个人认为大英博物馆对《考工记》青铜配方的研究称不上“破解”_风闻

    看到观网报道英媒：《考工记》所载青铜铸造配方被破解，去看了一下大英博物馆的论文，我觉得这称不上对《考工记》“六齐”配方的破解，只是提出了一种有可能但不一定正确的假说。

      先补充一下背景知识，成书于战国时期的《考工记》记载了用于不同用途的6中青铜合金配方（“齐”，读作“剂”），包括钟鼎、斧子、戈戟、大刀、箭镞、镜子六种用途，分别有不同的“金”和“锡”比例，简单来说，就是锡越多，青铜就越硬但也越脆。

       传统上认为，“锡”就是指锡，而“金”一种说法认为指青铜合金本身（古代青铜常被称为“金”），另一种说法认为指纯铜。比如“六分其金， 而锡居一，谓之钟鼎之齐”，可以解释为青铜整体算6份，其中1份锡、5份铜；也可以解读为纯铜6份，锡1份。

    用这两种方式解读，可以列出六种配方的成分表。

    上半部分表格所列成分（前一种解读方式），锡含量太高，超过了绝大部分出土青铜器的实测锡含量，而且从铜锡合金的性能上看，锡含量这么高会导致青铜变得非常脆，一摔就断，无法做成实用的青铜器。下半部分表格所列成分（后一种解读方式）与出土青铜器成分能够大体对应，用现代的金属学原理来解释的话也符合铜锡合金的性能规律，所以更被认可。

    然而，实际出土青铜器成分并不能和《考工记》的记载严格对应。一方面，古代冶铸都是经验性控制，且受矿石来源的影响，不可能精确控制成分；另一方面，《考工记》只是非常粗略地记载了青铜的配制原则，并是实际生产的说明书。据郭沫若考证，《考工记》写于齐国，也可能只是针对当时齐国特有的两种铜、锡原料的记载。在不同的时期、不同地域、不同的具体用途，青铜器的配方都会发生变化，所以青铜器成分并不能与“六齐”严格对应，甚至有明显不符的情况。另外，青铜器多为铜-锡-铅三元合金，铅的加入能够提高铜液的流动性，从而铸造出更精美的形状和纹饰，且使用铅能降低青铜器的成本，而上述对《考工记》的解读都只考虑了铜-锡二元成分，没有考虑铅含量。

    大英博物馆的这项研究创造性地提出了从铜-锡-铅三元成分解读《考工记》“六齐”的新思路，即“金”指80∶15∶5的铜锡铅合金，“锡”指50∶50的铜铅合金，用这两种预制合金为原料，混合出不同配方的青铜。  

    作为对冶金史感兴趣的外行，我觉得他们的工作仍然有很多问题：

1、他们从战国刀币的青铜成分出发，分析青铜熔炼时铜锡铅的添加方式，推算出上述两种预制合金的成分，再外推到其他青铜器来解释“六齐”。然而，“六齐”是针对不同用途青铜器的性能要求提出的合金配方，其中不包括钱币用途，而钱币对金属性能要求不算太高，只要别软到一掰就弯（比如纯铅）、别脆到一摔就碎（锡铅含量过高）就行。所以铸币的配方主要受国家经济状况、矿产来源和货币政策的影响，并不能用钱币的合金配比来类推其他青铜器的配方。

他们的论文展示了战国时期各国刀币的锡、铅含量，确实表现出某种规律性。

但是根据战国刀币的锡、铅含量配比推算出的“六齐”配方（彩色方块），与出土的东周青铜器成分（蓝点）相比，可以看到锡含量大致符合但略有偏低，铅含量明显偏高，这是因为钱币的铅含量很高，可能和降低铸币成本有关。另外，铅含量非常高的青铜器非常脆弱，不是实用器，而是明器。

2、他们认为“锡”指50∶50的铜铅合金，但这恐怕不符合我国古代冶金技术的发展情况。目前已出土了夏商时期（夏家店、二里头、二里岗、殷墟）的铅器、铅块和锡块，西周早中期有纯锡制成的锡器；因为锡贵而铅贱，殷墟不同等级墓葬的青铜器也有锡、铅含量的区分，说明我国古人早已能够区分锡和铅，似乎不太可能到战国时期还把铜铅合金称为“锡”。

3、使用高含铅量的预制铜铅合金作为铅添加剂的假说目前尚无明确的考古证据支撑。我国古代的矿石冶炼和青铜器铸造一般是分开进行的。铜矿冶炼场所设置在矿山附近，把矿石冶炼成金属锭，送到青铜器铸造场所，重新熔炼后铸造成器。所以配制青铜的原料，最直接的证据来自冶金遗址的金属锭。目前在冶金遗址出土过纯铜锭、冰铜锭（硫化铜）、砷铜锭、低铅含量的锡青铜锭、低铅含量的铜铅合金锭、铅锭等，但我没有查到有高含铅量的铜铅合金。

