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2023-10-18
中国古代金属建筑：铸造与锻造技术对比
【摘要】：铸造和锻造是最基本的两种金属加工成型方式，各有悠久的历史。这一差异，实际上也是长久以来中原与西南、西北地区金属加工成型技术路线的差异，在金属建筑上的一个具体体现。与铸造技术的高度发达形成对比的是：我国古代中原的锻造技术相对弱势，而西北、西南地区的锻造技术却比较发达。[31]综上所述，铸造与锻造这两种技术路线，看似只是操作层面的区别，实际上是漫长的时间跨度中，地域技术积累、地域工艺传统乃至地域文化的反映。
铸造和锻造是最基本的两种金属加工成型方式，各有悠久的历史。我们看到，中国古代的铜殿、铁塔、铜塔的绝大多数构件都是铸造的，而仅有少部分构件是锻造的（如塔上的榫柱[22]、辅助支撑柱等较细的柱状构件，以及一些薄片状构件等）。
与此相对，藏传佛教建筑的金顶屋面，其铜瓦、脊饰都不是铸造的，而是锻造成型的（图11-10）。承德外八庙、北京故宫的金瓦属于藏传佛教系统，也是锻造的。应注意的是，汉地寺观建筑中的铁瓦、铜瓦，是铸造而不是锻造的。
对金属建筑来说，铸造和锻造看似只是加工成型方式的区别，但从根本上说，这是由中国古代金属成型技术的传统，以及金属建筑的结构、建造决定的。铸造技术适合仿照木、砖建筑的形式来分件铸造构件，再组装或叠置；锻造技术适合锻出薄片，用以包裹、装贴。因此，如果金属构件是建筑中必要的承重主体，同时也是被表现的主体，则铸造；如果金属构件只是建筑中起围护作用或装饰作用的一层薄皮，则可以用锻造。
落实在地图上，很明显可以看出中原地区的金属建筑采用了铸造；而西南、西北地区的铜瓦，采用了锻造。这一差异，实际上也是长久以来中原与西南、西北地区金属加工成型技术路线的差异，在金属建筑上的一个具体体现。
正如冶金史学者何堂坤所论：“我国金属器早期成型技术上的一个重要特点是：铸造技术发明较早，并很快就取得了较高的成就，在龙山文化时期便铸造了形制较为复杂的铜铃和铜容器。铸造技术的发明，为金属器成型开辟了一条广阔的道路，对社会生产的发展产生了巨大的影响。”[23]
“因铸造的生产率较高，使用范围较宽，能生产许多体型较大、形制复杂、纹饰精细的器物，加之锡青铜铸造性能较好，且含锡稍高时宜铸不宜锻，所以二里头文化之后，锻打工艺在中原青铜器制作中便退到次要的地位，商、西周青铜器绝大多数都是铸造的，春秋之后才又出现了少量锻制之品。”[24]
图11-10 青海塔尔寺大金瓦殿
图11-11 塔尔寺大银塔
图11-12 甘南郎木寺大金塔
有此高度成熟的技术传统，又有木构建筑作为便捷的模仿对象，中原地区绝大部分的金属建筑采用了铸造的加工路线就顺理成章——其构件本身既是承重主体，同时也是被表现的主体。
另一方面，锻造作为人类掌握最早的一种金属加工工艺，始见于铜石并用时代，应当是从石器和陶器加工中演变过来的。与铸造技术的高度发达形成对比的是：我国古代中原的锻造技术相对弱势，而西北、西南地区的锻造技术却比较发达。尤其在宋代，羌人的冷锻技术有较大的发展。(www.chuimin.cn)
北宋庆历元年（1041）田况《上兵策十四事》，第十二事谈到羌族的冷锻铁甲，非常坚固，“坚滑光莹，非劲弩可入”，令宋廷侧目。田况认为原因是“由彼专而精”。[25]
沈括《梦溪笔谈》卷十九也记载。
“青堂羌（今青海西宁附近）善锻甲，铁色青黑，莹澈可鉴毛发。以麝皮为[纟酉]旅之，柔薄而韧……去之五十步，强弩射之不能入。……凡锻甲之法，其始甚厚，不用火，冷锻之，比元厚三分减二乃成。”[26]
何堂坤先生指出：比原厚度三分减二，与现代技术原理相符。“现代材料学研究表明，冷加工量小于60%～70%时，材料强度随变形量之增加而提高；变形量大于此数后，加工量再增加时，则硬度增加不多，材料却急剧变脆，使强度降低。所以此‘三分减二’乃是获得高硬度、高强度的最佳变形量。这是我国古代少数民族在金属加工技术上的一项重要成就。”[27]
在此技术传统下，藏传佛教寺院喜用锻造的金瓦顶，以及铜皮或银皮包裹的银塔、金塔，就不难理解了（图11-10～图11-12）。
如果将视野再向西、向南放宽，则会发现不仅我国西部，乃至中亚、欧洲、东南亚在铜石并用时代及其后相当长一段时期内，锻造都是占有重要的地位的。正如何堂坤先生所论：
“锻打技术之发明，很可能与人类最为古老的技术传统和自然铜的使用有关。……安那托利亚（Anatolia）查塔尔莹克的小铜珠，也是自然铜的锻件，断代为前7000～前6000年，这大约是人们所见较早的锻件。之后，这种技术传统便一直保存了下来。在青铜时代，虽然多数器物都采用了铸造工艺，但有的器物，尤其是刃器，铸造后往往又对刃部进行锻打加工，一为改善外部形态，二为加工硬化。在早期铁器时代，甚至在中世纪，近东和欧洲的铁器基本上都是锻造的。”[28]
欧洲的案例如许多教堂的屋顶都是锻造铜板所制。东南亚的案例如现在越南、泰国、柬埔寨，上座部佛教流行地区，多见铜塔、铜瓦建筑佛寺，均为锻制的镏金铜板包裹木骨或其他材料的结构体而成。历史文献如《林邑记》曰：“林邑王范文铸铜为牛，铜屋行宫。”[29]（林邑国即现越南中南部，范文活跃的时代大约为公元5世纪初，东晋末年）可想而知这个“铜屋行宫”很可能也是铜板包裹的建筑。
以上主要是针对铜加工而言，铁的加工也是一样。正如华觉明先生的精辟论断——“西方的英雄是铁匠。东方的英雄是铸师。”西方早期金属工艺传统是锻铸并用，且以锻造居先。根植于这一工艺传统，形成了以块炼铁为唯一原料，以锻造为唯一加工手段的较为单一的钢铁技术体系。直到公元14世纪左右，生铁冶铸术才在欧洲广为使用[30]。
而在中国，中原深厚的铸造工艺传统，“使得工匠们在面对铁这种新材质时，发自天性地要以铸的手段予以加工和成形、使用。即使是生铁这种脆硬的材料，也得想方设法使之变性、柔化，以合乎实用，同时也是坚持了世代相传的自身传统。正是这样，遂形成了中国自己的复合的钢铁技术体系而与西方早期判然有别。”[31]
综上所述，铸造与锻造这两种技术路线，看似只是操作层面的区别，实际上是漫长的时间跨度中，地域技术积累、地域工艺传统乃至地域文化的反映。具体对金属建筑来说，铸造和锻造不只是工匠对加工成型方式的喜好和习惯，也是由金属建筑的结构方式、建造方式决定的。
图11-13 玉泉寺铁塔塔基地宫平面、剖面图
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