§14冶鐵技術的發展

§14冶鐵技術的發展(1/3)

鐵的發明與使用，為改進勞動工具創造了條件。自從有了鐵，才大大改進了農具和手工工具的質量，並為當時生產力的發展，提供了嶄新的手段。當然，鐵的產生還為戰爭提供了更加銳利的兵器，促進了軍事技術的發展。

世界上最早發明冶鐵術的是位於現今土耳其的赫梯（西台|喜台）人，距離現在約3300年到3500年。赫梯人在冶鐵方麵頗具名氣，是西亞地區最早發明冶鐵術和使用鐵器的國家，赫梯王把鐵視為專利，不許外傳，以至鐵貴如黃金，其價格竟是黃銅的60倍。赫梯的鐵兵器曾使埃及等國為之膽寒。赫梯人打擊敵人最有效的武器是戰車；在戰場上，他們驅趕披著鐵甲的馬拉戰車衝鋒陷陣，所向披靡，使來敵聞風喪膽。

直到前1180年左右赫梯滅亡之後，赫梯鐵匠散落各地，才將冶鐵技術擴散開來，前800年左右傳至印度，前600年左右傳至中國。

與煉銅一樣，中國冶鐵技術的發明亦晚於其他一些古文明發達的國家和地區。埃及大約在公元前1000年左右開始進入鐵器時代，美索不達米亞地區大約在公元前1200年左右開始進入鐵器時代，愛琴海地區大約在公元前1000年左右開始進入鐵器時代，印度大約在公元前800年左右開始進入鐵器時代，而中國則是在公元前600～500年左右開始煉鐵的。但是，中國不似其他國家和地區，經曆了一個漫長的塊煉法冶鐵時期，而是很快發明了生鐵冶鑄技術和生鐵柔化技術，因此後來居上，很快躍居世界冶鐵事業的前列，並長期居於世界領先的地位。曆史上中國的鋼鐵除輸往鄰近國家外，還曾遠銷古羅馬和西南亞。

河南鄭州古滎鎮漢代冶鐵高爐遺址中的一號高爐，是我國最早的結構先進的高爐。

我國約在春秋中期就掌握了冶鐵技術；不遲於春秋晚期即能煉成鑄鐵（也叫生鐵）。我國煉鐵技術突飛猛進的首要原因，是在世界上最早采用了高爐煉鐵。

我國冶鐵的高爐是由煉銅的豎爐發展而來的。春秋時代，我國已經比較廣泛地用豎爐煉銅了。在湖北大冶地區發現的春秋時代三座煉銅豎爐，複原後其結構特點與煉鐵用的高爐十分相似。

春秋末和戰國初年，冶鐵業還主要集中在幾個地區，而在戰國中後期，冶鐵業則已在十分廣大的地區普遍建立起來，成為手工業最重要的部門之一，其生產規模也大為擴大。如山東臨淄的齊國故都冶鐵遺址的麵積達40餘萬平方米。這時出現了許多著名的冶鐵手工業中心，如宛（今河南南陽）、鄧（今河南孟縣東南）、邯鄲等等，出現了魏國的孔氏、趙國的卓氏、齊國的程鄭等一批因冶鐵致富的大鐵商。鐵器的使用推廣到社會生活的許多方麵。

戰國時期，高爐有了發展，冶鑄技術也有了進步，發明了可以重複使用的鐵範。鐵範的出現，是鐵器鑄造工藝的一次革命，它大大提高了鑄鐵生產效率和製造工藝。西安出土的戰國鐵鏟，厚度僅1～2厘米，外形細致端正，壁薄；同地出土的戰國鐵鏵尖，外形工整細致；鹹陽秦都遺址出土的小鐵刀，寬僅1.2厘米，製作精美；而臨　童秦始皇陵出土的一枚鐵權，重達32公斤。這些，均顯示出當時鑄鐵技術已達到一定水平。除了高爐煉鐵外，在西漢時期，還發現了坩堝煉鐵技術。此時煉鐵動力方麵最大的進步是鼓風動力的改進，此時還出現了水排鼓風，這不僅提高了鼓風能力，也大大降低了成本，因而長期被冶鐵工業所沿用。

冶鐵技術在秦漢時期得到進一步發展，高爐煉鐵已成為一種經濟而有效的煉鐵方法，此時期，高爐煉鐵的築爐技術達到了較高的水平，其次高爐煉鐵所用原料大部分已經進行了加工等，

漢代是中國古代冶鐵技術發展最完備的時期。古代冶鐵所具備的技術在漢代400多年間已基本實現。

漢代冶鐵業冶煉場所大，煉爐體積大，出現了規模巨大、分成各個作業區、占地麵積達數萬平方米的冶鐵作坊。韓城芝川漢代冶鐵遺址占地麵積42486米2，爐渣堆積的厚度達2米多，可見當時冶鐵規模相當可觀。根據目前的考古發現，漢代的冶鐵高爐遺址，在河南、江蘇、北京以及新疆等地多次被發

