伊 寶 江文逸

山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究所

恩格斯認(rèn)為，野蠻高級(jí)階段是“從鐵礦冶煉時(shí)開(kāi)始的”。［1］鐵一旦從礦石中提煉出來(lái)，為人類服務(wù)，生產(chǎn)勞作工具便得到跨越式發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)效率也得到大幅度提高。雖然我國(guó)礦石煉鐵以及后面的煉鋼技術(shù)起步晚于其他國(guó)家，但自從進(jìn)入春秋時(shí)期以來(lái)，冶鐵鑄造技術(shù)飛速發(fā)展，在以往的基礎(chǔ)上深耕，之后陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)獨(dú)特的創(chuàng)造，常領(lǐng)先于世界其他各國(guó)?，F(xiàn)今，從史書(shū)典籍相關(guān)文獻(xiàn)記載中查閱以及實(shí)地勘探考察，借助“三重證法”，對(duì)它們窺探以及深究，不僅可以展現(xiàn)古代人民的冶鐵鑄造技術(shù)，而且其背后的科技內(nèi)涵有著重要意義。

歷來(lái)許多專家學(xué)者研究冶鐵鑄造發(fā)展史多從以下角度切入。其一是冶鐵技術(shù)。楊寬［2］、華覺(jué)明［3］［4］、李約瑟［5］、陳虹利［6］等人在追溯冶鐵技術(shù)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了不同冶鐵技術(shù)呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)，且我國(guó)的冶鐵技術(shù)不同于其他國(guó)家，一定程度上可自成體系。我國(guó)自古以農(nóng)立國(guó)，鐵質(zhì)農(nóng)具的產(chǎn)量及質(zhì)量對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展在某種程度上起到?jīng)Q定性作用，因此流傳了較多與冶鐵技術(shù)相關(guān)的古籍文獻(xiàn)以及各種實(shí)物。其二是冶鐵鼓風(fēng)器。鼓風(fēng)器中的活塞式風(fēng)箱是我國(guó)鼓風(fēng)器史上最為重要的改進(jìn)，同時(shí)近代所用的冶鐵鼓風(fēng)器與其相比，大體上相同，易于實(shí)物考證。戴念祖［7］、黃興［8］、王文芝［9］等學(xué)者對(duì)活塞式風(fēng)箱的扇門(mén)、拉桿數(shù)量和運(yùn)行方式、參與人數(shù)及其站位方式都做了深入研究，挖掘其背后的科學(xué)原理。專家學(xué)者對(duì)冶鐵鑄造發(fā)展大都以史書(shū)典籍為參考進(jìn)行技術(shù)的某種復(fù)原，但是隨著朝代的更迭，陸陸續(xù)續(xù)的學(xué)者對(duì)相關(guān)的史書(shū)典籍不斷地進(jìn)行修改，因此即使復(fù)原成功，也可能與最初的全貌存在偏差。而現(xiàn)存的“百工圖”多半出自民間高超畫(huà)匠之手，對(duì)相關(guān)技術(shù)及其相關(guān)器物尤為了解，運(yùn)用特殊材料，憑借高超的繪畫(huà)技藝和精湛的雕刻技藝復(fù)刻至墻壁上，某種程度上可以作為史書(shū)典籍的補(bǔ)充，進(jìn)行檢驗(yàn)與深究。［10］下文針對(duì)史書(shū)典籍《天工開(kāi)物》與“百工圖”中所共有的冶鐵鑄造技術(shù)進(jìn)行窺探，希望對(duì)古代冶鑄技術(shù)的相關(guān)記載起到補(bǔ)充作用，為研究提供新的思路。

