什么是实验考古?
据主持此次冶铁考古实验的四川大学历史文化学院副院长李映福介绍,实验考古作为当今考古学研究中越来越重要的一种研究方法,通俗地说,就是通过出土材料、文献记载等已知信息,对古代的技术、行为等进行复原,在实践的过程中获取对古代技术、行为等更全面、更细致入微的认知。
“蜀卓氏之先,赵人也,用铁冶富。秦破赵,迁卓氏。……致之临邛,大喜,即铁山鼓铸,运筹策,倾滇蜀之民,富至僮千人。”这是临邛冶铁业在《史记·货殖列传》中留下的浓墨重彩的一笔。卓氏,即卓文君家族。12月8日晨,邛窑考古遗址公园内,熊熊的炼铁炉火,仿佛带着21世纪的成都人“穿越”回临邛汉代冶铁场景。这是由四川大学历史文化学院、成都文物考古研究院、邛崃市人民政府共同主办的汉代冶铁实验考古活动,下午2时许,冶铁炉中喷涌出沸腾的火红的铁水,宣告此次实验成功。
“据悉,此次活动是我国,甚至于世界范围首次开展的基于考古发现的汉代生铁冶炼复原实验,是校地合作推动文化遗产保护与利用,让文物活起来的重要实践。希望通过国际冶铁实验考古研习营活动,将古临邛铁文化打造为天府文化的一张靓丽名片推向世界。”四川大学副校长晏世经表示。
“成都在实验考古方面,迈出了全国领先的一步。”现场见证实验全过程的原中国社会科学院考古研究所副所长、德国考古研究院院士白云翔说。
“此次举办的冶铁实验考古,对我们研究作为生产力要素的临邛铁工业在天府文化形成与发展中的影响具有重要意义。”邛崃市相关负责人表示,下一步,将在邛窑考古遗址公园建设集冶铁考古研究、冶铁复原实验、传统冶铁技术再利用与活态展示为一体的国际冶铁实验考古研习营,使公众能全方位、沉浸式地体验汉代临邛的冶铁技术和冶铁文化。成都晚报记者 汪兰
揭秘
临邛汉代冶铁技术是如何复原成功的?
宽阔而宁静的南河在邛崃古城边徐徐流淌,8日上午,当记者抵达与邛崃城区隔河相望的邛窑考古遗址公园,熊熊的炼铁炉火已经燃烧起来了,临邛汉代冶铁技术如何才能复原成功?带着疑问和好奇,记者全程见证并为读者一一揭秘。
炼炉 以古石山遗址的汉代炼铁炉为原型 按二分之一比例复制而成
“中国古代液态冶铁技术在世界上是非常辉煌、独一无二的。”原中国社会科学院考古研究所副所长、德国考古研究院院士白云翔研究员告诉成都晚报记者,“考古学家和历史学家依靠文献材料,经过科学分析,已经从理论上推导出了古代钢铁是怎样冶炼的。但事实上是不是这样?用了多少矿、多少木炭?达到多高的温度?都需要实验验证。另外,实物、科学分析报告,很难把冶铁过程具体化,通过实验考古,能够把古代炼铁的工艺流程具体化。它是活态的,直观、具象,对于普通民众来说更易于接受。说得很多,大家不一定懂,但是一看就知道了。”
白云翔介绍,世界上最早发明冶铁技术的区域是西亚,他们的冶铁方法叫做海绵法,也叫快炼法,西亚人将铁矿和木炭烧制到一起,通过锻造除去渣滓。而中国古代的液态冶铁技术,是在青铜冶炼技术的基础上发明创造的,这种中国独有的冶铁技术更适合大规模地生产铁器。“早在距今2600年前,中国已经有了冶铁技术,到了距今2500年以后,中国的冶铁技术就成熟了。秦灭蜀之后,将中原的一些大家族迁移到了蜀地,其中就包括掌握了冶铁技术的卓氏家族,他们在向西南迁移的过程中,看到临邛有丰富的矿产资源、森林资源,水利资源,就留了下来,他们将中原的冶铁技术带到了临邛,使得临邛逐渐成为蜀地、甚至整个中国大西南的钢铁产业中心。”白云翔说。
近年来,考古工作者在古临邛境内的邛崃、蒲江等地发现了大量汉代冶铁遗迹和遗物,在铁牛村、古石山、许鞋匾等冶铁遗址内均发现有耐火砖、炼渣、铁矿等,古石山遗址更是发现了一座中国南方地区迄今为止保存最为完整的汉代炼铁炉,也就是此次复原炼铁炉的原型。据介绍,此次实验的炼铁炉,是依照从蒲江古石山考古遗址出土的汉代炼铁炉,以二分之一的比例复制的。实验用的铁矿与木炭的比例,均参照考古发掘与文献资料复原。
燃料 现场混合配制 每次添加都要记时计重
