鐘博超，龔德才，龔鈺軒

(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技史與科技考古系，安徽合肥 230026)

0 引 言

在生產(chǎn)力解放、科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)上，漢代社會(huì)文化高度發(fā)展，厚葬習(xí)俗成風(fēng)，各種生活用品需求量大增，使各種手工業(yè)空前繁榮。與夏商周青銅禮器相比，漢代青銅器的實(shí)用性和商品性得以充分發(fā)展，器形、紋飾和銘文等方面都體現(xiàn)了由祭祀禮器向?qū)嵱闷鞯霓D(zhuǎn)變。同時(shí)兩漢時(shí)期的大一統(tǒng)局面，促使社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，國(guó)家穩(wěn)定，民族之間的交流活躍，安定繁榮的社會(huì)環(huán)境使青銅器成為實(shí)用器的同時(shí)，社會(huì)的科技生產(chǎn)力及文化生活在這些器物上也得以充分體現(xiàn)。

在出土青銅文物中，酒器作為實(shí)用器具占有很大比例，其中不乏有些酒器出土?xí)r還留存有古酒，也間接反映出酒器在兩漢時(shí)期已被廣泛使用。2019年，在打擊文物犯罪專項(xiàng)行動(dòng)中，山西公安系統(tǒng)追繳回一件漢代鎏金銀青銅瓶，極其罕見的是，瓶?jī)?nèi)為一層木質(zhì)內(nèi)壁[1]，這件器物的制作工藝及理念無論是追求極致工藝還是探索存酒新技術(shù)，對(duì)研究?jī)蓾h時(shí)期人類的科技程度及生活方式都有著十分重要的意義。

這件鎏金銀青銅瓶口徑7.2 cm，底徑8.5 cm，高19.8 cm，腹部直徑13.2 cm，蓋高3.1 cm(圖1)。

圖1 青銅瓶外觀Fig.1 Appearance of the bronze bottle

瓶體腹頸部有一對(duì)銜環(huán)鋪首，蓋上有3個(gè)銅鈕，瓶?jī)?nèi)壁為木質(zhì)內(nèi)胎，木胎外部有青銅瓶包裹，二者貼合緊密。瓶蓋外表面滿鎏金，瓶頸部及圈足部鎏金，腹部鎏銀，整體造型流暢，鎏金銀使其更顯華麗富貴。以現(xiàn)代科學(xué)的角度看，木胎的使用避免了重金屬對(duì)人體的侵害，同時(shí)更良好地保留了酒水的口感及質(zhì)量。這件器物具有極高的藝術(shù)價(jià)值、歷史價(jià)值和科學(xué)價(jià)值，經(jīng)專家討論被定為一級(jí)文物。

1 檢測(cè)內(nèi)容與方法

通過觀察發(fā)現(xiàn)這件鎏金銀青銅瓶的內(nèi)部木胎腔體規(guī)整，瓶體厚度基本均勻。腹部鎏銀與頸部及圈足鎏金部銜接，腹部有一道1 cm左右的帶狀箍。以此可確定，木胎表面形貌、帶狀箍及銅瓶表面合金成分為研究其制作工藝的關(guān)鍵部位。

研究擬選用超景深光學(xué)顯微鏡對(duì)銅瓶表面及內(nèi)層木胎進(jìn)行表面形貌的顯微觀察，以獲得制作過程遺留的微觀痕跡；通過X射線探傷對(duì)銅瓶進(jìn)行透視拍照，更準(zhǔn)確地觀察其內(nèi)部構(gòu)造；利用X射線熒光光譜儀對(duì)銅瓶外表面足部、腹部及頸部等關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測(cè)，以確定其合金成分。

所用分析儀器型號(hào)及參數(shù)如下：日本KEYENCE超景深三維顯微系統(tǒng)，型號(hào)VHX-5000，放大倍數(shù)50倍；德國(guó)YXLON便攜式X射線探傷儀，檢測(cè)電壓90 kV，檢測(cè)電流3～5 mA；日本OLYMPUS DE-2000手持X熒光光譜分析儀，選擇合金模式，測(cè)試時(shí)間20 s，光斑直徑3 mm，測(cè)試范圍為鋁元素以后的金屬元素。

2 檢測(cè)結(jié)果

2．1 超景深顯微觀察結(jié)果

2．1．1帶狀箍上下沿觀察 通過觀察瓶體的外部形貌發(fā)現(xiàn)除帶狀銅箍有起銜接作用的可能外，其他部位都是整體鑄造而成，沒有組裝銜接痕跡。通過對(duì)瓶體帶狀銅箍上邊緣多處觀察，銅箍上邊緣與瓶體是鑄造連接在一起，沒有發(fā)現(xiàn)鑄造后的組裝銜接痕跡，說明銅箍與瓶體是一體結(jié)構(gòu)。