一、“百工圖”壁畫(huà)及其內(nèi)容介紹

廣靈水神堂坐落于山西省大同市廣靈縣壺泉鎮(zhèn)壺山島上，別名豐水神祠，據(jù)清代乾隆年間《廣靈縣志》中記載：“內(nèi)有石井，其水從座下獅口內(nèi)溢。以果物投之，即由山腳下流出……且環(huán)山皆泉，如沸如噴，猶萬(wàn)斛珠璣，隨地而涌……游人登眺頗裕奇觀，書(shū)有豊水神祠。”據(jù)傳，該建筑為朱棣征戰(zhàn)元朝殘留部隊(duì)獲勝后所建，因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)對(duì)當(dāng)?shù)匕傩赵斐蓸O大的傷害，加之廣靈地區(qū)常年降雨稀少，遂建水神堂，賦予祈求風(fēng)調(diào)雨順之意，希望百姓五谷豐登、四季安康，但目前尚無(wú)足夠證據(jù)佐證其真實(shí)性，因此有待進(jìn)一步考察研究。整個(gè)水神堂既有自然景觀，如山水、森林、湖泊、草甸，也有后來(lái)陸續(xù)建立的人文景觀建筑，如靈應(yīng)寶塔、圣母殿、文昌閣、百工社等，借助自然環(huán)境與建筑語(yǔ)言交相映襯，既展現(xiàn)了空間的立體感，又使物體之間聯(lián)系緊密，通過(guò)借助象征意義的物體傳達(dá)其相應(yīng)的意境，體現(xiàn)了我國(guó)古代龐大哲學(xué)思想體系中豐富而獨(dú)特的“物象境意”價(jià)值觀，詮釋了其中蘊(yùn)含的天人合一、尊崇自然的哲學(xué)與自然的交叉觀，以及其地域承載的獨(dú)特的與自然高度融合的人文景觀。［11］

其中百工社是極小的一殿廟宇，與圣母殿毗鄰，建筑為單檐硬山式清代樣式，寬度為8.33 米，深度為7.57 米，殿內(nèi)原本有塑像，后被毀壞，據(jù)老一輩口述，此殿中央曾塑有三尊大像，分別是魯班、老子與孔子，象征工、道、儒三家，每逢農(nóng)歷二月十五日和五月初七，周?chē)そ硜?lái)此祭祀魯班祖師。同時(shí)，作為民間祭祀習(xí)俗，祭祀魯班也有祈求五谷豐登、百業(yè)興旺的象征寓意。殿內(nèi)北壁壁畫(huà)已毀，目前只有東西兩壁完整地保留了40 幅“百工圖”，涉及了40 多種行業(yè)和手藝（有的一幅圖中包含多種工藝）。百工之說(shuō)并無(wú)確鑿來(lái)源，據(jù)《周禮》記載，自西周開(kāi)始，就設(shè)有專門(mén)性的百工管理機(jī)構(gòu)，最高官員為司空，具體管理者為匠師。［12］百工一詞只是一種籠統(tǒng)的概念，泛指民間三教九流之中的一眾手藝與各類行業(yè)，而且在不同朝代當(dāng)中亦有變數(shù)。例如，明代宋應(yīng)星《天工開(kāi)物》中用了上、中、下三篇共18 卷，附圖121 幅，描繪了130 多項(xiàng)工藝技術(shù)，這應(yīng)該是民間“百工圖”的集大成者。在廣靈水神廟百工社的圖像中，與《天工開(kāi)物》中符合的工藝為10 余類之多，而相鄰的河北省蔚縣（舊屬于山西大同府）夏源關(guān)帝廟東西配殿的墻上繪制了64 幅百工圖像，16 幅為一組列于四墻之上，同樣將《天工開(kāi)物》中的多種工藝進(jìn)行了細(xì)致描繪，而且不僅有栩栩如生的畫(huà)面，畫(huà)師還為每幅圖做了文字標(biāo)注，林林總總，不一而足，總共64 行，行行生動(dòng)形象。［13］與廣靈百工社的不同之處是蔚縣的“百工圖”被安排在關(guān)帝廟的配殿兩側(cè)，并不像廣靈水神堂建設(shè)了專門(mén)的場(chǎng)所，除此之外，這兩組“百工圖”大量描繪的則是三教九流中的各行各業(yè)，這些行業(yè)涉及人們的衣、食、住、行諸多方面，完全是民間生活的真實(shí)再現(xiàn)。同時(shí)由于百工圖像是藝術(shù)圖像和科技圖像的結(jié)合產(chǎn)物，看似單純的表現(xiàn)手法和樣式中，既有很強(qiáng)的客觀力量，又有較高的美學(xué)價(jià)值；既重視視覺(jué)的表達(dá)，又強(qiáng)調(diào)文化屬性，這對(duì)我們研究壁畫(huà)中的藝術(shù)非常重要。［14］

