文物中的化學(xué):這些精美文物是如何打造出來的?|新知

文博時(shí)空2024-05-27 07:55

文博時(shí)空/文 文博時(shí)空 作者 徐之南

文物攝影|杜廣磊

瓷器精美,青銅貴重,這些精美的文物又是如何打造出來的?如何控制瓷釉原料才能生產(chǎn)出青、白等多色釉瓷?如何發(fā)現(xiàn)了生漆這一美觀耐用的“人工塑料”?越王勾踐青銅劍又是如何歷經(jīng)千年而不銹?

古人的智慧超出想象,我們從硅酸鹽、金屬、日常生活三個(gè)方面,探討古人對(duì)化學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用,挖掘文物背后的科學(xué)原理,了解古人在科技方面的創(chuàng)造與智慧,體味中國(guó)古代科技的高光時(shí)刻。

【硅酸鹽】

硅酸鹽是硅、氧與其它化學(xué)元素 (主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結(jié)合而成的化合物的總稱。它在地殼中分布極廣,是構(gòu)成多數(shù)巖石(如花崗巖)和土壤的主要成分。大多數(shù)熔點(diǎn)高,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。?

1.?青花釉里紅瓷倉(cāng)

元代 青花釉里紅瓷倉(cāng) 江西省博物院藏

瓷器由瓷胎、釉和彩三部分組成。單純施釉很難創(chuàng)造出帶有精美圖案的瓷器,因?yàn)橛员旧淼谋憩F(xiàn)力有限。比如我們常說的彩瓷,就是用顏料在瓷器上涂抹勾勒燒制而成。根據(jù)顏料所在的位置,就衍生出了兩類不同的釉彩,分別是釉下彩和釉上彩。

釉下彩,就是直接在坯體上使用顏料彩繪,繪畫完成后在坯體上罩一層透明釉,入窯高溫?zé)坪螅纯傻玫接韵虏蚀善?。釉上彩剛好相反,就是直接在瓷器的釉上施彩,再?00℃—900℃的低溫二次入窯燒制,固化彩料后,即可得到釉上彩瓷器。

青花和釉里紅屬于高溫釉下彩。青白釉創(chuàng)始于北宋前期,其瓷器胎體潔白,釉料中三氧化二鐵含量低于0.99%,呈色介于青白二色之間。銅紅釉,或簡(jiǎn)稱紅釉,以銅為著色劑,在還原氣氛中燒成,元代才開始熟練拿通體一色的銅紅釉燒成技術(shù)。青花以氧化鈷作著色劑,呈色較為穩(wěn)定,受空氣氧影響較小,燒制成功率較高;釉里紅以銅紅料為著色劑,在高溫還原氣氛下燒成,呈色不穩(wěn)定,極易受密室中氯氣影響,難度大,成品率低。

此谷倉(cāng)表面以施青白釉為主;所有立柱和正面?zhèn)}板均勻涂抹銅紅釉,欄桿,瓦當(dāng)、屋脊上子和蓮花都用銅紅料點(diǎn)提裝飾;大門的對(duì)聯(lián)和背板的志銘以青花料書寫,倉(cāng)側(cè)大字則用釉里紅書寫。四種高溫釉(彩)工藝集于一件器物之上,在元代瓷器只此一例。此谷倉(cāng)承宋代景德鎮(zhèn)青白釉之傳統(tǒng),青白釉清澈透明,色調(diào)高準(zhǔn);元代瓷器上銅紅釉開始大面積施用,此器是最早的一件紀(jì)年紅釉瓷,也是所見的極少的幾件元代紀(jì)年青花釉里紅瓷器之一。

2.?吳“永安三年”款青釉堆塑谷倉(cāng)罐

三國(guó) “永安三年” 吳“永安三年”款青釉堆塑谷倉(cāng)罐?南京博物院藏

青瓷最早出現(xiàn)在江南,主要是當(dāng)?shù)馗划a(chǎn)優(yōu)質(zhì)高嶺土,還采用不同于北方饅頭窯的龍窯,從而將鐵含量降到1%,還產(chǎn)生1300度的高溫。它表現(xiàn)了漢晉青瓷的工藝水平,還生動(dòng)復(fù)原了兩千多年的江南大族莊園生活,它是早期青瓷的典型代表。

從東漢后期開始,歷經(jīng)三國(guó)、兩晉、南北朝制瓷工藝的長(zhǎng)期實(shí)踐,到了隋唐,青瓷的燒制技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。對(duì)青瓷的研究結(jié)果表明,青瓷釉中含有1%-3%的氧化亞鐵,從而使釉色呈現(xiàn)青綠色。這不僅要求釉藥配比合理,特別是鐵離子含量要適當(dāng),而且燒制過程中須嚴(yán)格控制窯溫和控制通風(fēng)狀況。

3.?北齊白釉綠彩長(zhǎng)頸瓶

北齊武平六年(575年) 北齊白釉綠彩長(zhǎng)頸瓶?河南省博物院藏

北齊白釉綠彩長(zhǎng)頸瓶來自北齊武平六年(575年)的范粹墓,是目前考古工作者發(fā)現(xiàn)的最早一批白瓷。這批白瓷胎料比較細(xì)白,沒有上化妝土,釉層薄而滋潤(rùn),釉色乳白,但仔細(xì)看又呈現(xiàn)乳濁的淡青色。