根據(jù)對(duì)瓶體帶狀銅箍表面的觀察(圖2)，其表面光滑，沒有銜接痕跡，說明它與瓶體上部是一體鑄造而成的。

圖2 帶狀銅箍表面Fig.2 Surface of the ferrule

通過對(duì)瓶體帶狀銅箍下邊緣處觀察，可以發(fā)現(xiàn)此處有明顯的高低起伏，疑似捶打所致，捶打可以使連接處在外力作用下銜接更緊密，其他部位因銹蝕覆蓋無法觀察到明顯銜接痕跡。從這個(gè)部位可以猜測(cè)，瓶體是通過這個(gè)銅箍把上下瓶體組裝在一起的。

2．1．2木胎表面形貌觀察 一般北方墓葬環(huán)境出土的木器都會(huì)糟朽至難以成型，這件瓶體內(nèi)部木胎雖經(jīng)過兩千余年的埋藏，還可以完整地看到北方出土的漢代木瓶結(jié)構(gòu)，得益于出土?xí)r瓶蓋與瓶體嚴(yán)絲合縫扣合在一起，極好地保護(hù)了瓶體內(nèi)部木胎。

根據(jù)對(duì)瓶頸部及腹部木胎表面的顯微觀察(圖3～4)，瓶頸部表面出現(xiàn)很多裂紋，腹部沒有裂紋的位置仍呈現(xiàn)平整甚至光滑的表面效果。木胎表面出現(xiàn)的老化糟朽開裂是一種自然的不規(guī)則裂隙，并非拼接接縫開裂后整齊的裂隙，說明瓶體內(nèi)部木胎為一個(gè)整體。

圖3 瓶頸部木胎Fig.3 Wooden body of the bottle neck

圖4 瓶腹部木胎Fig.4 Wooden body of the bottle belly

2．2 X射線探傷檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)圈足底部方向的X光拍攝結(jié)果(圖5)，木胎出現(xiàn)的裂紋雜亂無規(guī)律性，更無多條平行裂隙的表現(xiàn)；在圖5中標(biāo)注的①②位置可發(fā)現(xiàn)，腹部木胎輪廓略有不均勻，并非標(biāo)準(zhǔn)的正圓形，猜測(cè)為因技術(shù)工具限制而導(dǎo)致的手工缺陷；根據(jù)側(cè)面X光拍攝結(jié)果(圖6)，可明顯看出側(cè)面木胎輪廓，腹部位置(標(biāo)注①②)連貫，并無拼接痕跡。結(jié)合超景深顯微觀察結(jié)果，可大體確定瓶?jī)?nèi)的木胎是整塊木材通過掏刻而制作成，而非多根木條或上下兩部分拼接制成，木胎厚度較均勻，與漢代工匠成熟的漆木器制作技藝有關(guān)。

圖5 底部X光片F(xiàn)ig.5 X-ray film of the bottle bottom

圖6 側(cè)面X光片F(xiàn)ig.6 X-ray film of the side

根據(jù)銅瓶側(cè)面的X光拍攝結(jié)果(圖7)，銅瓶腹部帶狀箍部位有明顯的條狀陰影現(xiàn)象，疑似套裝組合時(shí)重合的厚度變化所導(dǎo)致，說明這件器物是上下兩部分通過子母扣套接在一起組合成一件完整銅瓶。

圖7 銅箍X光片F(xiàn)ig.7 X-ray film of the ferrule

2．3 X射線熒光光譜(XRF)測(cè)試結(jié)果

銅瓶表面合金檢測(cè)共選取瓶蓋金色部位、頸部金色部位、圈足金色部位、腹部銀色部位及瓶腹部帶狀箍銀色部位5個(gè)關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表1。

表1 合金成分結(jié)果Table 1 XRF results of alloy compositions (%)

通過各個(gè)部位合金成分結(jié)果推斷：金色部位應(yīng)用了青銅鎏金表面處理技術(shù)，瓶金屬胎體是主要由銅、錫組成的錫青銅，在青銅的表面進(jìn)行鎏金處理，銀的含量低于檢測(cè)下限，含量忽略不計(jì)；銀色部位也是由銅、錫組成的錫青銅，但銀的成分含量較低，而金的成分含量很高，可以推斷白色部位是先鎏金，又在腹部增加了一圈鎏銀的工藝?，F(xiàn)代研究表明，大多數(shù)鎏銀青銅器集中出現(xiàn)在戰(zhàn)國(guó)至兩漢時(shí)期，且流傳下來的鎏銀器物非常少；國(guó)外學(xué)者認(rèn)為，銀與青銅合金之間的親和性較差，無法在青銅表面直接鎏銀，一般需要先鎏金，然后在金表面進(jìn)行鎏銀[2]。該理論驗(yàn)證了檢測(cè)結(jié)果的同時(shí)，也充分說明這件銅瓶的彌足珍貴。

