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天工开物·中篇

冶铸

  宋子曰:首山之采,肇自轩辕,源流远矣哉。九牧贡金,用襄禹鼎,从此火金功用日异而月新矣。夫金之生也,以土为母,及其成形而效用于世也,母模子肖,亦犹是焉。精粗巨细之间,但见钝者司舂,利者司垦,薄其身以媒合水火而百姓繁,虚其腹以振荡空灵而八音起。愿者肖仙梵之身,而尘凡有至象。巧者夺上清之魄,而海宇遍流泉,即屈指唱筹,岂能悉数!要之,人力不至于此。

  ○鼎

  凡铸鼎,唐虞以前不可考。唯禹铸九鼎,则因九州贡赋壤则已成,入贡方物岁例已定,疏浚河道已通,禹贡业已成书。恐后世人君增赋重敛,后代侯国冒贡奇淫,后日治水之人不由其道,故铸之于鼎。不如书籍之易去,使有所遵守,不可移易,此九鼎所为铸也。年代久远,末学寡闻,如珠、暨鱼、狐狸、织皮之类皆其刻画于鼎上者,或漫灭改形未可知,陋者遂以为怪物。故《春秋传》有使知神奸、不逢魑魅之说也。此鼎入秦始亡。而春秋时郜大鼎、莒二方鼎,皆其列国自造,即有刻画必失禹贡初旨。此但存名为古物,后世图籍繁多,百倍上古,亦不复铸鼎,特并志之。

  ○钟

  凡钟为金乐之首,其声一宣,大者闻十里,小者亦及里之余。故君视朝、官出署必用以集众,而乡饮酒礼必用以和歌,梵宫仙殿必用以明摄谒者之城,幽起鬼神之敬。

  凡铸钟高者铜质,下者铁质。今北极朝钟则纯用响铜,每口共费铜四万七千斤、锡四千斤、金五十两、银一百二十两于内。成器亦重二万斤,身高一丈一尺五寸,双龙蒲牢高二尺七寸,口径八尺,则今朝钟之制也。

  凡造万钧钟与铸鼎法同,掘坑深丈几尺,燥筑其中如房舍,埏泥作模骨,用石灰、三和土筑,不使有丝毫隙拆。干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸。油蜡分两:油居什八,蜡居什二,其上高蔽抵晴雨。(夏月不可为,油不冻结。)油蜡墁定,然后雕镂书文、物象,丝发成就。然后舂筛绝细土与炭末为泥,涂墁以渐而加厚至数寸,使其内外透体干坚,外施火力炙化其中油蜡,从口上孔隙熔流净尽,则其中空处即钟鼎托体之区也。

  凡油蜡一斤虚位,填铜十斤。塑油时尽油十斤,则备铜百斤以俟之。中既空净,则议熔铜。凡火铜至万钧,非手足所能驱使。四面筑炉,四面泥作槽道,其道上口承接炉中,下口斜低以就钟鼎入铜孔,槽傍一齐红炭织围。洪炉熔化时,决开槽梗,(先泥土为梗塞住。)一齐如水横流,从槽道中枧注而下,钟鼎成矣。凡万钧铁钟与炉、釜,其法皆同,而塑法则由人省啬也。若千斤以内者则不须如此劳费,但多捏十数锅炉。炉形如箕,铁条作骨,附泥做就。其下先以铁片圈筒直透作两孔,以受杠穿。其炉垫于土墩之上,各炉一齐鼓鞲熔化。化后以两杠穿炉下,轻者两人,重者数人抬起,倾注模底孔中。甲炉既倾,乙炉疾继之,丙炉又疾继之,其中自然粘合。若相承迂缓,则先入之质欲冻,后者不粘,衅所由生也。

  凡铁钟模不重费油蜡者,先埏土作外模,剖破两边形或为两截,以子口串合,翻刻书文于其上。内模缩小分寸,空其中体,精美而就。外模刻文后以牛油滑之,使他日器无粘,然后盖上,泥合其缝而受铸焉。巨磬、云板,法皆仿此。

