第九届古代材料国际研讨会会议纪要

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2024年10月19日,北京科技大学科技史与文化遗产研究院主办的第九届古代材料研究国际研讨会(9th International Symposium on Archaeomaterials Studies)在京召开。本届会议主题为“历史时期的冶金与社会”(Metals and Society in Historical Periods),来自法国国家科学院、泰国艺术大学、香港岭南大学、北京大学、清华大学、中国科学院大学、北京科技大学、中国科学院自然科学史研究所、中国中医科学院中国医史文献研究所、中国钱币博物馆等大学和研究机构的数十位学者出席本次会议。

北京科技大学科技史与文化遗产研究院院长潜伟教授致欢迎辞。他指出,在中国文化中,九是尊贵的盈数,也是升华的开始。古代材料研究国际研讨会从稚嫩走向成熟,期待在推动国际学术交流方面发挥更为重要的作用。

本次会议有12位研究者分别围绕铸钱与货币史、金属溯源与流通、冶金技术、冶金思想史等专题,对历史时期的冶金生产与社会进行研讨。

中国钱币博物馆前馆长、古代货币研究资深专家周卫荣研究员作“从叠铸到翻砂-兼论技术发展的社会因素与内在动因”专题报告。周卫荣指出,探讨技术史应当关注工艺思想的演变,注重社会需求与技术发展之间的关联,探求技术发展的内在动因和逻辑,并以叠铸、翻砂这两类中国古代铸钱中的经典铸造工艺为中心展开分析。他认为叠铸技术起源于西汉,而非部分学者认为的战国,与汉初特定社会经济背景有密切关系。叠铸技术经西汉至新莽时期发展已相当成熟,并在其他铸件的生产中也有广泛运用。萧梁五铢的叠铸遗物则反映南朝时期叠铸技术又有新的发展,而其技术极限又可能催生了翻砂铸钱的技术。北朝晚期永安五铢、五行大布等货币及对应铸钱遗物的铸造特征,指示翻砂铸钱的工艺已经出现;唐宋时期翻砂铸钱技术的应用保证了社会对金属货币的需求,促进了经济的显著发展。叠铸和翻砂技术上承先秦,将发达的范铸青铜工艺传递下来,是青铜时代之后中国传统铸造业最具代表性的两项新技术新工艺。

中国科学院大学人文学院的罗武干教授报告题为“初唐货币与铸币材料供应体系初探——哈密拉甫却克墓地出土开元通宝钱币研究”。通过对新疆哈密拉甫却克墓地出土的开元通宝钱币的考古冶金学研究考察了初唐货币供应网络。首先,罗老师强调了货币供应对国家治理的重要性,讨论了统治者如何通过社会组织管理金属材料供应、铸币和部署。之后,罗老师探讨了《新唐书》和《唐会要》中关于唐朝货币供应的记录,包括铸币厂的建立和硬币的分配,同时还讨论了哈密、吐鲁番和吉木萨尔被纳入唐朝行政区划的历史背景。关于考古背景,罗老师介绍了哈密市拉甫却克古城遗址西北唐代墓地出土44枚硬币的考古背景及研究发现。出土钱币的科学分析包括成分检测和铅同位素比值分析,后者指示部分铜钱可能使用中国西南地区的铅资源。这一现象可能与初唐时期以丝绸、铜钱等形式向西北边疆军事活动供应货币的历史背景有关。

来自香港岭南大学的刘光临教授以“明代货币史研究的突破与问题”为题,深入探讨了明代货币史研究的反省和进步。他首先指出传统理论依赖于资本主义萌芽、16世纪社会经济转型的叙事框架,近年在问题意识的建构与方法论上的进步取得了突破,梳理了以往货币史认识模糊的领域,对货币需求进行细分,将理论与证据结合,更加关注明代经济体制转型背景下的货币流通模式的冲突和演变,挑战了以白银进步理论为代表的传统解释。刘教授随后围绕“白银进步论”的问题,对为何白银优越的问题进行了讨论,并分享了新近的突破:通过汲取宋金元货币史研究的成果,重新审视白银进步论。刘教授介绍了大明宝钞应用范围的新近研究与发行规模和实际流通量的最近突破,认为在大明宝钞信用无法维系的原因、明初各级政府如何应对宝钞流通的价格问题、明初其他非货币交换媒介的作用等三个方面有待推进。接着分析了明代金属货币流通规模、途径及其变化,介绍了货币流通规模的新解释以及铜钱流通研究的推进,并概述了不同学者对白银在地化和货币社会化的探索推进,主要是白银货币在宣德以后民间的自发秩序以及白银以何种形式为地方社会接受和流通,与明代市场结构和民间需求的直接关系。此外,还分析了科技考古和文献研究的结合对于明代货币发行和流通方面的研究的影响。最后刘教授提出明代货币史研究尚待开拓、有待深入探讨的一些方向,一是对于现有窖藏铜钱的研究,二是对于白银产量的研究,呼吁要让科技的光芒照进银锭、铜钱等古代货币文物。

