全球史连载10由宝石与制陶而来冶金术

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陶器与磨制石器的普及、农牧业的出现,被称为进入新石器时代的三大标志。石器与陶器同为新石器时代最重要的手工业制品,而正是打磨石器与烧制陶器两项技术革命的发展与结合,促成了人类冶金术的出现。

一、从石料到宝石、从宝石到金属。

原始人在寻找制作工具的石料时,还发现了许多适合制作成工艺品的宝石,进而发展出宝石工艺。而在宝石工艺的基础上,金属加工业也发展起来,人类最早认识和利用的金属是铜。虽然现在铜比铁稀少昂贵,但是由于天然单质状态的铁远比天然单质铜稀少,而铁矿石的熔点更高,比铜更难冶炼,使得铜比铁更早被人利用。

在自然界中存在天然的纯铜块和多种含铜的矿物,它们大多色彩鲜艳,从外形上很容易分辨,如天然的纯铜呈紫红色(故称红铜)、黄铜矿呈金黄色、蓝铜矿(石青)呈深蓝色。在土耳其安纳托利亚黑曜石制品兴盛的同时,另一种常见宝石孔雀石也在安纳托利亚地区非常流行。孔雀石是一种常见玉料,因其翠绿斑斓的色彩酷似孔雀羽毛上绿色斑点而得名,这种绿色斑纹源自其极高的含铜量,正是岩石中的铜矿物氧化产生的铜绿,把岩石染成绿色。孔雀石不但自身含铜量高,且多与其他含铜矿物(石青蓝铜矿、黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿、自然铜等)伴生,因而有孔雀石的地方就有铜矿。新石器时代人们将这些含铜矿物视为鲜艳而又坚韧可锻的“宝石”,通过捶打方法将其制成多种器物。

蓝铜矿

人类最早的铜器就是通过打制而非冶炼方法制成的,早在1万年前伊拉克的扎维凯米—沙尼达尔遗址、伊朗西南部的阿里库什遗址中就发现了天然铜块打制成的铜珠,约年前土耳其的恰约尼遗址和叙利亚的穆赖拜特遗址也出现了用铜矿石直接打制的钻孔珠、扩孔锥、别针、铜珠等物品。虽然原始人很早就开始锻造使用天然铜矿,不过由于天然铜矿比宝石还要稀有,所以早期铜制品远比宝石、玉器还要稀少。

二、从打磨金属到冶炼金属

人类最早的铜器就是通过打制而非冶炼方法制成的,而冶金术则是指冶炼金属而非打磨金属。在新石器时代人类已经掌握了烧制陶器的技术。烧制陶器的出现揭开了人类继用火之后,利用化学变化改变物体天然属性的新篇章。

烧制陶器

作为宝石文化中心的加泰土丘也是人类文化史上的早期冶金中心之一,当时以加泰土丘为代表的安纳托利亚地区烧制陶器的技术已相当完善,出现用封闭式陶窑烧制而成的精美彩陶,其烧成温度高达°C度左右,而冶铜需要的温度正好是°C,因此能用封闭式陶窑烧制陶器的民族就已经具备冶铜的能力。人们通过加热铜的伴生矿孔雀石发现,孔雀石经高温后会溶解出铜液,铜液可以随意成形,冷却后又变硬,能进行敲打锻造,从而掌握了提取铜的技术。当然将孔雀石这种宝石拿去烧,最初可能是出于意外,也有可能是出于祭祀的需要,如中美洲奥尔梅克人就常将玉器作为祭祀仪式的一部分放入火中。

绿色的孔雀石是冶铜的原料,最早的冶铜

最早冶炼出的纯铜的莫氏硬度为3,还比不上孔雀石的硬度(5),其实就连后来普遍使用的铁(硬度为4—5)、不锈钢(硬度为5.5)的硬度都远不能和原始人常用的石器——燧石(硬度7)——相比。不过金属没有石器易碎,而且可以回收修复,同时金属延展性好,可锻可熔,能制成形态多样化的工具,不像石头只能通过打磨加工,大小长度受石材限制,造型有限。纯铜虽然很软,但是经过锤打锻造后,就能提高铜器的硬度。冶铜技术的出现标志着人类进入红铜时代,铜因自身的多种优良特性被制作成工具、装饰品和武器,而石器则因其廉价和硬度的优势在生产上仍占主要地位,考古学上把这样一个铜器和石器同时存在的时代称为金石并用时代,或铜石并用时代。

纯铜顾名思义就是含铜量最高的铜,因为颜色紫红又称紫铜



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