  ○釜

  凡釜储水受火,日用司命系焉。铸用生铁或废铸铁器为质。大小无定式,常用者径口二尺为率,厚约二分。小者径口半之,厚薄不减。其模内外为两层,先塑其内,俟久日干燥,合釜形分寸于上,然后塑外层盖模。此塑匠最精,差之毫厘则无用。

  模既成就干燥,然后泥捏冶炉,其中如釜,受生铁于中,其炉背透管通风,炉面捏嘴出铁。一炉所化约十釜、二十釜之料。铁化如水,以泥固纯铁柄杓从嘴受注。一杓约一釜之料,倾注模底孔内,不俟冷定即揭开盖模,看视罅绽未周之处。此时釜身尚通红未黑,有不到处即浇少许于上补完,打湿草片按平,若无痕迹。

  凡生铁初铸釜,补绽者甚多,唯废破釜铁熔铸,则无复隙漏。(朝鲜国俗破釜必弃之山中,不以还炉。)凡釜既成后,试法以轻杖敲之,响声如木者佳,声有差响则铁质未熟之故,他日易为损坏。海内丛林大处,铸有千僧锅者,煮糜受米二石,此真痴物也。

  ○像

  凡铸仙佛铜像,塑法与朝钟同。但钟鼎不可接,而像则数接为之,故写时为力甚易,但接模之法分寸最精云。

  ○炮

  凡铸炮,西洋、红夷、佛郎机等用熟铜造,信炮、短提铳等用生熟铜兼半造,襄阳、盏口、大将军、二将军等用铁造。

  ○镜

  凡铸镜,模用灰沙,铜用锡和。(不用倭铅。)《考工记》亦云:“金锡相半,渭之鉴、燧之剂。”开面成光,则水银附体而成,非铜有光明如许也。唐开元宫中镜尽以白银与铜等分铸成,每口值银数两者以此故。朱砂斑点乃金银精华发现。(古炉有入金于内者。)我朝宣炉亦缘某库偶灾,金银杂铜锡化作一团,命以铸炉。(真者错现金色。)唐镜、宣炉皆朝廷盛世物云。

  ○钱

  凡铸铜为钱以利民用,一面刊国号通宝四字,工部分司主之。凡钱通利者,以十文抵银一分值。其大钱当五、当十,其弊便于私铸,反以害民,故中外行而辄不行也。

  凡铸钱每十斤,红铜居六七,倭铅(京中名水锡)居三四,此等分大略。倭铅每见烈火必耗四分之一。我朝行用钱高色者,唯北京宝源局黄钱与广东高州炉青钱,(高州钱行盛漳泉路。)其价一文敌南直江、浙等二文。黄钱又分二等,四火铜所铸曰金背钱,二火铜所铸曰火漆钱。

  凡铸钱熔铜之罐,以绝细土末(打碎干土砖妙)和炭末为之。(京炉用牛蹄甲,未详何作用,)罐料十两,土居七而炭居三,以炭灰性暖,佐土使易化物也。罐长八寸,口径二寸五分。一罐约载铜、铅十斤,铜先入化,然后投铅,洪沪扇合,倾入模内。

  凡铸钱模以木四条为空匡。(木长一尺一寸,阔一寸二分。)土炭末筛令极细,填实匡中,微洒杉木炭灰或柳木炭灰于其面上,或熏模则用松香与清油,然后以母百文(用锡雕成)或字或背布置其上。又用一匡如前法填实合盖之。既合之后,已成面、背两匡,随手覆转,则母钱尽落后匡之上。又用一匡填实,合上后匡,如是转覆,只合十余匡,然后以绳捆定。其木匡上弦原留入铜眼孔,铸工用鹰嘴钳,洪炉提出熔罐,一人以别钳扶抬罐底相助,逐一倾入孔中。冷定解绳开匡,则磊落百丈,如花果附枝。模中原印空梗,走铜如树枝样,挟出逐一摘断,以待磨钅差成钱。凡钱先错边沿,以竹木条直贯数百文受钅差,后钅差平面则逐一为之。