因該器物定級(jí)為一級(jí)文物，無法對(duì)其進(jìn)行有損檢測(cè)，但銅瓶表面金層形貌特征較為符合鎏金金層形貌特征，基本可排除其他表面裝飾工藝的可能。經(jīng)查此類案例還有吉林集安禹山1041號(hào)墓出土鎏金樣品[3]、吉林帽兒山鎏金泡飾[4]、內(nèi)蒙古烏蒙商都東大井東漢晚期鎏金銅飾[5]、徐州獅子山出土西漢時(shí)期鎏金樣品[6]及江西?；韬钅钩鐾敛糠嘱探鹌鱗7]等。

結(jié)合銅瓶保存狀況與前人研究，推測(cè)金層未檢出汞的原因可能有以下幾點(diǎn)：

1) 腐蝕電極電位差異，金的腐蝕電位高于汞，因此汞的耐蝕性更差，推測(cè)汞優(yōu)先成為離子狀態(tài)后而流失；

2) 汞的沸點(diǎn)低且在常溫下即可蒸發(fā)，鎏金過程中加熱使汞揮發(fā)得較為徹底，留存下來的含量極少；

3) 該銅瓶追回時(shí)保存狀況較差，山西博物院對(duì)其進(jìn)行了針對(duì)性修復(fù)工作，去除了表面影響其藝術(shù)價(jià)值的硬結(jié)物與土銹，一定程度上影響了測(cè)試結(jié)果。

3 討 論

3．1 工藝流程

制作模具是鑄造中的第一道工序。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，先民將制范用的模稱之為“型”。模從木、型從土，可見“模”也可以是用木材制作的，“型”是用泥料制作的。在這里主要探討青銅瓶體的制作過程，鋪首、圓環(huán)及瓶蓋的制作是漢代銅器的一般制作技術(shù)，不做探討，此處只討論瓶體的制作工藝。

基于上述檢測(cè)結(jié)果，推測(cè)該銅瓶完整的制作過程如下：

1) 制模。首先根據(jù)需要用木材雕刻出一件瓶體形狀的模，模上不含帶狀銅箍。

2) 制芯。制芯技術(shù)是為實(shí)現(xiàn)器物的空腔而制芯，既保證了空腔器物壁厚的均勻，又減小了澆鑄后銅液的收縮量減少了縮孔。用制范泥料在木瓶模上翻制泥范，泥范在木胎瓶模上不要拆解下來，需要在上面慢慢進(jìn)行陰干，這樣保證泥范不變性，腔體收縮率不大，把陰干泥范從木胎模上取下燒制變成陶范，把陶范合模在一起，在陶范空腔內(nèi)填充制作范芯用的泥料，制作出與木胎瓶模形狀一樣的泥質(zhì)范芯。范芯需要制作2個(gè)備用。

3) 制泥質(zhì)外范[8-9]。本件青銅瓶體是分上下兩部分分別制作出來，利用子母扣合體制作完成的，因此，鑄造制范時(shí)需要分別制作瓶體的上半部分范與下半部分范。

瓶體上半部分外范制作：從檢測(cè)數(shù)據(jù)來看，瓶腹部的帶狀銅箍作為母口是與瓶體上半部分連接在一起的，因此，用范泥制外范時(shí)把瓶腹部的帶狀銅箍包含在其中。用一個(gè)泥芯，將泥料搟成薄泥片，泥片的厚度即是銅器的計(jì)劃厚度，分別將薄泥片緊緊粘貼在范面，帶狀母口與瓶體上半部連接在一起，去除帶狀以下部分的范芯。根據(jù)鑄造要求翻制外范，外范陰干后，去除薄泥片，再合范制作完成空腔模范備用。

瓶體下半部分外范制作：用另一個(gè)范芯，將泥料搟成薄泥片，泥片的厚度即是銅器的計(jì)劃厚度，分別將薄泥片緊緊粘貼在范面，根據(jù)帶狀母口的尺寸留好子口的尺寸，把上半部分多余的范芯去除，根據(jù)鑄造要求翻制外范，外范陰干后，去除薄泥片，再合范制作完成空腔模范備用。

4) 鑄造[10]。根據(jù)青銅瓶材質(zhì)要求配置材料，把青銅瓶的上、下模范經(jīng)烘干焙燒，熔煉鑄造，制作出青銅瓶上下兩半成品，進(jìn)行打磨修整。