現，其中結構最先進的一座是河南鄭州古滎鎮一號高爐。經過複原，高爐爐體高4.5米，為橢圓形，這種爐體結構能克服風力吹不到中心的困難。高爐下部的爐牆向外傾斜，形成62度的爐腹角，從而使邊緣的爐料與煤氣能夠有相當充分的接觸。全爐可能有4個風口，用4個皮風囊鼓風。這座高爐的容積約44立方米，日產量約0.5噸到1噸。在約2000年前，我國的高爐就已具有如此先進的結構，實在是一項傑出的成就。這在當時世界上是其他國家望塵莫及的。

生鐵的最大特點是其可鑄性，故又稱鑄鐵。但生鐵含碳量高，一般都在2％以上，往往又含有硫、磷等雜質，因而性脆，韌度低，直接鑄造出來的農具、工具和兵器，使用時容易斷裂。為了彌補這一缺陷，我們的祖先在戰國時期又發明了鑄鐵柔化術。到西漢時期，鑄鐵柔化術得到應用。這種柔化術是在高溫下將白口鐵坯件進行脫碳處理或韌化處理，使鐵變軟。陝西出土的漢代鐵鏵和鐴土都屬於經過這種柔化處理的鑄鐵。同時，隨著爐溫的升高和熔鑄技術的改造，已能生產灰口鑄鐵和球墨鑄鐵，用來鑄造車用軸承等機械構件。

鑄鐵柔化術的發明，在冶金史上是一項具有劃時代意義的成就。它大大加快了鐵器取代銅器的曆史進程，有力地促進了社會生產力的發展，使中國社會邁入一個新的發展時期。

西漢之後，冶鐵術再未獲得重大進展。其後冶鐵業的發展更主要的表現於量的增加而不是質的變化。到明代陝西漢中一帶出現了有工人數千的煉鐵廠，這些廠的高爐高達6米，其鼓風用的大風箱需6人同時操作才能拽動；熔劑除石灰石外，還使用螢石，而且在裝料上還使用了機械。這些措施不僅大大減輕了工人的勞動強度，而且提高了鐵的產量和質量。漢中與四川、河北遵化、廣東佛山並稱全國四大產鐵地，其冶鐵技術在全國亦屬先進水平。

明清後期，礦冶政策常常變更，限製了冶鐵術的進一步發展。值得一提的是，大約在明代時，出現了從生鐵到熟鐵的連續生產工藝。據《天工開物》記載，這項技術是把煉鐵爐與炒鐵爐串聯在一起，讓由煉鐵爐煉出的生鐵液流入炒鐵爐，用柳木棍急攪，使生鐵液中的碳份氧化，而成熟鐵。這種連續生產的工藝，已初具組合化生產的係統思想，既提高了生產效率，又減少了能耗，是冶鐵技術的又一重大突破。到民國時期，“洋鋼”傾銷，完全抑製了土法煉鐵技術的發展。陝西僅漢中地區有少數小鐵廠用土高爐煉鐵，消耗高，產量低，處於極其落後的狀態。

地圖的繪製

在史前時代，古人就知道用符號來記載或說明自己生活的環境、走過的路線等。現在保存下來的最古老的地圖是公元前27世紀蘇美爾人繪製的地圖。刻劃在陶片上的巴比倫地圖大約是公元前25世紀的遺物。這些圖中已表示出城市、河流和山脈。其次是大約公元前11世紀埃及人繪製的彩色金礦圖，它是畫在展平了的紙草葉片上的。這些地圖反映出原始公社時代的人在從事漁獵、采掘等生產活動中已經有了對地圖的需要。

地圖的發明與使用有著悠久的曆史。據有關資料介紹，希臘人在公元前6世紀時已有了地圖。例如希羅多德的記錄說：公元前504年，阿裏斯塔戈拉斯向斯巴達王克留門尼斯展示了“一塊青銅碑，上麵刻著全世界的海洋環流、陸地和江河”。

目前最古老的世界地圖，可能是大英博物館內的一張年代約為公元前500年的泥板世界地圖。在這幅地圖上，巴比倫居於中央，全世界都環繞在周圍。

從近代發現的太平洋海島原始部落用木柱製作的海島圖，用柳條、貝殼編綴的海道圖，以及愛斯基摩人草繪的海港圖，證明原始地圖可能都是一些示意的模型地圖，起著確定位置，辨識方向的作用。

留存至今的古地圖還有公元前1500年繪製的《尼普爾城邑圖》，它存於由美國賓州大學於19世紀末在尼普爾遺址(今伊拉克的尼法爾)發掘出土的泥片中(如圖01-02)。圖的中心是用蘇　美爾文標注的尼普爾城的名稱，西南部有幼發拉底河，西北為嫩比爾杜渠，城中渠將尼普爾　分成東西兩半，三