  凡钱高低以铅多寡分,其厚重与薄削,则昭然易见。铅贱铜贵,私铸者至对半为之,以之掷阶石上,声如木石者,此低钱也。若高钱铜九铅一,则掷地作金声矣。凡将成器废铜铸钱者,每火十耗其一。盖铅质先走,其铜色渐高,胜于新铜初化者。若琉球诸国银钱,其模即凿锲铁钳头上,银化之时入锅夹取,淬于冷水之中,即落一钱其内。图并具后。

  ○附:铁钱

  铁质贱甚,从古无铸钱。起于唐藩镇魏博诸地,铜货不通,始冶为之,盖斯须之计也。皇家盛时则冶银为豆,杂伯衰时则铸铁为钱。并志博物者感慨。

【译文】

  宋先生说:相传上古黄帝时代已经开始在首山采铜铸鼎,可见冶铸的历史真是渊源已久了。自从全国各地(九州)都进贡金属铜给夏禹铸成象征天下大权的九个大鼎以来,冶铸技术也就日新月异地发展起来了。金属本是从泥土中产生出来的,当它被铸造成器物来供人使用时,它的形状又跟泥土造的母模一个样。这正是所谓“以土为母”,“母模子肖”。铸件之中有精有粗,有大有小,作用各不相同。君且看:钝拙的可以用来舂东西,锋利的可以用来耕地,薄壁的可以用来烧水煮食而使民间百姓人丁兴旺,空腔的可以用来振荡空气而使声波振荡,美妙的乐章得以悠然响起。善良虔诚的信徒们模拟仙界神佛之形态为人间造出了精致逼真的偶像,心灵手巧的工匠抓住天上月亮的隐约轮廓而造出了天下到处流通的钱币。诸如此类,任凭人们屈指头、唱筹码,又哪里能够说得完呢?简而言之,这些东西纯靠人力是办不到的。

  鼎

  铸鼎的史实在尧舜以前就已无法考证了,至于传说夏禹铸造九鼎,那是因为当时九州根据各地现有条件和生产能力而缴纳赋税的条例已经颁布,各地每年进贡的物产和品种已经有了具体规定,河道也已经疏通,《禹贡》这部书已经写成了。但是由于恐怕后世的帝王增加赋税来敛取百姓财物,各地诸侯用一些由奇技淫巧做出来的东西冒充贡品,以及后来治水的人也不再按照原来的一套办法,于是,夏禹把这一切都铸刻在鼎上,令规也就不会像书籍那样容易丢失了,使后人有所遵守而不能任意更改,这就是当时夏禹铸造九鼎的原因。经过了许多年代,刻在鼎上的画像,如蚌珠、暨鱼、狐狸、毛织物以及兽皮之类,也可能因为锈蚀而变了样,学问不深和见识浅薄的人就以为这是怪物。因此,《左传》中才有禹铸鼎是为了使百姓懂得识别妖魔鬼怪而避免受到妖魔伤害的说法。这些鼎到了秦朝时就绝迹了,而春秋时期郜国的大鼎和莒国的两个方鼎,都是诸侯国铸造的,即使有一些刻画,也必定不合于《禹贡》的原意,只不过名为古旧之物罢了。后世的图书已经多了好几百倍,就不必再铸鼎了,这里特地提一下。

  钟

  在金属乐器之中,钟是第一位重要的乐器。钟的响声,大的十里之内都可以听得到,小的钟声也能传开一里多。所以,皇帝临朝听政、官府升堂审案,一定要用钟声来召集下属或者民众;各地方上举行乡饮酒礼,也一定会用钟声来和歌伴奏;佛寺仙殿,一定会用钟声来打动人间世俗朝拜者的诚心,唤起对异界鬼神们的敬意。

