世界古代中期科技史-第4章
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陶管和陶质玩具，红砖也普遍用于房屋建筑。爱琴地区的克里特岛出土
的公元前16世纪的陶器上，画有海星的形象。希腊人进入这一地区后继
承了这个地区制陶的传统。他们烧制的各种几何图案的精致的陶器和绘
有形象优美生动的图画的陶瓶，是杰出的艺术珍品。
埃及人对世界的另一大贡献是掌握了制造玻璃的技术。约在公元前
16世纪，埃及已大规模地生产玻璃了，到公元前15世纪中叶，制造玻璃
的工艺已达到很高的水平。从亚历山大城和开罗之间的玻璃作坊遗址仍
可看出当时制造玻璃的整个工艺过程。那时已经能够制造出紫、黑、蓝、
绿、黄和乳白等各种颜色的玻璃，说明已经知道在烧制中加入不同金属
的氧化物以得到不同的颜色。不过当时的玻璃还不很透明，说明制造技
术还处在初级阶段。他们最初制出玻璃珠、玻璃管等装饰物，后来就制
成玻璃杯、花瓶、香水瓶以及各种日用品。制造玻璃的技术也由埃及逐
渐传到邻近的西南亚各国，在公元前又传到希腊、罗马。
罗马人进一步改革了玻璃技术，用熔炉代替烧锅提高了熔炼温度，
并使用吹管吹制出各种美观别致的器形；他们还掌握了借添加剂制造各
种彩色玻璃的技术，甚至制成了内外层颜色不同、雕刻有葡萄和常青藤
状花边的夹层玻璃花瓶。
关于中国制造玻璃的起源，早年有“外来”的说法，即认为是从中
近东和欧洲传入的。本世纪30年代以来大量商周时期玻璃实物的出土，
为中国“玻璃自创”的论点提供了确凿的证据。出土的玻璃制品主要有
玻璃珠、玻璃管等饰物，颜色有绿、浅绿、蓝、浅蓝、粉紫、白等，主
要分布在宝鸡、岐山、扶风、泮西、陕县、洛阳一线，湖北随县曾侯乙
墓也有大量玻璃珠出土。这些史实说明，中国从殷周之交到春秋战国时
期，在黄河中下游和江汉地区都曾制造玻璃。特别是经科学检验，发现
中国古代的玻璃属于铅钡玻璃，而不是西方的钠钙玻璃，更说明中国有
自己的玻璃体系。中国的玻璃发源于商代的青铜冶炼和青釉瓷器的烧
制。郑州出土的一件商代青釉瓷器，表面上有厚而透明的五块玻璃釉，
玻璃的烧制很可能是受到类似现象的启发而发现的。
（2）金、银、铅、锡和青铜冶炼技术
奴隶制社会在技术上的最大成就，就是冶金的发明。在自然界中，
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金、银、铜这三种金属可以有单体存在，所以早在原始社会就被人们发
现和使用了。金闪亮发黄，银洁白而有光辉，它们不易被氧化，有较好
的化学稳定性；金银比重较大而硬度不高，容易刻划上纹痕，具有很高
的延展性。正因为具有这些性质，加之在自然界里存量较少，所以被当
作贵金属，用于充当货币和加工成珍贵的装饰品。埃及人在公元前3000
年已掌握了镀金、包金、镶金错银技术，并会将金银拉成细丝用来刺绣。
中国在商代以前已出现了金沙淘洗加工技术，西周时已有了在铜
矛、矛柄和车衡二端包以极薄金片的包金技术。春秋战国时期又出现了
“鎏金”技术，春秋后期还产生了在器物表面嵌入金银丝的“金银错”
工艺。
天然纯铜（红铜）在自然界里较易拣到。它能发出灿烂的光辉，用
锤击敲打的办法就可制成各种形状的器皿和装饰品。人们还发现，红铜
可以被熔化，注入特殊的容器中能铸成所需形状的器物，还可以重新熔
铸，这些优点是石器无法相比的。但纯铜硬度低，产量又少，不能完全