5) 木胎瓶體制作。把木胎母模圈足部分去除，利用漢代漆木器制作技術(shù)把母模內(nèi)部掏刻成薄厚均勻的木胎瓶體[11]。漆木器的制作技術(shù)在漢代已相當(dāng)成熟，漢代墓葬出土的大量漆木器用具說明了這一點(diǎn)。

6) 套裝及鎏金銀裝飾。把制作完成的青銅瓶體上下兩部分，通過帶狀銅箍子母扣套扣在木胎瓶體上，把鑄造組合好的木胎青銅瓶進(jìn)行打磨拋光，完成木胎青銅瓶制作。利用鎏金技術(shù)對(duì)整個(gè)青銅瓶(含瓶蓋)鎏金處理，在完成鎏金處理工作后，然后在瓶腹部選好的位置上再鎏銀[12]，形成黃白相間的美麗外觀，至此這件罕見的木胎鎏金銀青銅瓶便制作完成。

3．2 形制與工藝

從形制與工藝上看，這件木胎鎏金銀青銅瓶與釦器頗為相似。目前考古所見年代最早的釦器為山西洪洞永凝堡西周墓出土的一件銅釦木胎銅壺[13]，但這件銅壺蓋、口、下腹及圈足為銅質(zhì)，腹中部為木質(zhì)；蓋內(nèi)嵌入空心圓木，制成子母口，器物外表面并非通體銅質(zhì)?？梢钥隙ǖ氖牵@器的發(fā)展與漆器制作工藝的成熟有著密不可分的聯(lián)系，釦器起源于西周，戰(zhàn)國(guó)及秦時(shí)期有了初步發(fā)展，而后興盛于漢[14]，這與此件木胎銅瓶的斷代不謀而合；對(duì)比這兩件不同時(shí)期的木胎青銅器，不難發(fā)現(xiàn)，隨著釦器工藝發(fā)展逐步走向興盛，形制更為完整、設(shè)計(jì)更為考究、用料更為華貴，是釦器這類“罕見”器物發(fā)展至巔峰的代表之作。

3．3 青銅酒器與鉛

基于前人研究成果，不難聯(lián)想到，這類內(nèi)部木胎、外部為銅胎的青銅器物是否也蘊(yùn)含著相應(yīng)的科學(xué)道理。古代青銅器中含有一定量的鉛，鉛是一種對(duì)人體有害的金屬元素，而且，鉛在青銅中是以顆粒狀單獨(dú)存在的，極易從青銅中游離出來進(jìn)入酒中，對(duì)人體造成鉛累積損害。在山西絳縣橫北西周墓地出土人骨的鉛含量分析中，墓主人肱骨、頭蓋骨、脛骨及門齒的鉛含量均遠(yuǎn)高于正常人[15]。

隨著漢代科技水平和生產(chǎn)力的發(fā)展，青銅器物不再是統(tǒng)治階級(jí)的專屬，而是越來越多地進(jìn)入一般家庭。如果加木胎的初衷單純?yōu)榱俗非笕A麗復(fù)雜的設(shè)計(jì)，這個(gè)很難成立，因?yàn)閷⑻涂棠玖稀⒎煮w鑄造拼接所耗費(fèi)的人力物力，用在器物外表面裝飾上本可以獲得更驚艷的效果，古代工匠不惜打破器物本身的完整性來設(shè)計(jì)出這種形制，筆者猜測(cè)漢代人民或許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其中的科學(xué)內(nèi)涵。從釀酒的角度看，木桶存酒能更好地減緩酒的腐敗變質(zhì)，也會(huì)保留更好的口感。經(jīng)過從商周至兩漢一千余年的科技文化發(fā)展，漢代的古人們是否已經(jīng)認(rèn)識(shí)到鉛對(duì)人的危害，因該件器物未測(cè)到較多鉛元素，并不能妄下定論，有待于今后更進(jìn)一步研究；但還是極有可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了相比青銅更適宜的材料來制作酒器。

4 結(jié) 論

銅瓶分為上下兩部分，中間以銅箍上子母扣的方式結(jié)合在一起構(gòu)成完成的青銅瓶。銅瓶本體材質(zhì)為錫青銅，外表面金色部位為鎏金工藝，銀白色部位為基于金層的鎏銀工藝。推測(cè)瓶?jī)?nèi)的木胎是由整塊木材通過掏刻制成，而非多根木條或上下兩部分拼接制成。工藝流程為制模、制芯、制泥質(zhì)外范、鑄造、掏刻木胎、套裝和鎏金銀。

對(duì)這件漢代木胎鎏金銀銅瓶工藝的分析檢測(cè)為保護(hù)修復(fù)此類木胎鎏金銀青銅瓶及了解古代青銅器制作技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)。