青铜器时代是人类历史上一次重大的技术革新,它不仅见证了冶金术的诞生,也预示着工具材料的转变。尽管新石器时代的许多工具在金属器时代得到了延续,但对冶金术的影响进行概述后,我们可以更清晰地看到两个时期工具的异同。
冶金术的发展依赖于稳定的食物供应,这是因为冶金活动需要大量的劳动力,而这些劳动力需要充足的食物来维持。在古代中国,农业是社会经济的基础,为社会提供了必要的物质基础和食物来源。商代农业的发展水平较高,粮食亩产已达到61.28斤,每年种植面积6800万亩以上,供养了780多万人口,支撑了商代社会的大发展。
冶金术的传播和发展需要一定的人口规模和社会结构。大规模的社会群体能够提供更多的劳动力和更复杂的社会结构,这有利于技术的传播和创新。甘肃张掖西城驿遗址的考古发掘显示,该地区居民已经形成了以从事旱作农业为主、兼有饲养,并进行冶金等手工业生产的史前聚落。这种多样化的经济活动表明了社会分工的存在,为冶金技术的发展提供了社会基础。
例如甘肃省张掖市甘州区下崖村西城驿遗址的范围为35万平方米,这一庞大的遗址规模表明了当时社会群体的规模之大。大规模的聚落能够提供更多的劳动力。西城驿遗址出土了大量与冶炼相关的遗物,如炉渣、矿石、炉壁、鼓风管、石范等,西城驿遗址的冶铜活动从马厂晚期出现至四坝早段一直在进行,显示了该地区冶金活动的持续性和复杂性。
(西城驿冶金遗址)
西城驿遗址的房屋建筑从早期的半地穴式建筑逐渐被地面立柱式和土坯建筑所取代,这种建筑技术的进步可能与冶金技术的发展有关,因为冶金活动需要建造更为稳固和耐高温的设施。西城驿遗址出土的小麦和土坯建筑是西北地区所见年代最早者,考古界一般认为,小麦和土坯建筑起源于西亚和中东地区,西城驿遗址的发现表明早在4000年前,河西走廊地区已与西方发生了频繁接触,这种文化交流有利于冶金技术的传播。
在中东和近东地区,金属工具取代石制工具的进程相对缓慢。考古学上称人类历史上的使用金属工具时代的文化,可以划分为金石并用时代、青铜时代和铁器时代,距今约6000-3000年。其中金石并用时代约为距今6000年-5000年,以熔炼的天然铜矿石和石器相结合为主要特征。
在欧洲未开化地区,石制工具甚至在青铜器时代结束后仍在使用。例如,西亚是世界上最早进入铜石并用时代的地区,大约在公元前6000年西亚的一些地区开始出现铜针、铜锥、铜珠等红铜制品,这是人类掌握冶铜技术并制造工具的最早物证。然而,这并不意味着石制工具立即被取代,它们在一些地区仍然持续流行。
金属工具,尤其是青铜和铁制工具,因其耐用性和锋利性而受到青睐。在战争中,金属武器如剑、矛和斧头的坚固和锋利使其在战斗中具有明显优势。青铜剑的硬度和切割能力远超石制武器,能够有效地穿透敌人的防御。此外,金属工具在农业中也逐渐取代了石制工具,如铁锄和铁镰的出现,使得耕作和收割效率大幅提升。
尽管金属工具在某些方面更具优势,石制工具在农业和日常生活中依然发挥着重要作用。石制工具的易得性和低成本使其在许多地区仍然流行。在一些偏远地区,石制工具因其原材料丰富、制作简单而被广泛使用。
美索不达米亚,意为“两河之间的地区”,即底格里斯河与幼发拉底河之间的区域,是早期冶金术发展的重要区域。这一区域金属矿产资源相对匮乏,但早期城邦的形成与贸易网络的发达使得当地居民能够远距离获取资源与技术。近东地区早在公元前第5千纪即有冶金活动,美索不达米亚北部地区出现了零星的金属制品。
公元前4000年以后,该地区冶金活动有了较大发展。在米什马尔干河北岸的洞穴遗址中发现了429件铜器,包括240件权杖头、100件权杖以及5件王冠等,其中大部分工具为红铜制品,而等级较高的器物则含有较多的砷、锑和镍,显示了合金元素被有意引入以改变器物的颜色、硬度和熔点。
美索不达米亚早期铜器往往为含有砷及少量镍的砷青铜,直到公元前3000年锡青铜才在这一地区出现。由于美索不达米亚及其周边地区都没有锡矿石资源,生产锡青铜所需锡料要经过长距离贸易输送至美索不达米亚。
冶金术的具体起源地还难以确定,但巴尔干到安纳托利亚一带早在7000年前已开始冶金实践,5000年前已发明范铸法和失蜡法,不同比例的砷青铜、锡青铜、铅青铜或铅锡青铜也相继发明。也就是说4000年前西亚已进入青铜时代的鼎盛时期,主要的青铜冶铸技术均已发明,并对周围世界产生了重大影响。
伊朗南部、美索不达米亚一带在公元前4000至前3000年已使用青铜器。这一时期,伊朗中部高原社会复杂化进程在考古学上有明确的证据可循,如社会分化、手工业专业化、冶金技术的发展、远程贸易以及早期书写系统的出现等。