取代石器作为主要的生产工具，对社会生产力的提高影响不大，所以在
新石器时代后期有一个金 （铜）石并用的时期。西南亚、埃及和中国，
都在公元前5000年左右进入这一时期。
由于自然铜常常是夹杂在铜矿石中的，所以熔铸自然铜的实践很自
然地会引导人们掌握了用铜矿石来冶炼铜。锡和铅在自然界里没有单体
存在，但他们的熔点较低，分别为231。8℃和327。5℃，很容易被从架起
陶器以烧煮食物的矿石中还原出来。因此，用矿石冶炼铜、锡、铅等金
属的技术便诞生了。具有划时代意义的青铜冶铸技术便随之发展起来
了。
青铜是将铜与锡或铅配合而熔铸成的合金。与纯铜相比，青铜的熔
点较低，硬度较高。如在纯铜中加15％的锡，熔点降至960℃；若加25
％的锡，熔点为800℃。纯铜的布氏硬度为35，若加5～7％的锡，硬度
增高到50～65；若加7～9％的锡，硬度增高到65～70；若加9～10％的
锡，硬度可达70～100。用铅代替锡，有同样的效果。熔化的青铜在冷凝
时体积略有胀大，所以填充性好，气孔少，有较好的铸造性能。这都使
青铜在应用上有广泛的适应性，所以它很快就代替了石器、木器、骨器
和红铜器，成为重要的生产工具，在人类生产力的发展上起到了划时代
的作用。
西亚、北非地区大约在公元前3000年左右就进入了青铜时代，公元
前16世纪青铜器的使用达到极盛时期。西欧和俄国也曾发现青铜时代的
竖井式铜矿开采遗址。古埃及第一王朝的墓葬中，就出土有刀、锯、斧、
锄、锥等青铜工具。在印度的哈拉巴文化遗址中也发现了斧、镰、刀、
锯等青铜制品。
中国的青铜时代，大体上相当于夏、商、西周和春秋时期；在殷周
时代青铜器的制造技术可以说达到了独步世界的高度。
关于矿石的采掘，战国时期的著作《管子·地数》篇总结出了矿物
与矿苗之间的共生关系的探矿知识。其中说：“山，上有赭者，其下有
铁；上有狻。ㄇΓ┱撸湎掠幸簧嫌械ど罢撸湎掠谢平穑簧嫌写仁�
者，其下有铜金；上有陵石者，其下有铅、锡、赤铜；……此山之见荣
者也。”所谓“山之见荣”，就是矿苗的露头。这里所说的“黄金”，
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即指黄铜矿，呈现铜黄色；“铜金”指黄铁矿，因呈黄铜色易误为铜。
湖北大冶铜绿山的春秋战国时期的古铜矿井，深达40～50米左右，合理
地采用了竖井、斜井、斜巷、平巷相结合的方式，并较好地解决了井下
通风、排水、照明、提运和支护等复杂的的技术问题；还掌握了通过观
察矿石颜色、光泽和比重进行选矿的技术。
在冶炼技术上， 《考工记》中记载了世界冶金史上最早的关于青铜
合金配比工艺的总结。文称：“金有六齐，六分其金而锡居一，谓之钟
鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之
戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓
之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐”。这里的“金”指青铜合金或
纯铜。青铜中含锡达17～20％则非常坚硬，可作斧斤等工具；作为兵器
的戈戟既要有很大的强度，又要比斧斤锐利，所以含锡量在20％以上；
而作为乐器礼器的钟鼎，则要声音悦耳，颜色美观，含锡量应在15％左