水神堂中的“百工圖”壁畫(huà)是整個(gè)建筑群中的精華所在，采用中國(guó)傳統(tǒng)的重彩工筆畫(huà)技法，壁畫(huà)題材融合了三教九流多樣化生活，呈現(xiàn)了諸多清代技藝，內(nèi)容具體而傳神，制作精美，畫(huà)技精湛，色彩搭配豐富、艷麗，構(gòu)圖繁雜有序、點(diǎn)線面分明，體現(xiàn)了融洽、柔和、均勻的美，整個(gè)壁畫(huà)給人展現(xiàn)了清代中期盛世繁華、氣勢(shì)恢宏的世俗生活。雖歷經(jīng)多年戰(zhàn)亂襲擾、風(fēng)雨侵蝕的破壞，部分壁畫(huà)脫落，略顯暗淡陰沉，但仍見(jiàn)其清代大同廣靈地區(qū)的社會(huì)百態(tài)?，F(xiàn)存古代廟宇可謂不計(jì)其數(shù)，但是廟宇中繪制如此大型的“百工圖”的壁畫(huà)極為罕見(jiàn)，壁畫(huà)中展現(xiàn)了大量匠人的高超技藝，使得這座廟宇顯得更加神秘與寶貴，對(duì)研究清代社會(huì)經(jīng)濟(jì)具有重要參考意義，尤其是傳統(tǒng)技藝蘊(yùn)含極高的歷史與藝術(shù)價(jià)值，所以“百工圖”壁畫(huà)在中國(guó)乃至世界繪畫(huà)史上都具有獨(dú)特地位。

“百工圖”中的壁畫(huà)雖然展現(xiàn)了三教九流的各種生活風(fēng)貌，但某種程度上是宗教題材的繪畫(huà)藝術(shù)作品，若深入窺測(cè)其壁畫(huà)中的內(nèi)容，明顯可見(jiàn)其生活風(fēng)貌中蘊(yùn)含豐富的科技內(nèi)涵。其中東西二壁中皆有的《冶鐵鼓風(fēng)圖》就是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平最好的代表之一，它反映了山西自古以來(lái)在冶鐵鑄造技術(shù)上所具有的獨(dú)特技藝，不僅再現(xiàn)了當(dāng)時(shí)有關(guān)冶鐵生產(chǎn)的社會(huì)現(xiàn)實(shí)，而且較為完善地記錄了冶鐵鑄造中科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)明，填補(bǔ)了清代大同廣靈地區(qū)民間冶鐵技術(shù)文化交流許多重要的空白，是我國(guó)冶鐵鑄造史上極為珍貴的圖像資料，在我國(guó)古代科技史料中占據(jù)獨(dú)特的地位，值得后人不遺余力地挖掘。

二、《天工開(kāi)物》中的“冶鐵技藝”與鼓風(fēng)風(fēng)箱工藝剖解

冶鐵鑄造技藝隸屬于《天工開(kāi)物》“五金”章，據(jù)書(shū)中記載：“凡鐵為生、熟，出爐未炒則生，既炒則熟。生熟相合，煉成則鋼。”［15］除此之外，明代方以智也在其著作《物理小識(shí)》中將鐵分為生鐵、熟鐵和鋼，可見(jiàn)明代人們對(duì)冶鐵工藝認(rèn)知非常全面。這些鐵實(shí)質(zhì)上是“鐵碳合金”，最主要的區(qū)別在于含碳量的多少，生鐵含碳量高，熟鐵含碳量低，而鋼一般情況下介于二者之間。［16］

作為最早冶煉生鐵的國(guó)家，柯俊將生鐵冶煉技術(shù)稱為第四大發(fā)明。隨著世人的不斷研究，學(xué)者瑞德曾提出生鐵起源于山西，之后天馬—曲村鑄鐵殘片的發(fā)現(xiàn)，更加證明了瑞德的觀點(diǎn)［17］，可見(jiàn)山西在我國(guó)冶鐵史上具有重要地位，在某種程度上可以將山西地區(qū)作為切入點(diǎn)，加大此地區(qū)史料與實(shí)物的挖掘。生鐵的熔點(diǎn)低于熟鐵，因此冶煉起來(lái)較為便利，據(jù)《天工開(kāi)物》有關(guān)生鐵冶煉的相關(guān)記載，其冶煉流程一般是將浮泥土上面的鐵礦石撿起來(lái)，如果遇到下雨的天氣，還可以將深藏泥土里幾寸深的鐵礦石撿起來(lái)，然后將其淘洗，放入爐中冶煉，經(jīng)過(guò)高溫加熱化為鐵水，若要將其鑄造為所用生鐵，則應(yīng)該將其注入條形或圓形的鑄模里。