  铸钟的原料,以铜为上等好材料,以铁为下等材料。现在朝廷上所悬挂的朝钟完全是用响铜铸成的,每口钟总共花费铜四万七千斤、锡四千斤、黄金五十两、银一百二十两,铸成以后重达两万斤,身高一丈一尺五寸,上面的双龙蒲牢图像高二尺七寸,直径八尺。这就是当今朝钟的规格。

  铸造万斤以上的大朝钟之类的钟和铸鼎的方法是相同的。先挖掘一个一丈多深的地坑,使坑内保持干燥,并把它构筑成像房舍一样。将石灰、细砂和黏土塑造调和成的土作为内模的塑型材料,内模要求做得没有丝毫的裂缝。内模干燥以后,用牛油加黄蜡在上面涂约有几寸厚。油和蜡的比例是:牛油约占十分之八,黄蜡占十分之二。在钟模型的顶上搭建一个高棚用以防日晒雨淋(夏天不能做模子,因为油蜡不能冻结)。油蜡层涂好并用墁刀荡平整后,就可以在上面精雕细刻上各种所需的文字和图案,再用舂碎和筛选过的极细的泥粉和炭末,调成糊状,逐层涂铺在油蜡上约有几寸厚。等到外模的里外都自然干透坚固后,便在上面用慢火烤炙,使里面的油蜡溶化而从模型的开口处流干净。这时,内外模之间的空腔就成了将来钟、鼎成型的地方了。

  每一斤油蜡空出的位置需十斤铜来填充,所以,如果塑模时用去十斤油蜡,就需要准备好一百斤铜。内外模之间的油蜡已经流净后,就着手熔化铜了。要熔化的火铜如果达到万斤以上的,就不能再靠人的手脚来挪移浇铸了。那就要在钟模的周围修筑好些个熔炉和泥槽,槽的上端同炉的出口连接,下端倾斜接到模的浇口上,槽的两旁还要用炭火围起来。当所有熔炉的铜都已经熔化时,就一齐打开出口的塞子(事先用泥土当成塞子塞住),铜熔液就会像水流那样沿着泥槽注入模内。这样,钟或鼎便铸成功了。一般而言,万斤以上的铁钟、香炉和大锅,它们的铸造都是用这同一种方法,只是塑造模子的细节可以由人们根据不同的条件与要求而适当有所省略而已。至于铸造千斤以内的钟,就不必这么费劲了,只要制造十来个小炉子就行了。这种炉膛的形状像个箕子,用铁条当骨架,用泥塑造成。炉体下部的两侧要穿两个孔,并垫上两根圆筒状的铁片以便于将抬杠穿过。这些炉子都平放在土墩上,所有的炉子都一起鼓风熔铜。铜熔化以后,就用两根杠穿过炉底,轻的两个人,重的几个人,一起抬起炉子,把铜熔液倾注进模孔中。甲炉刚刚倾注完了,乙炉也跟着迅速倾注,丙炉再跟着倾注,这样,模子里的铜就会自然黏合。如果各炉倾注互相承接太慢,那些先注入的铜熔液都将近冷凝了,就难以和后注入的铜熔液互相黏合而出现夹缝。

  大体而言,铸造铁钟的模子不用费掉很多油蜡,方法是:先用黏土制成剖成左右两半的或是上、下两截的外模,并在剖面边上制成有接合的子母口,然后将文字和图案反刻在外模的内壁上。内模要缩小一定的尺寸,以使内外模之间留有一定的空间,这要经过精密的计算来确定。外模刻好文字和图案以后,还要用牛油涂滑它,以免以后浇铸时铸件粘模。然后把内、外模组合起来,并用泥浆把内外模的接口缝封好,便可以进行浇铸了。巨磬和云板的铸法与此相类似。