右；等等。在两千多年前能总结出这一配比规律，实属不易。此外，《考
工记·凫氏节》中，还记载了观察熔炼过程中火焰的光色以判断冶炼温
度的方法：“凡铸金之状，金与锡黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，
青白次之；青白之气竭，青气次之，然后可铸也。”这段总结是完全符
合熔炉内的温度变化过程的。木炭开始燃烧时产生的黑烟形成“黑浊之
气”；随着温度的升高，氧化物、硫化物和熔点较低的金属依次挥发出
来，形成黄白焰色；当温度进一步提高时，铜的气体所占比例增大，焰
色转为青白，当青色占绝对优势时，说明铜锡已充分熔合，可以浇铸了。
这种观察“火候”的方法，至今在某些冶炼工作中仍被采用。
浇铸是将精炼好的青铜液倒入石制或陶制的范中完成的。春秋中期
到战国时期，单一的陶范铸造已发展到综合使用浑铸、分铸、失蜡法、
锡焊、铜焊等方法。这个时期的青铜器，壁薄形巧，纹饰纤细清晰，铸
造工艺达到了很高的水平。
（3）钢铁冶炼技术
铁在地壳中虽然含量较多，但天然纯铁在自然界里几乎不存在；铁
矿石的熔点也较高，不易还原，所以人们利用铁较铜、锡、铅、金等要
晚。人类最先看到和利用的铁应该是陨铁。在埃及、西南亚等古文明地
区发现的最早的铁器，都是由陨铁加工制成的，大多作为殉葬物，说明
陨铁稀少而带有神圣意味。古苏美尔人把铁看作是“天降之火”，古埃
及人把铁叫作“天石”，都表明人类是从陨石开始认识铁的。中国古人
大约在3000多年前已开始使用陨铁了。 1972年在河北藁城台西村出土
了一件商代铁刃铜钺，经检验其铁刃就是用陨铁热锻制成的。
大量的铁最早是在什么地方、用什么方法炼制出来的，目前尚无定
论。不过，居住在亚美尼亚山地的基兹温达部落在公元前2000年已经发
明了一种炼铁的有效方法；小亚细亚的赫梯人在公元前1400年左右也已
掌握了冶铁技术。两河流域北部的亚述人和腓尼基人，在公元前1300年
已进入普遍使用铁器的时代；后又传至地中海沿岸国家。印度进入铁器
的时代不甚清楚，但在孔雀王朝初期，铁器的制造和使用已很普遍了。
冶铁的原理和冶铜的原理基本相同，所以青铜冶铸技术的发展，已
为冶铁技术的产生奠定了基础。最早的冶铁技术大多采用“固体还原
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法”，即“块炼铁”。在冶炼时，将铁矿石和木炭一层夹一层地放入炼
炉中，经过长时间650～1000℃的高温烧炼和木炭的还原作用，矿石就冶
成了固体状铁块。这种铁结构疏松、呈海绵状，孔隙中夹杂有许多氧化
物，含碳量很低，性质柔软，不适于应用，中国古人称之为“恶金”。
经过一段摸索过程，人们认识到块炼铁可以经过反复加热和锤打压延，
挤出其中夹杂的氧化物而变得坚实并柔韧不脆，就可制成各种器物。而
在反复锻打块炼铁的实践中，人们又总结出了块炼铁渗碳成钢的经验，
这就是“块炼钢”的冶炼技术。中国战国时期，钢制武器已渐增多起来。
几乎在块炼铁出现的同一历史时期，中国就诞生和发展起了生铁冶
铸技术。生铁是由铁矿石和木炭在高大的炉内通过高温熔炼而产生的。
利用鼓风技术使炉温升高到1100～1200℃以上，就可得到液态铁水流集
于炉底；其上覆盖的一层炉渣保护着铁水不被氧化。铁水从炉底流出冷
却成块，就是生铁。
生铁的含碳量较高，在3％左右，质硬易碎，一般只能用来铸造一些
