用地爐進行冶煉和鑄造實驗

此后，任課老師與學員們又一道使用同一地爐進行了青銅澆鑄實驗。通過相同的鼓風設備，將地爐加熱同時預熱陶范。爐溫達到熔銅所需溫度時投入銅料，待其完全熔融后將銅液倒入已備好的陶范或墨魚骨型腔中進行澆鑄，待銅液冷卻后打開范，便得到成型的青銅器物。

在熟悉地爐操作后，學員們又繼續(xù)實踐了豎爐冶煉。為增大鼓風量，豎爐預留了三個鼓風口，分別連接了木扇和電鼓風器。爐子周邊插入測溫設備，隨時監(jiān)測爐內(nèi)溫度。在爐子充分預熱后，向內(nèi)添加銅礦石，按照一層木炭一層礦石的順序添加。加炭時間、頻次及數(shù)量需由專人掌控和記錄。兩次豎爐冶煉實驗均順利生產(chǎn)出了金屬銅。

豎爐冶煉出的銅塊

實驗后續(xù)

本次課程的最后一天，任課老師與學員一同對豎爐與地爐進行了解剖，詳細記錄了煉爐內(nèi)不同部位爐料的分布情況、爐壁的燒灼程度以及爐壁周圍土壤顏色變化與燒結情況，對多種冶金遺物以及整個實驗場地的表層土壤進行了取樣，并一起討論如何在考古發(fā)掘中辨認相關遺物與遺跡現(xiàn)象。最后，師生們一道對冶金廢棄物及煉爐進行了掩埋，制造了多個灰坑。這樣下一期參加實驗的學員可以從田野發(fā)掘開始體驗更加完整的冶金考古研究流程。

這次青銅冶鑄實驗成功地完成了預設的任務和目標。爐子、坩堝、鼓風管等耐火材料在冶鑄過程中表現(xiàn)出了較好的耐火性；皮橐、木扇、風箱等鼓風設備的制作也卓有成效，保證了足夠的鼓風量，從而保證了爐溫；測溫設備能夠正確安置、有效讀取和記錄；冶煉澆鑄過程中，對炭和礦石的添加在數(shù)量和時間上的正確掌握，對鼓風量和爐內(nèi)溫度、氣氛的良好控制，都是這次實驗能夠成功的重要因素。同時，也有一些不足和遺憾，如在第二次地爐熔銅時，由于炭量不足、坩堝放置位置偏高、鼓風量不足等原因，導致坩堝內(nèi)銅礦未能完全熔融，無法進行澆鑄。

這次實驗考古教學讓學員們跳脫出書本上的刻板描述，切身體驗了青銅器冶煉與澆鑄的整個過程，了解到了古代匠人的技術選擇、工藝創(chuàng)新及付出的辛勞，深刻認識到了每一個階段和環(huán)節(jié)都會影響到最終的結果，在材料和技術上的任何缺環(huán)或不足都可能導致整個實驗的失敗。它也讓學員們對青銅器注入了更多的感情和敬畏，當打開豎爐，“眾里尋他千百度”，發(fā)現(xiàn)銅顆粒的那一剎那；當火紅的銅液流出，澆入陶范，繼而看到成型器物的那一瞬間，學員們看到的是這一個銅顆粒背后凝聚著的古人的智慧、技藝、汗水、生產(chǎn)體系、社會分工、管理制度乃至當時整個社會的發(fā)展水平。

誠然，這次實驗也存在一些改進的空間。第一，需深化冶金考古理論課。由于學員背景和知識體系不同，對青銅器冶鑄的理論理解參差不齊，理論課的不足導致有些學員對冶鑄過程中的某些環(huán)節(jié)不理解或理解不夠深；第二，需加強各小組之間的交流互通。每個小組在完成本組工作的前提下，同時參與其他小組工作，有利于學員對整個冶鑄工程的了解；第三，需強化實驗總結概括的及時性，應在每天實驗結束時進行討論，及時總結經(jīng)驗和不足。