熟鐵的冶煉較生鐵更為復(fù)雜，熟鐵與生鐵相比偏軟化，具有良好的延展性，熔點(diǎn)一般在1500℃，對(duì)溫度要求比生鐵苛刻許多。［18］早期由于冶煉設(shè)備存在不足，直接將鐵礦冶煉成熟鐵存在輸送的風(fēng)力太小以及冶煉所需溫度不足的問(wèn)題，導(dǎo)致原料未能充分利用，產(chǎn)量也沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。直到生鐵冶煉技術(shù)掌握之后，通過(guò)高溫加熱等相關(guān)操作冶煉成熟鐵，這與后來(lái)《天工開(kāi)物》中有關(guān)記載存在不謀而合之處。書(shū)中有關(guān)冶煉熟鐵的記載，如：“若造熟鐵，則生鐵流出時(shí)，相連數(shù)尺內(nèi)，低于數(shù)寸，筑一方塘，短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi)，數(shù)人執(zhí)柳木排立墻上，先以污潮泥曬干，舂篩細(xì)羅如面，一人疾手撒滟，眾人柳棍疾攪，即時(shí)炒成熟鐵?！焙?jiǎn)單理解就是將生鐵水流入低于熔爐幾寸的方形塘，然后多人并排站立于一側(cè)的低墻，將之前篩選好的泥面撒入鐵水中，借助手中柳棍迅速攪拌，即刻便成熟鐵。［19］縱觀整個(gè)流程，有幾個(gè)地方值得我們注意。首先，冶煉熟鐵分為兩步走，先冶煉生鐵，然后再冶煉成熟鐵，其間還經(jīng)歷過(guò)“墮子鋼”的過(guò)程，其優(yōu)點(diǎn)便是提高了生產(chǎn)效率，歸結(jié)于煉鐵爐的改進(jìn)。據(jù)史書(shū)記載，正德四年開(kāi)大鑒爐10 座，嘉靖八年以后，每年開(kāi)大鑒爐3 座，可見(jiàn)高大規(guī)格的冶鐵熔爐已經(jīng)開(kāi)始普及。［20］此熔爐可以大量輸送所需空氣，達(dá)到冶煉需要的溫度，而且也能加大爐中鐵礦石與空氣接觸面積充分提煉礦物質(zhì)，燃料也在某種程度上得到節(jié)省，冶煉成本降低。其次，“墮子鋼”在《天工開(kāi)物》中并未作出任何解釋，只知其是圓塘下部小孔流出的。而在之后的“灌鋼”冶煉中記載：“廣南生鐵名墮子生鋼者”，只知其是廣南生產(chǎn)的，而后楊寬先生在《中國(guó)古代冶鐵技術(shù)開(kāi)發(fā)史》中指出，“墮子鋼”并非鋼，因?yàn)樵阼F水流出冷卻凝固過(guò)程中，無(wú)法提煉出鋼，但卻是冶煉出熟鐵最佳的生鐵原料，某種程度上也可以稱之為“生鋼”，特征是含碳量較高，雜質(zhì)少。［21］可見(jiàn)，宋應(yīng)星將其歸入《五金》“灌鋼”冶煉法中有一定的科學(xué)合理性，雖然不能從含碳的角度去分辨鐵與鋼，但足見(jiàn)宋應(yīng)星對(duì)鋼與鐵之間本質(zhì)屬性的了解。最后，手持柳棍攪動(dòng)的過(guò)程，也是整個(gè)冶煉出熟鐵最為關(guān)鍵的一步，工匠憑借多年的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)爐中鐵礦石的聲音和成色分析。攪動(dòng)的過(guò)程主要是擴(kuò)大鐵水與空氣的接觸面積，使碳與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，祛除其中的碳，以求得到含碳量低的“熟鐵”，而《天工開(kāi)物》所記載的“熟鐵”與現(xiàn)在通常意義上的熟鐵是否一樣，目前尚無(wú)統(tǒng)一的結(jié)論，但是基本都認(rèn)為攪動(dòng)的過(guò)程是將煉鐵爐和炒鋼爐串聯(lián)使用，明代以前都是獨(dú)立的，這樣可以在某種程度上節(jié)省原料，提高生產(chǎn)效率?？偠灾?，這也是明代冶鐵史上一項(xiàng)重要的成就。［22］