粗笨的东西，锤锻则易坏。中国在春秋末期到战国初期，已将生铁用于
铸造了。生铁冶铸技术改变了块炼铁及其加工费时费力、生产量低的弊
端，为铁器的推广和普及打下了良好的基础。
早期生产的生铁是白口铁，其中的碳是以硬度很高的化合态的渗碳
体形态存在的，铁性脆而硬，铸造性能好，但强度不够。为了克服它的
脆性，中国在战国早期就创造了白口铁柔化处理技术，也就是生铁铸件
“退火”处理技术。将铸件加热到高温，保持较长时间的缓慢冷却，就
会适当减低其硬度和脆性，增加其可塑性和冲击韧性，从而得到可锻铸
件。“退火”技术的发明，使生铁的广泛应用成为可能，加快了铁器代
替青铜器的历史进程。中国在战国的中晚期，已将这种工艺普遍应用于
制造农具和兵器；欧美国家直到18和19世纪才发明了白心韧性铸铁和
黑心韧性铸铁，比中国晚了两千多年。
含碳量低的块炼铁经过渗碳处理可以炼出块炼钢；含碳量高的白口
生铁铸件在氧化性气氛中脱碳退火，将含碳量降低到铁的范围，而不析
出或很少析出石墨，也可以得到钢。中国在战国初期就发明了铸铁脱碳
钢技术。块炼渗碳钢件或退火过分的铸铁脱碳钢件，其坚硬程度都可能
不足，这就推动人们在实践中摸索出了钢件的“淬火”处理工艺。至迟
在战国晚期，中国已广泛使用了淬火技术。所谓淬火，即将钢件加热到
高温后使之急速冷却（如急速浸入冷水或冷油中）。经淬火处理后的钢
件，质地就变得坚硬，刃部也更锋利。淬火所用的冷却物质，最早大概
都是水，后来又扩展到用动物的尿和脂肪。由于尿中含有盐分，冷却能
力比水强；用脂肪淬火，高温时冷却快，低温时冷却慢。所以用尿和脂
肪淬水，可以得到性能良好的钢件制品。
2。纺织、染色和酿造技术
（1）纺织技术
人类穿着衣服大约已有几十万年的历史。最早人们为了御寒，只是
把兽皮披在身上。在发明了针之后，就学会按人体形态缝制衣服。在中
国的北京周口店山顶洞发现的一根大约是13000年前的骨针，长3。2厘
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米，最粗处粗约3。3毫米，针身光滑，针眼很小，表明当时人类学会缝
制衣服已有相当长的历史了。
大约在新石器时代的早期，人类已经掌握了利用植物纤维制成纺织
品。最早的纺线方法很简单，在麻纤维的一端拴上一个小锤子，把它垂
悬起来拉直纤维；然后把小锤捻转，于是就可把纤维绞结成一根长线。
绞结好的线缠绕在锤柄上，并不断续以离散的纤维，就可以绞捻出很长
的线来。至于早期的织布方法，现在已无从考查。很可能就是用的现在
某些落后地区仍在使用的踞织机一样的织具。
古巴比伦王国时期，两河流域就有了织布这一手工业行业。他们要
用亚麻和羊毛纺织，产品远销小亚细亚等地，用以换取他们缺乏的金属
矿产和木材。
古埃及的纺织业也比较发达。曾经出土了一块第一王朝时期 （约公
元前3000年左右）的亚麻布残片，其经纬线的密度为每平方厘米63×74
根，表明他们的纺织技术已有相当高的水平。从一些图画上可以看出，
埃及早期曾经有一种比较简陋的卧式织机；到新王国时期 （约公元前16
—前11世纪），已使用一种悬式纺锭和由两人操作的立式织布机，可以
织出幅面较宽的布了。
古印度是棉花的最早种植者，棉纺织技术就发源在那里。在哈拉巴
文化时期，棉纺织业已较发达；虽然织物还很粗糙，但人们已经会给棉
布染色。到了孔雀王朝时期，印度的棉纺织技术已达到相当高的水平，