  釜

  锅是用来烧水煮饭的,因此人们的日常生活离不开它。铸造锅的原料是生铁或者废铸铁器。铸锅的大小并没有严格固定的规格,常用的铸锅直径约二尺左右,厚约二分。小的铸锅直径约一尺左右,厚薄不减少。铸锅的模子分为内、外两层。先塑造内模,等它干燥以后,按锅的尺寸折算好,再塑造外模。这种铸模要求塑造功夫非常精确,尺寸稍有偏差,模子就没有用了。

  模已塑好并干燥以后,用泥捏造熔铁炉,炉膛要像个锅,用来装生铁和废铁原料。炉背接一条可以通到风箱的管,炉的前面捏一个出铁嘴。每一炉所熔化的铁水大约可浇铸十到二十口锅。生铁熔化成铁水以后,用镶嵌着泥的带手柄的铁勺子从出铁嘴接盛铁水,一勺子铁水大约可以浇铸一口铁锅。将铁水倾注到模子里,不必等到它冷下来就揭开外模,查看有没有裂缝。这时锅身还是通红的,如果发现有些地方铁水浇的不足时,马上补浇少量的铁水,并用湿草片按平,不让锅留下修补过的痕迹。生铁初次铸锅时,需要这样补浇的地方较多,只有用废铁锅回炉熔铸的,才不会有隙漏(朝鲜国的风俗是,锅破了以后一定要丢弃到山中,不再回炉)。

  铁锅铸成以后,辨别它的好坏的方法是用小木棒敲击它。如果响声像敲硬木头的声音那样沉实,就是一口好锅;如果有其他杂音,就说明铁水的含碳量没处理好造成铁质未熟或者是铁水中杂质没有清除干净,这种锅将来就容易损坏。国内有的大寺庙里,铸有一种“千僧锅”,可以煮两石米的粥,这真是一个笨重的家什。

  像

  铸造仙佛铜像,塑模方法与朝钟一样。但是钟、鼎不能接铸,而仙佛铜像却可以分铸后再接合铸造,所以在浇注方面是比较容易的。不过,这种接模工艺对精确度的要求却是最高的。

  炮

  大体说来,荷兰和比利时等国铸炮用的是熟铜,信炮和短枪等用的是生、熟铜各一半,襄阳炮、盏口炮、大将军炮乃至二将军炮等则用的是铁。

  镜

  铸镜的模子是用糠灰加细沙做成的,镜本身的材料是铜与锡的合金(不使用锌)。《考工记》中有云:“金和锡各一半的合金,是适用于铸镜的合金配比。”镜面能够反光,那是由于镀上了一层水银的结果,而不是铜本身能这样光亮。唐朝开元年间宫中所用的镜子,都是用白银和铜各半配比在一起铸成的,所以每面镜子价达几两银子。铸件上有些像朱砂一样的红斑点,那是其中夹杂着的金银发出来的(古代铸造的香炉有些是渗入了金子的)。明朝宣炉的铸造,是由于当时某库偶然发生火灾,里面的金银夹杂着铜、锡都熔成一团,官府便下令用它来铸造香炉(宣炉的真品,其面上闪耀着金色的斑点)。唐镜和宣炉都是王朝昌盛时代的产物。

  钱

  将铜铸造成钱币,是为了方便民众贸易往来。铜钱的一面印有“××(国号)通宝”四个字,由工部下属的一个部门主管这项工作。通行的铜钱十文抵得上白银一分的价值。一个大钱的面值相当于普通铜钱的五倍或者十倍,发行这种大钱的弊病是容易导致私人铸钱,反而会坑害了百姓,所以,中央和地方都在发行过一阵儿大钱之后,很快就停止发行了。