来自中国科学院自然科学史研究所的周文丽研究员进行了题为“清代铸钱金属的生产”的报告。周老师首先介绍了中国铜钱的发展历史,以及清代黄铜钱的铸造情况。接下来以滇南矿厂和湖南郴桂矿厂为例,通过对史料的解读和对清代冶炼遗址的科技研究,详细探讨了清代铸钱金属铜、锌、铅的冶炼技术。在炼铜技术方面,滇南矿厂使用煅窑、铜炉和蟹壳炉,其中煅窑分为大窑和小窑,铜炉分为将军炉、纱帽炉、观音炉,形制和结构复杂。郴桂矿厂使用锻灶、高炉、煎炉,其中锻灶也有大小之分。在炼锌技术方面,滇南矿厂使用瓦罐和马槽炉冶炼氧化矿,郴桂矿厂使用罐和炉的组合冶炼焙烧过的硫化矿。在炼铅技术方面,滇南矿厂使用铅炉,郴桂矿厂使用高炉。在共生矿方面,滇南矿厂在推炉中铜中提银,在银罩中铅中提银。郴桂矿厂未使用推炉,在灰盘中铅中提银,用铅渣炼铜。最后总结了清代铸钱金属的生产特点,包括可以冶炼不同种类矿石以及搭配使用多种炼炉,可以冶炼低品位的矿石以及共生矿,冶炼技术有明显的地域差别。清代铸钱金属的生产技术以及清政府对铸钱生产的垄断政策和相关管理制度,一起推动了清代矿业的大发展和铜钱的大规模生产。

北京科技大学科技史与文化遗产研究院的张吉副教授以“隋代高放射性成因铅的流行及对边疆地区的影响”为题,考察了北朝晚期至隋代高放铅的流行现象,揭示隋代高放铅的时空流布规律和对早期金属溯源研究的参考意义。张老师首先介绍了高放射性成因铅在考古学上的重要意义和研究现状,指出针对不同地域、时段进行数据梳理的重要性。他指出北朝晚期至隋代高放铅的流行分为三个阶段:第一阶段为东魏迁邺后的兴和至武定间,华北地区纪年金铜佛像及永安五铢的改铸指示高放铅开始得到广泛应用,并且具有较高的高放程度,与商代及战国齐文化区流行的高放型比值相近;第二阶段为北齐至隋,以邺城—相州—洛阳为中心的手工业推动高放铅资源盛行,随着北周灭北齐和隋平陈,高放铅先后进入关中、江汉和长江以南,并继续向边疆流动;第三阶段为唐初,高放铅在中原及南方的开元通宝铸币中基本消失,在部分边疆地区及周边域外政权有不同程度的滞延。在岭南西部和朝鲜半岛西南部发现的隋式高放金属物料,折射出东亚地区向心多元的传统历史格局。他指出隋代的高放铅对早期金属溯源有着重要的参考意义,清晰地勾勒出一类高放成因铅资源的完整流行过程,对认识高放铅的端元识别具有重要意义,并指示北齐疆域核心区的黄河下游地区能够作为高放铅的产地,一定程度上有利于高放铅产地山东说。张老师指出,针对先秦时期的金属物料溯源研究应该考虑汉晋直至中唐以前的各阶段情形,在溯源的同时,应当注重金属物料流通的各个环节并重视其广域历史影响。