《天工開(kāi)物》中記載的皆是活塞式木風(fēng)箱，書(shū)中陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)了20 余幅活塞式木風(fēng)箱，有長(zhǎng)方形的，也有圓筒形的，有單人拉杠，也有雙人拉桿，所呈現(xiàn)的熔爐形狀大小也不同，這主要取決于輸送風(fēng)力的大小。縱觀全書(shū)，卻沒(méi)有任何有關(guān)這種風(fēng)箱的文字表述，這無(wú)疑為后世學(xué)者提供了豐富的思考空間，曾有學(xué)者指出：“活塞風(fēng)箱最早見(jiàn)于明代《天工開(kāi)物》中?！保?3］但是據(jù)目前研究分析，各家學(xué)者眾說(shuō)紛紜，是一個(gè)仍未解決的問(wèn)題，唯一可以確定的是當(dāng)時(shí)已經(jīng)普遍使用，人們對(duì)其構(gòu)造了然于心，而這可以作為宋應(yīng)星對(duì)其不做文字表述的原因。

從《天工開(kāi)物》中的圖像分析，活塞式風(fēng)箱一般由箱體、堵風(fēng)板、推拉桿、出風(fēng)嘴組成，箱體一般是木質(zhì)結(jié)構(gòu)，采用榫卯結(jié)構(gòu)連接而成。做功部件是推拉桿，也可以稱之為活塞。運(yùn)行方式為平動(dòng)型，這樣可以節(jié)省推拉來(lái)回時(shí)間，提高做功效率。作用類型一般有單作用和雙作用兩種，區(qū)分標(biāo)志為通風(fēng)口兩端是否設(shè)有活門(mén)。［24］箱體外部木板上則有兩根豎排的拉桿，把柄將其連接，一前一后將把柄往里外伸縮，調(diào)節(jié)里面的氣壓來(lái)控制通風(fēng)口的活門(mén)和通風(fēng)管的活門(mén)輸送風(fēng)力。如果是單作用型，則只能控制吹風(fēng)口旁的通風(fēng)口。

明清時(shí)期出現(xiàn)的活塞木風(fēng)箱是我國(guó)鼓風(fēng)器史上一次重要的改進(jìn)，也間接促進(jìn)了冶鐵技術(shù)的發(fā)展，在我國(guó)冶鐵史上具有里程碑式的意義。

三、“百工圖”壁畫(huà)中“冶鐵圖像”相關(guān)工藝探析

“百工圖”是一種獨(dú)特的藝術(shù)作品，可以稱之為“活的壁畫(huà)”。因受到當(dāng)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、科技、藝術(shù)的影響，故帶有明顯的經(jīng)世致用的目的。山西因地處呂梁、太行山山脈之間，蘊(yùn)藏大量的鐵礦，很早就得到了開(kāi)發(fā)，關(guān)于人工冶鐵的歷史最早可追溯到戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，目前出土了中國(guó)最早的人工冶鐵制品以及世界上最早的鑄鐵器殘片。［25］漢代全國(guó)49 個(gè)地方設(shè)立鐵官，而山西占其中5 個(gè)，明清全國(guó)設(shè)13 個(gè)冶鐵所，其中5 個(gè)在山西，清代一直保留下來(lái)，可見(jiàn)山西在冶鐵史上的重要地位得到延續(xù)，其經(jīng)營(yíng)范圍輻射北方，滿足了人們生產(chǎn)、生活所需鐵器，［26］這些都在“百工圖”中有明顯的體現(xiàn)，這也讓我們從側(cè)面了解到了清代的冶鐵鑄造技術(shù)狀況。