  铸造十斤铜钱,需要用六七斤红铜和三四斤锌(北京把锌叫做水锡),这是粗略的比例。锌每经过高温加热一次就要耗损四分之一。我(明)朝通用的铜钱,成色最好的是北京宝源局铸造的黄钱和广东高州铸造的青钱(高州钱通行于福建漳州、泉州一带),这两种钱每一文相当于南京操江局和浙江铸造局铸造的铜钱二文。黄钱又分为两等:用四火铜铸造的叫做“金背钱”,用二火铜铸的叫做“火漆钱”。

  铸钱时用来熔化铜的坩埚,是用最细的泥粉(以打碎的土砖干粉为最好)和炭粉混合后制成的(北京的熔铜坩埚还加入了牛蹄甲,不知道有什么用处)。熔铜坩埚的配料比例是,每十两坩埚料中,泥粉占七两而炭粉占三两,因为炭粉的保温性能很好,可以配合泥粉而使铜更易于熔化。熔铜坩埚高约八寸,口径约二寸五分。一个熔铜坩埚大约可以装铜和锌十斤。冶炼时,先把铜放进熔铜坩埚中熔化,然后再加入锌,鼓风使它们熔合之后,再倾注入模子。

  铸钱的模子,是用四根木条构成空框(木条各长一尺二寸,宽一寸二分),用筛选过的非常细的泥粉和炭粉混合后填实空框,面上要再撒上少量的杉木或柳木炭灰,或者用燃烧松香和菜籽油的混合烟熏过。然后把成百枚用锡雕成的母钱(钱模)按有字的正面或者按无字的背面铺排在框面上。又用一个填实泥粉和炭粉的木框如上述方法合盖上去,就构成了钱的底、面两框模。接着,随手把它翻转过来,揭开前框,全部母钱就脱落在后框上面了。再用另一个填实了的木框合盖在后框上,照样翻转,就这样反复做成十几套框模,最后把它们叠合在一起用绳索捆绑固定。木框的边缘上原来留有灌注铜液的口子,铸工用鹰嘴钳把熔铜坩埚从炉里提出来,另一个人用钳托着坩埚的底部,共同把熔铜液注入模子中。冷却之后,解下绳索打开框模。这时,只见密密麻麻的成百个铜钱就像累累果实结在树枝上一样。因为模中原来的铜水通路也已经凝结成树枝状的铜条网络了,把它夹出来将钱逐个摘下,以便于磨锉加工。先锉铜钱的边沿,方法是用竹条或木条穿上几百个铜钱一起锉。然后逐个锉平铜钱表面不规整的地方。

  铜钱质量的高低以锌的含量多少来辨别区分,至于从外在质量看铸钱成品,轻重与厚薄,那是显而易见的。由于锌价值低贱而铜价值更贵,私铸铜币的人甚至用铜、锌对半开来铸铜钱。将这种钱掷在石阶上,发出像木头或石块落地的声响,表明成色很低。如果是成色高质量好的铜钱,铜与锌的比例当是九比一,把它掷在地上,会发出铿锵的金属声。用废铜器来铸造铜钱,每熔化一次就会损耗十分之一,因为其中的锌会挥发掉一些,铜的含量逐渐提高,所以铸造出来的铜钱的成色就会比新铜第一次铸成的铜钱要高。琉球一带铸造的银币,模子就刻在铁钳头上,当银熔化了的时候,将钳子头伸进坩埚里夹取银液后,提出来往冷水之中一淬,一块银币就落在水里了。

  附:铁钱

  铁这种金属价值十分低贱,自古以来没有用铁来铸钱的。铁钱起源于作为唐朝藩镇之一的魏博镇地区,由于当时藩镇割据,金属铜无法贩运,才不得已而用铁来铸钱,那只是一时间的权宜之计罢了。在唐代皇家兴盛之时,曾经用白银铸成豆子来玩耍取乐,而到了后来藩镇割据而国家衰落时,就连低贱的铁也只好拿去铸钱了!就一起记在这里以表示博物广识者的感慨吧。