北京科技大学科技史与文化遗产研究院的刘思然教授作了“白银之路:有关晚明中国白银流通的一些思考”的报告。刘教授首先介绍了明代白银货币化的四个阶段,从明代早期白银被禁止用于日常交易,到迁都北京后金花银制度对白银货币合法性的承认,再到宣德以后白银逐渐被政府接受用于税收的折抵,最后随着一条鞭法的改革白银货币化基本完成。白银货币化造成白银需求的激增也带来了对于白银来源的思考。明代白银的本土和外来的体量究竟有多少很难估算,一方面明代在川滇地区开发了大量银矿,同时期美洲和日本也有大规模银矿的开采贸易。考虑到多个不同来源的白银在一个复杂系统中进行交换和流通,并且存在大量碎银回收重熔的操作,通过科学方法追溯白银的产源是一个重要的研究问题。研究使用江口遗址出水的大量五十两银锭,通过微量元素分析的方法进行银料溯源,发现以云南银锭为代表的西南地区白银在微量元素组成上与其他地区银锭差异明显,表面云南白银在这些五十两税银中的贡献度比较低。在与美洲白银中的对比中,湖广地区万历、天启和崇祯三朝的银锭Au含量随时间而上升,与美洲白银低Au的趋势不同,这显示了美洲白银在明代晚期各地的税银银锭中的参与度可能也较低。研究指出,通过微量元素可以有效区分白银的产地,白银文物的研究是重新审视17世纪白银全球化流通的重要角度,明代晚期的白银产源追溯仍需要更多工作,亟须分析更多的日本、美洲、明代早期、清代早期的数据,并需要注意不同检测设备的校准问题。

来自泰国艺术大学的Pira Venunan以“A royal wreck? Morpho-technological, elemental and lead isotope analysis of ingots from the Bang Kachai II shipwreck, eastern Thailand”为题进行了报告,介绍了对一艘17世纪泰国沉船中发现金属锭的冶金考古研究。17世纪的全球贸易网络将欧洲、美洲、印度到中国以及日本连接了起来,东南亚也紧密地参与其中。而金属资源如银、锡、铅和铜等在印度洋地区和中国的南海、东海等地展开贸易交换,在阿瑜陀耶王朝的控制下,泰国的锡、铅也参与到了资源流通中。Pira Venunan指出此时泰国的金属生产研究在很大程度上基于历史文献,而沉船中出水的这些金属提供了宝贵的实物证据。Bang Kachai II沉船位于泰国东部的Bang Kachai海湾,其年代可能是公元17世纪或更晚,船舱中的主要货物除了楠木、胡椒和槟榔等东南亚本地产品外,还发现了数吨金属货物,为了解这些金属是出口还是进口,对其进行了冶金考古的研究,追溯这批金属可能的产源,以更好地了解阿瑜陀耶王朝的经济史及其金属贸易方面的信息。研究发现沉船中的金属锭包括未精炼的铜、铅铜合金、铅青铜和铅锡合金等,都是铸造成型。从形状尺寸看其具有一定的标准化程度,但在重量和元素的差异上却很显著。沉船上的铅锡合金锭的出现与阿瑜陀耶王朝的控制铅锡生产和贸易的历史文献记载相符,但是未精炼的铜(以及铜合金)锭形状独特,且铅同位素与东南亚任何古铜矿不匹配,与被报道来自日本的棒状铜锭也不相似,因此其可能是在东南亚的其他地区制作的,阿瑜陀耶王朝可能作为中介角色参与海上贸易。考虑到与文献中铜料只依赖从日本进口的记载不一致,并且铅同位素结果匹配不上任何古铜矿,之后研究还需要与其他潜在铜矿资源的铅同位素特征进行比较。

法国国家科学院的Thomas Oliver Pryce 的汇报题目为“Searching for communities and individuals in Iron Age Cambodian and Thai copper-base metallurgy”。他首先介绍了东南亚地区冶金技术的发展历程,由此引出了东南亚地区铁器时代的金属冶炼的情况。通过铅同位素分析的方法对遗址出土的青铜器进行溯源,在对比分析后发现,泰国中部的遗址几乎不见本地KWPV(Khao Wong Prachan Valley)铜矿的产品,推测这里冶金业所需的铜主要来源于进口,他们通过生产其他如玻璃、肉红石髓等物品与其他地区的铜进行交换。他随后又介绍了关于泰国东北部和柬埔寨西北部遗址铜料消费的研究。通过类型学将这两区域出土的铜环、钏等器物进行分类,并开展成分分析及铅同位素比值研究,经过对比后发现这些器物表现出集群的特征,对这些集群进行网络分析,可以很好的还原该地区铁器时代金属器物的生产和流通情况。报告讨论了铁器时代中晚期至早期历史时期(公元三至九世纪)若干区域人口、社群间的互动,指出泰国中部KWPV铜产区很小,很可能向外出口铜以交换青铜、玻璃和半宝石饰品;本阶段资源主要来自老挝南部Vilabouly遗址群,这里不仅产出铜,金属溯源数据显示可能还汇集了其他区域的金属物料。泰国东北部与柬埔寨西北部遗址间的金属消费具有密切关系,并且可能还存在个体层面的直接关联。尽管在陶器类型学分析上有所缺失,本研究能够在多区域间处理个体间互动,揭示潜在的族群关系,这对中南半岛地区的研究具有重要意义。