“百工圖”壁畫(huà)中有一幅關(guān)于鐵器的鑄鐵鋪，位于東壁左邊第三幅（如圖1）。整個(gè)畫(huà)面共出現(xiàn)6 人，1 人手持鐵夾正在夾取熔鐵的橢圓形陶罐坩堝，3 人正在鼓風(fēng)冶鐵，另外兩人從圖中無(wú)法清晰其工作，旁邊有一臺(tái)小型規(guī)模的鼓風(fēng)箱，但根據(jù)其畫(huà)面整體工藝流程推斷圖中的冶鑄技術(shù)應(yīng)是坩堝煉鐵。但此圖中坩堝煉鐵與當(dāng)時(shí)的坩堝存在明顯差別，有待分析。坩堝煉鐵是由我國(guó)古代人民獨(dú)創(chuàng)的冶鑄技術(shù)，有關(guān)坩堝煉鐵最早的文獻(xiàn)是康熙年間的《咸州青州府志》，其講述了山西人如何使用坩堝煉鐵。［27］而“百工圖”所在地正好是山西，但是河南南陽(yáng)市北關(guān)外瓦房莊西漢冶鐵遺址［28］和河北清河鎮(zhèn)西漢初年故城冶鐵遺址［29］的挖掘，證明西漢時(shí)代就已經(jīng)出現(xiàn)此法，至于清代才出現(xiàn)有關(guān)山西坩堝文獻(xiàn)記載，有待進(jìn)一步研究。

整個(gè)畫(huà)面未能詳細(xì)具體地得到熔鐵工藝細(xì)節(jié)，并且與我們所認(rèn)識(shí)的坩堝冶鑄技術(shù)存在一定差異，但根據(jù)畫(huà)面大概全貌，并結(jié)合相關(guān)史書(shū)典籍，我們可以推測(cè)出以下有關(guān)認(rèn)識(shí)。第一，坩堝爐中放置所需的鐵礦，除此之外是否還有其他輔助材料，無(wú)法從圖中得出，爐外的燃料與爐中的鐵礦分離，這與歐洲采用的豎爐有著諸多不同之處，其中最大的不同是加熱方法的不同。第二，設(shè)備簡(jiǎn)單，圖中爐子屬于小型規(guī)模，這根據(jù)其所需冶鑄規(guī)模及技術(shù)要求所決定。爐子后面是三人并排而站的鼓風(fēng)箱，坩堝后底部有通風(fēng)口與風(fēng)箱出風(fēng)口相連。三人同時(shí)操作風(fēng)箱推拉桿在我國(guó)古代并不常見(jiàn)，而出現(xiàn)在這里，并不是其工藝規(guī)模大，對(duì)風(fēng)力有足夠的高要求，而是因整個(gè)過(guò)程處在一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境中，三人同時(shí)鼓風(fēng)可以短時(shí)間提供充足的氧氣，集中促使燃料充分燃燒，其熱量主要是通過(guò)輻射和傳導(dǎo)，這樣減少外部空氣及坩堝爐對(duì)熱量的揮發(fā)，同時(shí)某種程度上也可以避免熱度不均，提高工作效率。然后通過(guò)兩端風(fēng)口相連，以此使坩堝中的鐵礦石迅速熔化。坩堝爐中的燃料是否充分燃燒，可以根據(jù)其焰火的顏色和燃料燃燒的聲音判斷，同時(shí)結(jié)合鼓風(fēng)，三部分共同協(xié)調(diào)，追求最佳的工藝流程。第三，坩堝煉鐵與以往煉鐵法最大不同之處就是真正利用煤煉鐵的技術(shù)。清代，山西煤炭仍屬大同、陽(yáng)泉一帶生產(chǎn)最多。據(jù)史料記載，乾隆六年和七年（公元1741 年和1742 年），山西巡撫喀而吉善曾兩次奏請(qǐng)開(kāi)采大同、朔平（今右玉）一帶煤炭。廣靈的“煨煤”，精膩細(xì)碎，埋爐中日夜不滅，這為當(dāng)?shù)刿釄鍩掕F提供了基本條件，因此有理由相信其所用燃料是煤炭。由于此法提高了冶煉效果，從燃料方面實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新性，經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便，清初其坩堝煉鐵技術(shù)迅速由山西傳入山東、東北和河南地區(qū)［30］，而國(guó)外從中得到靈感，創(chuàng)造出了著名的赫格納斯非高爐煉鐵技術(shù)。［31］總而言之，僅對(duì)“百工圖”中關(guān)于鑄鐵鋪的分析略顯粗糙，至于其真實(shí)面貌，有待日后進(jìn)一步深入研究。