天色阴沉,寒风中夹杂着丝丝细雨,一间两面开敞的简陋工棚里却温暖如春,10多位身着灰色或蓝色帆布工装的老师和学生正忙得不亦乐乎。棚屋的一角,白色的布袋里满满地装着一捆捆黑黢黢的杠炭,杠碳是青杠树烧制的优质木炭,在古临邛境内发现的冶铁遗址,曾经发现过这样的杠炭,说明它曾是古代冶铁的重要燃料。只见几个志愿者围成一团,将杠炭敲成碎块,放到天平上称重后,分成小份,分别盛放。
七八个志愿者围拢在一块,很认真地敲击铁矿石,直到将铁矿石砸得粉碎,以便于充分地混合、燃烧。铁矿石被按照一定的比例,与铁粉和石灰混合在一起,也分为小份,石灰的作用是助燃。这些志愿者都是学生。除了四川大学的学生外,大多数志愿者来自外地,研三的严弼宸来自北京科技大学,他是科技史专业的学生。研一的杜冠博来自安徽大学,他所学的专业就是冶金考古。今年11月8日,成都文物考古研究院面向全世界撒下“英雄帖”,招募志愿者参与此次冶铁实验,收到200多份简历,最后选拔了8名志愿者参加,这也是成都文物考古研究院首次大规模招募志愿者参与公众考古。
在冶铁实验现场,每隔几分钟,戴着口罩、帽子,全副武装的志愿者就爬上铁梯,用铁簸箕从开敞的炉顶倒进一份一份配制好的铁矿石和燃料,熊熊火焰在炉顶升腾跳跃。每添加一次,志愿者会在墙壁上做上记录:时间、重量、添加总量。来自国内外的学者站在白板前,关注、计算着这些数据。来自中国社会科学院考古研究所的施劲松研究员认为,这是一次科学实验,留下的数据甚至比实验结果更为重要。
实验 一年之内建立基地 8个小时终于宣告成功
用于此次实验的炼铁炉位于工棚正中,高1.8米,比烧水的锅炉略大,用耐火泥敷成,模样像一只方鼎。据成都文物考古研究院馆员马春燕介绍,炼铁炉的“内胆”像一只花瓶,有宽阔的炉腹,拳头大小的底部通向炉嘴,在炼铁炉的背面腰部,有一只鼓风机,呼呼地将炉火吹得很旺。从日本赶来的村上恭通教授,从早上6点起就开始在炉前忙碌了,他是日本爱媛大学东亚古代铁文化研究中心主任,世界著名的冶铁考古研究专家。他曾在亚洲地区做了几十年冶金考古的调查和发掘工作,足迹遍及土耳其、哈萨克斯坦、俄罗斯、韩国和中国的成都邛崃,也曾在日本进行过多次古法炼铁复原实验,具有丰富的古法冶铁经验。
“邛窑考古遗址公园是一座陶瓷考古遗址公园,但对于邛崃来讲,更为重要的是冶铁,一年前,村上教授曾和我探讨能不能在邛崃做一些铁器方面的工作,令他吃惊的是,一年之内,这么快的速度,我们就建立了这样一个冶金考古的实验基地,他感到非常震惊。”此次汉代冶铁实验考古活动负责人李映福说。村上恭通带着他的学生们,随时用铁棍将炼铁炉底部的炉嘴疏通,鼓风机吹得火星从炉嘴里喷溅出来。铁棍掏几次,就被炉火烧得通红变了形,于是需要不时用铁锤将其重新敲打成型。
燃烧后的碳渣不时从炼铁炉底部“漏”出来。中午11时许,从炉嘴里掏出一块块烧得通红的火块,冷却后,变得黑乎乎的,表面有一层褐色的看上去像糖浆一样的东西,却也是坚硬如铁。村上恭通说,这并不是铁块,而是混合了铁的碳渣。中午,工作人员和志愿者们都没有休息,守候在炼铁炉前,村上恭通说,大概在下午2点到3点之间,会出铁渣,那个时候,也许会有铁水涌出。能不能炼出铁水,此时仍是未知数。
“村上教授是昨晚到的,我安慰他说,这是第一次实验,哪怕炼不出铁来也没关系。他说,不行,一定要炼出铁来,一定要成功。”李映福说。“如果炼不出铁水,就说明我们还未完全掌握古代的炼铁技术。这也正是实验考古的意义所在。”施劲松说。
铁的液化需要达到1300℃高温。下午将近2时许,距开炉炼铁已经过去近8个小时,整座炼铁炉热腾腾冒着白烟。村上恭通教授把塞住炉嘴的碳渣掏开,一股像岩浆一样的红色液体从炉嘴里缓缓流淌出来,一路冒着火焰,淌进事先挖好的泥坑里,啪啪冒着泡,渐渐的,表面变成黑色,凝固下来。过了一会儿,志愿者将凝固的“岩浆”敲碎,投掷进盛了水的桶里,桶中的水立即沸腾起来,顷刻之间化为白烟。在场的志愿者、专家学者同时爆发出热烈的掌声。临邛汉代冶铁实验宣告成功。
成都晚报记者 汪兰 摄影 田宇
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