北京大学考古文博学院崔剑锋长聘副教授的汇报题目为“历史时期铜冶金技术文献考证三则”,针对先秦金工工种考、明代的黄铜冶炼,以《天工开物》为中心、不同历史时期铜合金种类及其分类标准展开研讨。在《周礼·考工记·攻金之工》中记载了“筑、冶、㮚、凫、桃、段”六种金工工种。其中,“筑、冶、段”的意义较为明确,而其余三种工种的具体含义不详。根据先秦时期的金工命名原则与现代命名方式的相似性,推断这些名称更多地指代不同的工种。据此推测,筑氏可能是负责制范或铸造的工人;冶氏承担冶炼任务;㮚氏则从事熔炼铜合金的工作,并可能涉及精炼和浇铸过程;凫氏是退火工人;桃氏负责铜剑的开刃与打磨;段氏则是锻工。通过对《天工开物》所记黄铜的性能、冶炼方式的梳理,崔教授总结出如下结论:单质黄铜(以单质金属铜、锌配制黄铜)出现后,矿炼法仍是黄铜生产的主要方式,单质黄铜的锌含量高,组织中有β脆性相,锻打容易开裂,需要先退火再锻打,矿炼黄铜的锌含量低,延展性较好,可以直接锻打。明末时,黄铜含锌比例固定,铜锌比为6:4。历史时期对铜的性能的掌握已经成熟,可以根据铜的合金配比及相关性能的认识配制铜合金。宋金时期,铜合金的分类依据其主要用途,形成各种基于功能和用途的铜合金的名称,且每种合金的配比或者工艺并不相同。至迟至明代晚期,按照颜色和功能对铜合金进行分类已经出现,并逐渐形成青铜、白铜、黄铜、响铜等和现代铜合金概念相近且合金配比相同的名称。

北京大学考古文博学院的肖红艳博士以“辽代黄铜技术起源的考古学研究”为主题,深入探究了黄铜本土化生产的时间节点问题。肖博士首先对中国黄铜冶炼简史进行阐述,指出历史文献表明宋代是黄铜本土化规模生产转型的关键阶段。然而,考古发现中属于这一时期的黄铜器物数量却少得多,呈现出历史文献与考古发现之间存在着相当程度的不匹配现象。当前考古出土文物表明,规模化的黄铜冶铸出现时间晚至15世纪,而10至14世纪黄铜的生产与使用情况则相对模糊。为解决中国本土何时能够生产黄铜的问题,肖老师对辽金时期多个遗址出土的铜器进行了合金成分分析,统计了不同合金类型在各个遗址中所占的比例,并对比不同遗址中黄铜的比重以及黄铜比重发生显著增长的遗址的时间节点,以此推断黄铜技术分化开始的时间。研究结果显示,黄铜的大规模使用始见于10世纪下半叶。黄铜的使用不再局限于舆服等级制度,大量用于制作钉、叶、包角等最为普通的构件,此为本土生产最重要的考古学证据。在本土生产初期黄铜与青铜的使用场景相似,后期黄铜用于生产具有批量化特征的普通构件,青铜则用于生产具有礼仪或等级色彩的更为珍贵的器物,表明辽金之际青铜和黄铜出现价值分化,反映了黄铜在北方地区的规模生产与锡资源趋于短缺有关。此外,研究还对器物进行取样,开展了进一步的实验室分析,深入讨论了有关黄铜生产的合金策略、加工技术乃至矿料来源等问题。研究结果表明,辽金生产的黄铜锌含量集中分布在15%上下,呈单峰分布,具有在官府管理下规范化生产的特征。四元黄铜与纯黄铜铸器配方的选择可能反映了辽与西域诸国乃至中亚、西亚的技术联系。辽代开发了辽东半岛的锌矿,随着金代版图的南扩,太行山地带成为金代锌矿的来源之一,各遗址呈现出就近利用矿料的特征。