冶煉結束后解剖的爐子及廢棄平整后的場地

學員學習心得節(jié)選

北京大學盧一：

較為系統(tǒng)地學習了青銅冶煉、鑄造的基本知識與基本流程，這對于學習商周考古的學生，是非常必要的基礎知識。我發(fā)現(xiàn)，在這類動手操作很強的課程中，若單純希望在室內(nèi)的理論課中獲得自己需要的內(nèi)容，是遠遠不夠的，只有在不斷地動手操作、遇到問題、解決問題的過程中，針對問題向老師和學員提問，并進行討論，才能獲得更多的知識，并幫助我們思考整個青銅冶鑄業(yè)的問題。簡言之，多勞、多想、多問，才能學有所得。

了解了爐渣、爐壁等與冶煉、鑄造有關的遺物，在今后的田野調(diào)查和發(fā)掘中，能夠更加準確地辨認出這些與冶鑄有關的指示物。對青銅器背后所代表的生產(chǎn)機構、生產(chǎn)成本（勞力物力支出）、生產(chǎn)組織、重要資源的占有、流通與分配等問題有了更加具體的認識。

青銅的冶鑄，是一項技術門檻很高的手工業(yè)生產(chǎn)門類，并不是各地都可單獨起源的。那么，商周時期，特別是西周時期，各地的銅器，如果有本地鑄造的可能，其本地鑄造的局限也應該很大。我想，日后在面對各地的銅器時，先思考其鑄造背后所需要的技術積累和技術成本，再去思考其本地鑄造的可能，才更合理。

這次的實際操作，讓我迅速了解到，在冶銅、鑄銅的步驟中，不同工序的技術難度是不同的，其所需要的經(jīng)驗也是不同的，這自然會帶來在大規(guī)模生產(chǎn)時，每個工序的生產(chǎn)者，其在生產(chǎn)組織中的地位的不同。而在龐大的生產(chǎn)規(guī)模中，勞動者的分工以及其社會地位，很可能與其所從事的工種的技術難度與所需經(jīng)驗多少直接相關。

我們關注銅器，關注冶鑄，其背后不是簡單的化學反應的過程，而是幾代工匠經(jīng)驗的積累所得，是每一個普通的工匠，付出的最簡單甚至最機械的勞動，而最終實現(xiàn)的。如今，開始逐漸提倡“工匠精神”，但這種工匠精神，遠不是多數(shù)人想象的那么浪漫與閑適，古代手工業(yè)的工匠，更多的，可能是學徒時候的戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，每日簡單的勞動，擔心產(chǎn)品出錯的不安，日復一日重復的流汗甚至流血，我們看到器物之美的時候，更應該看到，在每件器物背后，每一個平凡的人，最簡單，最機械，甚至最心酸的付出。工匠精神，民藝之美，絕非我們憑空想象的那么“美好”。

2016北京大學青銅冶鑄實驗考古人員大合影

南開大學程文博：

縱觀整個青銅冶鑄的實驗過程，分工準備和正式冶煉共5天。尤其是其中碎礦、選礦，搬運、粉碎木炭，制作鼓風陶管、盤筑和維修煉銅豎爐以及熔煉銅礦石過程中，都需要相當大的勞動量的投入。而鼓風皮橐的縫制，木制手推鼓風箱的制作，包括高質(zhì)量陶范的制作都是需要“學有專長”的“技術工人”才能夠勝任的工種。尤為重要的是，各個工種、各道工序能夠有條不紊地開展和配合，需要有經(jīng)驗的領隊帶著明確的實驗目的，執(zhí)行著明確的實驗規(guī)程。以后去博物館觀看青銅器，我會更多思考它從采冶銅礦到鑄器成形，從被埋藏到被發(fā)現(xiàn)，最終陳列在我們面前的一系列環(huán)節(jié)。