麵都有城牆，東麵由於泥板缺損不可知。城牆上都繪有城門並有名稱注記　，城牆外北麵和南麵均有護城壕溝並有名稱標注，西麵有幼發拉底河作為屏障。城中繪有神　廟、公園，但對居住區沒有表示。該圖比例尺大約為1∶12萬。

留存有實物的還有古埃及人於公元前1330～前1317年在蘆葦上繪製的金礦山圖。

我國關於地圖的記載和傳說可以追溯到4000年前，《左傳》上就記載有夏代的《九鼎圖　》。古經《周易》有“河圖”的記載，還有“洛書圖”，表明我國圖書之起源。傳世文獻《周　禮》中有17處關於圖的記載，圖又與周官中14種官職相關聯，如“天官塚宰.司書”“掌邦中之版，土地之圖”；“地官司徒.大司徒”“掌建邦之土地之圖，與其人民之數以佐王　安　撫邦國。以天下土地之圖，周知九州之地域，廣輪之數，辨其山林川澤丘陵墳衍原隰之名　物　，而辨其邦國都鄙之數，製其畿疆而溝封之，設其社稷之而樹之田主”；“地官司徒　.小司徒”“凡民訟，以地比正之，地訟，以圖正之”；“地官司徒.土訓”“掌通地圖，以　詔地事”；“春官宗伯.塚人”“掌公墓之地，辨其兆域而為之圖”；“夏官司馬.司險　”　“掌九州之圖，以周知其山林川澤之阻，而達其道路”；“夏官司馬.職方氏”“掌天下　之　圖，以掌天下之地，辨其邦國都鄙，四夷八蠻、七閩八貉、五戎六狄之人民，與其財用，九　穀六畜之數要”。

1954年6月，我國考古工作者在江蘇丹徒縣煙墩山出土的西周初青銅器“　宜侯矢”底內刻鑄的120字銘文有兩處談到地圖，即“武王、成王伐商圖”和“東國圖　”。該　文記載周康王根據這兩幅地圖到了宜地，舉行納土封侯的冊命儀式。曰：“唯四月辰在丁未　，王者武王遂省、成王伐商圖，遂省東或(國)圖。王立(位)於宜，內(納)土，南鄉(向)。王　令虞侯曰：‘繇，侯於宜。’”據考證，該圖成於公元前1027年或稍晚。這些記載足以說明　，我國西周時期已有土地圖、軍事圖、政區圖等多種地圖，並在戰爭、行管、交通、稅　賦　、工程等多方麵得到應用。這些地圖顯然已經脫離了原始地圖的階段，具有了確切的科學概念。

中國在戰國時期（公元前　475—前　221），地圖的繪製已達到較高的水平。

當時的軍事地圖內容包括有“轘轅之險，濫車之水，名山、通穀、經川、陵陸、丘阜之所在，苴草、林木、蒲葦之所茂，道裏之遠近，城郭之大小，名邑、廢邑、困殖之地”，由此可知地圖已有方位、距離和比例尺的製定。劉邦初入鹹陽，蕭何即收秦律令圖書，劉邦因而得以“具知天下厄塞，戶口多少，強弱之處”。1973年長沙馬王堆三號漢墓出土了西漢初年繪在帛上的三幅地圖，它們是地形圖、駐軍圖和城邑圖，其繪製技術已相當熟練。

公元　150年，亞曆山大城的學者托勒密出版了《地理學》一書，成為繪製世界地圖的指南。此書後來傳到了意大利，於　1406年譯成了拉丁文。雖然托勒密在許多細節上都是錯誤的，但是他堅持製圖要有科學基礎這一點，卻導致了科學的複興。

到　16世紀，已出現了為海上航行而繪製印刷的海圖。但在這以前，在意大利製圖學家的幫助下，葡萄牙人已開始探險，並繪製了非洲東海岸的地圖。

1512年，麥卡托發明了一種繪製地圖的投影技術。用這種方法繪製的地圖，不管是哪個方向的直線，都有圓弧形的走向。這種投影法是在平麵上表示地球的球形的最適用的方法。但當1569年用麥卡托投影法繪製的地圖出版時，卻有一些人對地圖的科學性持懷疑態度。直到　1694年，當時任海軍司令的納布勞爵士曾說過：“我可以叫所有的領航員在航海時都不用脫離實際的

平麵海圖而用根據航海情況繪製的麥卡托海圖，可是要說服任何一個老領航員都很不容易..”

16世紀和　17世紀，奧特科烏斯和布勞收集了許多地圖，並於1605年出版了一個大型地圖冊。這個地圖冊分為11卷，有600幅地圖，是當時最昂貴的書。

（本章完）