北京科技大学科技史与文化遗产研究院的高柯立副教授以“中国古代早期的‘五金’观念”为题,从语言文字与文献记载角度探讨了中国古代早期“五金”观念的形成过程。他认为中国古代“五金”观念的形成可以区分为两个层次:1.由单一的“金”而演变为“金三品”、“五色金”;2.由“五色金”而变为“金、银(锡)、铅、铜、铁”。虽然先秦时代的“金”检以出土青铜器,被认定为是指铜合金,但当时“金”在人们的观念中却是一个复杂的概念,不能与铜合金划等号。他还指出,为何会出现“五色金”?为何要用“银”“铜”指称“白金”“赤金”?需要继续深入研究。综合学界已有研究,他认为早期“五金”观念的变化与冶金活动的变化、阴阳五行观念和数术、经学的影响等复杂因素有关。但这一变化如何发生,与学界多从技术和物质的角度探讨不同,高教授从文献角度思考中国古代早期“五金”观念的形成,发现文献本身存在时空上的差异与断裂,其生成与沉积存在复杂性。他强调要将文献打散来看,不能简单的联系起来,“五金”观念是特定条件下的产物,复杂因素交织,在解释的时候要考虑周全。虽然目前对于中国古代“五金”观念的研究尚无结论,但可以确定“五金”观念存在时空的限定性。

清华大学哲学系的严弼宸博士在线上带来了题为“近代早期西方矿物观念的变革:一项矿冶思想史研究”的报告。他由矿物的各种隐喻引出问题,主要介绍了16世纪矿物观念转变的过程及原因,分析阿格里科拉关于矿物的论述背后隐含的自然哲学转变。严老师发现文艺复兴时期之前的矿物理解方式,与阿格里科拉对矿物的描述存在差异:中世纪对矿物的典型理解不仅与物质概念有关,还承载着神话寓言色彩,联系着宗教观念。他认为16世纪发生了这样一种转变:矿物从丰富的语义学网络中脱离,转而进入一种表格式、对象性的系统描述之中。矿物可感的外在特征、物理属性以及对人的功用,取代了过去的矿物内在本性,成为了矿物性质的全部内容。严老师继而认为,阿格里科拉晚期关于具有普遍性的矿冶工业的设想,正是建立在对矿物的对象性认识基础之上。最后,严老师尝试通过这一案例探讨矿冶思想史研究的可能条件。以既有的科学思想史和技术思想史为范例,他认为矿冶思想史应以矿冶为入口,进入思想史研究。具体而言,则要将矿冶当作一项具有精神内涵且处于特定精神氛围中的活动,在各门科学/技术以及各个时代的矿冶科学/技术之间的脉络中整全理解矿冶活动。

中国中医科学院中国医史文献研究所的顾漫研究员的报告题目为“出土文献和遗存中的矿物药初探”。首先介绍了《周礼》郑注载汉代疡医“五毒方”、赵学敏《串雅内编》“五毒丹”以及赵匡华老师对“五毒丹”化学组成的模拟实验研究,其次对各地出土矿物药物遗存案例进行分析,发现大多属于镇墓五方石,然后分享了曾青、丹砂、礜石、雄黄、磁石在文献中的记载统计数据,并介绍了特别案例:《武威汉代医简》中记载的五石药方“恶病大风方”利用矿物药治疗麻风病。最后顾老师提出几点思考:古代对矿物药的认识使用与古代思想观念的关系;矿物药古代药名与矿物名如何对应;从古至今矿物药的使用变化情况;今天的矿物药成分与古代存在差别;对相关领域的研究工作提出了展望。

主题发言结束后,与会学者就考古出土矿物药的功能辨识及效用、高放射性成因铅的产地是否多元等问题展开热烈讨论。

北京科技大学科技史与文化遗产研究院陈坤龙教授主持会议

古代材料研究国际研讨会创办于2016年,至今已举办九届,旨在为古代材料科学研究与保护领域的相关学者提供交流平台,促进交叉合作,共同研讨古代材料研究领域的热点问题与未来发展方向。2020年,以研讨会为基础,北京科技大学科技史与文化遗产研究院创办了本领域的英文学术期刊Advances in Archaeomaterials