古埃及文明在公元前3300年左右率先进入了青铜时代,这一时期古埃及的青铜器制造技术较为成熟,距今约5300年。古埃及的青铜器使用率在公元前3000年左右普及,这一时间点晚于古埃及,但早于其他许多地区。
公元前3000年前后,巴尔干半岛率先开启了欧洲青铜时代的大门。这一地区因其地理位置的优势,较早地接触到了来自地中海东岸的冶金技术。
南欧地区,尤其是希腊半岛及其周边海岛,是欧洲迈入青铜时代较早的地区之一。在青铜时代早中期,这一地区主要有希腊底文化、基克拉迪文化以及米诺斯文化。东欧南部与巴尔干半岛北部在竖穴墓文化时期进入青铜时代,时间略早于南欧。这一地区的青铜器以武器、工具、装饰品为主,常见板斧、竖銎斧、矛等。
欧洲中西部农耕条件较好,青铜资源也很丰富。该地区在“喀尔巴阡一巴尔干冶金区”的影响下,于钟杯战斧文化晚期进入青铜时代。不列颠群岛、法国西部沿海以及伊比利亚半岛,在新石器时代是巨石墓文化的主要分布区。至青铜时代,受到欧洲南部及西部内陆青铜文化的双重影响,形成了大西洋青铜文化。北欧地区由于铜矿、锡矿资源匮乏,加上远离青铜文化中心,进入青铜时代的时间晚于欧洲其他地区,于公元前1700年前后的诺迪克文化早期进入青铜时代。
(钟杯战斧文化)
青铜器通过贸易进入中欧和北欧,逐渐改变了这些地区的工具使用习惯。例如,中亚农业区费尔干纳盆地和中国新疆地区西部在公元前2500年左右进入青铜时代。
在中国多个地区,如黄河流域和长江流域的遗址中,发现了早期的青铜器,这些发现表明中国人独立掌握了铸造技术,并逐渐将其发展成为一种高度发达的艺术形式。
中国青铜文化的发展一般被划分为三大阶段:萌芽期、鼎盛期和转变期。萌芽期是指龙山时代,距今约4500至4000年,相当于尧舜禹传说时代。这一时期,中国已经开始出现人工冶炼铜器。
在这一时期,红铜与青铜器并存,并出现了黄铜。例如,甘肃东乡林家遗址出土了一件范铸的青铜刀;河北省唐山大城山遗址发现了两件带孔红铜牌饰;河南省登封王城岗龙山城内出土了一件含锡7%的青铜容器残片;山东省栖霞杨家圈出土了黄铜残片等。
(甘肃东乡林家遗址青铜刀)
二里头青铜铸造工艺体现出独特性,它迅速创建了泥范块范法技术体系,生产出造型独一无二的礼器。铜和锡青铜、铅锡青铜并存,铅锡青铜很快居主要地位,且锡、铅含量高。从二里头三期开始,确立了含铅合金体系的本土化技艺,推动中原地区的铜器冶铸技术在这一时期脱颖而出。
金属工具因其高成本和特权地位,促进了廉价材料类似物的发展。这种趋势在多个文化中均有体现,如大普雷西尼工场和不列颠“A”饮器文化。
大普雷西尼工场是新石器时代晚期至青铜时代早期的一个重要遗址,位于现在的法国境内。这个工场以生产燧石工具而闻名,这些燧石工具在形态上模仿了金属工具,尤其是在金属工具昂贵且难以获得的地区,燧石工具作为一种廉价的替代品被广泛使用。它们不仅满足了日常工具的需求,也在一定程度上反映了社会分层和工艺技术的发展。
不列颠的“A”饮器文化,也称为早期青铜时代文化,大约公元前2500年左右,这一时期的特点是出现了大量的燧石仿铜器,这些仿铜器在形态上与金属饮器相似,但在材料上使用了更易获得的燧石。这种饮器的流行显示了在金属资源稀缺或成本高昂的情况下,人们倾向于使用廉价的材料来制作日常生活中的器物。
青铜器时代的金属工具,特别是青铜器,因其硬度和锋利性,在某些领域如农业和战争工具中展现出明显优势。例如,青铜农具的使用提高了农业生产效率,青铜武器则因其耐用性在军事上占据优势。
铁器时代的到来意味着金属工具的进一步普及和石器加工的衰落。铁器坚硬、韧性高、锋利,胜过石器和青铜器。铁器的广泛使用,使人类的工具制造进入了一个全新的领域,生产力得到极大的提高。铁器取代青铜器,首先在于铁矿比铜矿更多、更容易获得;其次是因为铁器不但坚硬,还有韧性,不易折断。铁的冶炼技术更复杂,含碳量较低的钢铁生产难度较大,但经过上千年的经验积累,人们最终掌握了品质更优、成本更低的钢铁冶炼技术。
江苏六合程桥东周墓出土的铁条、铁丸,经科学分析,是白口生铁。这些铁器的年代距今约2500年左右,即春秋晚期。这些铁器的发现,不仅在中国,也是世界上最早的生铁实物之一,早于欧洲1800多年。
(六合程桥东周墓生铁丸)
战国时期,随着铁器的推广,青铜制造业开始衰落。铁器的使用加速了社会经济的发展,推动了兼并战争的进行。铁工具的普遍使用,特别是在农业和手工业中,基本上代替了木器、石器、骨器、蚌器和青铜器,初步取得支配地位。