    铅的同位素比值可以用于追溯铅料来源。在河南荥阳官庄铸铜遗址（春秋中期早段）发现了一块铅块，成分接近纯铅（含砷0.8%），只在内部含有少量青铜，铅的同位素组成可能代表鄂东南-赣北来源；在一部分含铜的遗物中也检测出同位素组成相同的铅，其中一块铜片的含铅量不足0.2%，其他青铜熔炼炉渣和青铜制品的含铅量则更高。铅的同位素比值与铜铅含量无关，表明这些铜和铅来源于同一处铜铅共生矿，但采用了铜铅分离的冶炼技术，分别得到纯铜和纯铅，再熔炼铅锡青铜。另有一种西周中晚期到春秋早期使用的铅料来源于长江下游地区，在安徽铜陵师姑墩遗址（从二里头时期延续到春秋早中期）中发现了铅同位素比值相同的纯铅和含铅量极低的炼铜渣，证明了铜铅共生矿的冶炼分离过程，且炉渣表明青铜的熔炼过程是先炼铜再加入铅锡，并未发现冶炼高铅铜的证据。郑韩故城梳妆台春秋时期的青铜冶铸遗迹中，出土了基本不含铅的锡青铜熔炼炉渣、少量的铅锡青铜熔炼炉渣和只含有少量铜的铅矿石冶炼炉渣（研究者认为当时使用的铅矿品位很高，所以直接送到青铜器冶铸场所进行铅的冶炼），说明当时当地并没有熔炼高含铅量的铜铅合金的过程。至于说战国时期是否会用高含铅量的预制铜铅合金来配制青铜，目前尚无直接的考古证据。

 4、从铜铅相图上看，固态的铜和铅几乎完全不能相溶，在大约1000℃时，含铅50%的铜铅合金液会分解成互不相溶的富铜液体和富铅液体两相；955℃时转化为几乎不含铅的固体铜和富铅的液体，铜和铅的密度和熔点差异让两者很容易分开（这是熔炼铜铅合金分离铜和铅的原理，明代《天工开物》有记载），很难获得成分均匀的铜铅合金铸锭。现代生产铜铅轴承合金时需要采用特殊的工艺，很难想象古代如何稳定地生产出50%铅含量的铜铅合金作为配制青铜的标准原料。

    总之，说大英博物馆“破解”了青铜配方，我觉得是标题党了。他们的模型虽然能够很好地解释钱币的合金配方，但恐怕与其他青铜器的实际成分并不符合，也缺乏冶金史的考古证据，是一种理论上合理但不一定符合实际的假说。但我终究只是冶金史的外行，短时间内查阅的资料也很有限，还望专业人士不吝赐教。

    在青铜时代，我国古人创造了辉煌灿烂的文明。从科学技术史的角度去解读中华文明，是我们探寻中华文明发展历程的重要方面。我国学者已经做出非常丰硕的成果，揭示了古人高超的冶金技术，但还有太多的谜题等待我们去破解。希望国内媒体能够对这些研究工作有更多的报道，也期待科技史的研究工作带给我们更多更精彩的新发现。

参考资料：

新闻所述的论文：Pollard, A., & Liu, R. The six recipes of Zhou: A new perspective on Jin (金) and Xi (锡).  2022: 1-14. https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/4201C4F138E4826C62545723726F90C3/S0003598X22000813a.pdf/the-six-recipes-of-zhou-a-new-perspective-on-jin-and-xi.pdf

周始民.《考工记》六齐成份的研究.化学通报,1978(03):54-57.

申永良.《考工记》六齐配方的相图理论研究.冶金丛刊,2000(02):22-24+3.

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http://kaogu.cssn.cn/zwb/xsyj/yjxl/qt/201810/t20181009_4666206.shtml

张吉,郜向平,丁思聪,赵昊,陈建立.河南荥阳官庄遗址铸铜技术与金属资源变迁初步研究.南方文物,2021(03):162-173.

王开,陈建立,朔知.安徽铜陵县师姑墩遗址出土青铜冶铸遗物的相关问题.考古,2013(07):91-104.

李延祥,刘海宇,杜宁,蔡全法.郑韩故城梳妆台出土炉渣初步研究.中国国家博物馆馆刊,2012(11):126-131.

附：《考工记》“六齐”原文

金有六齐：六分其金， 而锡居一， 谓之钟鼎之齐；五分其金， 而锡居一， 谓之斧斤之齐；四分其金， 而锡居一， 谓之戈戟之齐；三分其金， 而锡居一， 谓之大刃之齐；五分其金， 而锡居二， 谓之削杀矢之齐； 金锡半， 谓之鉴燧之齐。