整個(gè)“百工圖”中出現(xiàn)有關(guān)冶鐵的壁畫(huà)數(shù)量為二，分別是東壁左邊第一層第三幅鑄鐵鋪（如圖1）和西壁左邊第二層第三幅鐵匠行（如圖2），若要窺探其冶鐵技術(shù)，僅能選取東壁出現(xiàn)的坩堝煉鐵。若要窺探其風(fēng)箱，這兩幅均出現(xiàn)過(guò)，但是卻存在一定的差異，除此之外，“百工圖”中其他壁畫(huà)中的錫匠行和銀匠行也出現(xiàn)過(guò)風(fēng)箱，可見(jiàn)風(fēng)箱使用范圍較廣。圖中出現(xiàn)的活塞式風(fēng)箱是明代風(fēng)箱的一大進(jìn)步，若將其風(fēng)箱根據(jù)操作人數(shù)進(jìn)行分類，鐵匠行、錫匠行、銀匠行單人操作的為第一類，扇門(mén)上面的拉桿數(shù)量為一。鑄鐵鋪三人操作的為第二類，扇門(mén)上面的拉桿數(shù)量為三。

第一類風(fēng)箱一人手持拉桿一前一后推拉，另一人則配合其風(fēng)箱冶煉或熔化其金屬，畫(huà)面生動(dòng)協(xié)調(diào)，顯示出高超嫻熟的技藝。除此之外，風(fēng)箱旁一側(cè)均有墻體，用墻擋住爐的高溫，鼓風(fēng)人才能在其一旁。第二類風(fēng)箱三人并排站立共同手持拉桿，另一人夾持坩堝熔鐵，據(jù)此推測(cè)其工藝要求之高，需三人分別同時(shí)手拉拉桿才能拉動(dòng)風(fēng)箱。同時(shí)，其風(fēng)箱置于室外，可見(jiàn)其風(fēng)箱爐受外部環(huán)境影響較小，側(cè)面也反映了鼓風(fēng)冶鐵技術(shù)的完善。第一類風(fēng)箱和第二類風(fēng)箱雖存在一定的差別，但總體上其做功方式或構(gòu)造原理一致。首先，手持拉桿一前一后推拉，身體的上半部和下半部都要發(fā)力，機(jī)械做功相互協(xié)調(diào)，某種程度上可以理解為做省力運(yùn)動(dòng)，便于輸送大量空氣，產(chǎn)生更高的排氣量。其次，圖中拉桿運(yùn)行方式都是水平運(yùn)動(dòng)。歷史上除了水平運(yùn)動(dòng)方式外，還有擺動(dòng)式的活塞式風(fēng)箱，且出現(xiàn)時(shí)間早于水平運(yùn)動(dòng)式，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，但是水平運(yùn)動(dòng)相比擺動(dòng)式，鼓風(fēng)速度更高，有利于最大化排氣。最后，其風(fēng)箱都是雙作用型，當(dāng)手持拉桿往外拉時(shí)，空氣從較遠(yuǎn)距離吸進(jìn)去，推進(jìn)時(shí)，空氣從風(fēng)箱附近壓縮進(jìn)去。一拉一推被壓縮的空氣擠壓到另一側(cè)，從其對(duì)面排氣口排出，一來(lái)一回完成兩次鼓風(fēng)，提高了鼓風(fēng)效率。傳統(tǒng)活塞式風(fēng)箱其構(gòu)造巧妙，體現(xiàn)了較高技術(shù)水平，對(duì)我國(guó)后期冶金技術(shù)的進(jìn)步起到關(guān)鍵作用。

圖1 鑄鐵鋪

圖2 鐵匠行

四、“百工圖”與《天工開(kāi)物》冶鑄圖像對(duì)比

乾隆《四庫(kù)》編修之后，《天工開(kāi)物》被迫退出刊印流通并消失，直至民國(guó)之前一直是此書(shū)的斷檔期，雖后由日本回流并漸入熱門(mén)，然其中關(guān)于清代中后期的空白一直沒(méi)有填補(bǔ)，這一時(shí)期相關(guān)研究文獻(xiàn)幾乎沒(méi)有，而“百工圖”壁畫(huà)成為乾隆之后最佳的造物圖像載體，其呈現(xiàn)了冶鐵鑄造相關(guān)的圖景，對(duì)比《天工開(kāi)物》有以下兩方面認(rèn)識(shí)。

冶鐵技藝部分，“百工圖”采用的是坩堝煉鐵，而《天工開(kāi)物》對(duì)此并沒(méi)有相關(guān)的任何介紹，有關(guān)坩堝煉鐵技術(shù)最早記載的文獻(xiàn)是康熙年間的《顏山雜記》［32］，目前對(duì)于坩堝煉鐵的源流存在多種看法，并沒(méi)有形成一致的意見(jiàn)，但是某種程度上可以理解為坩堝煉鐵技術(shù)為《天工開(kāi)物》中冶鐵技術(shù)在清代的一種發(fā)展與補(bǔ)充?！鞍俟D”和《天工開(kāi)物》關(guān)于冶鐵都采用煤作為原料，多人協(xié)作共同完成冶鐵流程，極大地促進(jìn)了冶鐵技術(shù)的發(fā)展。

風(fēng)箱部分都是采用活塞式木風(fēng)箱，箱體構(gòu)造都采用了長(zhǎng)方形，運(yùn)行方式都是平動(dòng)型，作用方式都有雙作用型。風(fēng)箱旁一側(cè)均有墻體，這與《天工開(kāi)物》記載的“風(fēng)箱安置墻背，合兩三人力，帶拽透管通風(fēng)。用墻以抵炎熱，鼓鞲之人方克安身”原理一致?！鞍俟D”中第一類風(fēng)箱出現(xiàn)在《天工開(kāi)物》中較多，除了《五金》中“熔銀”法和“灌鋼”冶煉法中出現(xiàn)兩人共拉風(fēng)箱外，《天工開(kāi)物》中的風(fēng)箱基本都是單人操作式。而第二類風(fēng)箱在《天工開(kāi)物》中未出現(xiàn)，可見(jiàn)三人拉桿的風(fēng)箱為清代活塞式風(fēng)箱的一大進(jìn)步，這極大地促進(jìn)了封建社會(huì)后期冶鐵技術(shù)的革新。

五、結(jié)語(yǔ)

廣靈水神堂“百工圖”作為獨(dú)立而又龐大的壁畫(huà)體系，真實(shí)地還原了廣靈地區(qū)的商業(yè)貿(mào)易、工藝技術(shù)，是當(dāng)時(shí)百姓社會(huì)生活的真實(shí)寫(xiě)照，不僅具有濃厚的世俗生活氣息和獨(dú)特的民間技藝價(jià)值，而且是我們研究廣靈地區(qū)社會(huì)生活、風(fēng)土人情、冶鐵科學(xué)、機(jī)械科學(xué)的重要參考。這些方面的圖像取材于社會(huì)生活，反映了清代廣靈地區(qū)社會(huì)的科技進(jìn)步，但是在某種程度上又超過(guò)社會(huì)生產(chǎn)力，是對(duì)社會(huì)生活進(jìn)行了藝術(shù)化的加工。它翔實(shí)而具體地表現(xiàn)了冶鐵鑄造場(chǎng)景，具有高度的藝術(shù)觀賞性，表現(xiàn)出整個(gè)冶鐵鑄造自然與人的和諧氛圍。整個(gè)冶鐵鑄造場(chǎng)景對(duì)我們認(rèn)識(shí)清代的社會(huì)風(fēng)貌和冶鐵技術(shù)具有參考價(jià)值，也彌補(bǔ)了清代時(shí)期冶鐵鑄造技術(shù)文獻(xiàn)的不足，為中國(guó)古代冶鐵技術(shù)發(fā)展提供了珍貴的圖像資料。通過(guò)廣靈“百工圖”來(lái)解讀清代冶鐵鑄造技藝的繁榮，試圖進(jìn)行多角度、多學(xué)科的試探性研究，以求全景式、多維度展示廣靈水神堂“百工圖”壁畫(huà)藝術(shù)，側(cè)面再現(xiàn)其逝去的傳統(tǒng)技藝，在傳承文明的演進(jìn)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。