它開創(chuàng)了中國(guó)陶瓷釉彩裝飾的先河,它是單色釉向彩色釉發(fā)展的重要一步,為色彩斑斕的唐三彩奠定了工藝基礎(chǔ)。此器施純正透明釉,釉色薄而滋潤(rùn),玻璃質(zhì)感較強(qiáng),釉色普遍白中泛黃,有些釉厚處泛青色,在乳白色透明釉上施數(shù)道綠釉。胎料經(jīng)過加工淘洗,比較細(xì)膩,呈灰白色,胎子外面還施了一層化妝土。

在中國(guó)陶瓷發(fā)展史上,早期的瓷器均屬于青瓷系統(tǒng),白瓷的生產(chǎn)要晚于青瓷,白瓷生產(chǎn)的條件比青瓷更為嚴(yán)格,必須降低胎、釉料中的鐵的含量。北齊白釉綠彩長(zhǎng)頸瓶是中國(guó)發(fā)現(xiàn)的最早的白瓷器之一,它的出現(xiàn)標(biāo)志著制瓷工藝的巨大進(jìn)步,它打破了青瓷一統(tǒng)天下的局面,為以后彩瓷的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

白瓷的燒造技術(shù)在唐代已較成熟,唐代邢窯白瓷精工制作,有潤(rùn)滑如玉的觸感。經(jīng)測(cè)試表明,邢窯白瓷的瓷胎中氧化硅含量一般在60%—65%之間,氧化鋁含量則高達(dá)28%-35%。氧化鐵、氧化鈦及其他金屬氧化物含量都非常低。原料中氧化鐵含量低,決定了邢窯瓷器的白度較高。

4.三彩釉陶載樂駱駝

唐代 三彩釉陶載樂駱駝??中國(guó)國(guó)家博物館藏

唐三彩是唐代獨(dú)特的一種低溫釉陶工藝,因以綠、黃、藍(lán)三色為主故名,制造時(shí)入窯兩次,先燒釉,釉以鉛為熔劑,高溫下呈玻璃狀可流淌。唐三彩駱駝?shì)d樂俑正是利用這一特點(diǎn),使不同色釉于高溫下交混,制造出綺麗的藝術(shù)效果。

就胎體工藝而言,唐三彩駱駝?shì)d樂俑的胎骨為瓷土胎,胎體裝飾上則是采用了先刻花后填彩的手法。就施釉技法而言,唐三彩駱駝?shì)d樂俑主要采用了“分區(qū)施釉法”和“點(diǎn)染融彩法”,前者是指器物上單彩、雙彩和三彩的痕跡同時(shí)存在;后者則是借鑒了國(guó)畫中的水墨暈染的手法,在陶器表面點(diǎn)上釉色以出現(xiàn)斑駁淋漓的效果。

進(jìn)一步說,這件器物在施釉手法上主要采用的是“溜釉法”,即采用勺子等容器盛滿釉汁從器物周圍慢慢溜掛以施釉。在上釉過程中,由于唐三彩的釉流動(dòng)性很大,玻璃質(zhì)感較強(qiáng),不同顏色的彩釉便會(huì)相互摻雜和融匯,呈現(xiàn)出獨(dú)特的藝術(shù)效果,而這也是唐三彩的精妙所在。

5.北宋鈞窯月白釉出戟尊

北宋 北宋鈞窯月白釉出戟尊 北京故宮博物院藏

通體施月白色釉,釉內(nèi)氣泡密集,釉面有棕眼。器身邊棱處因高溫?zé)蓵r(shí)釉層熔融垂流,致使釉層變薄,映現(xiàn)出胎骨呈黃褐色。鈞窯較多的是玫瑰紫,月白釉作為窯變的產(chǎn)物,數(shù)量是最少的。窯變釉原理與釉的化學(xué)成分及燒造工藝相關(guān),鐵會(huì)變成綠色或藍(lán)色,銅則會(huì)呈現(xiàn)紅色。然而特意燒這種月白釉是非常困難的,只能是偶爾為之。

鈞瓷通過器物、釉色以及對(duì)燒成工藝的嚴(yán)格控制展現(xiàn)出宋人的詩(shī)性美學(xué)。這一燒成技術(shù)的成熟與進(jìn)步和窯爐結(jié)構(gòu)性能的提升關(guān)系密切。尤其是柴燒工藝的普遍應(yīng)用,不但給窯帶來工藝上的補(bǔ)充,更帶來藝術(shù)品質(zhì)上的提升。利用薪柴作為燃料來燒制,柴的火焰長(zhǎng)而火力軟,在燒制過程中窯室內(nèi)充滿著火焰,能夠充分排除窯內(nèi)殘存的空氣,使外界空氣不易進(jìn)入,為燒制提供了有利保障。為了獲得濕潤(rùn)、含蓄如玉的釉質(zhì),工匠會(huì)嚴(yán)格控制燒成溫度與氣氛,利用低于燒成溫度條件下進(jìn)行燒制來實(shí)現(xiàn)工藝?yán)硐搿?/p>

6.元青花蕭何月下追韓信圖梅瓶

元代 元青花蕭何月下追韓信圖梅瓶 南京市博物館藏

元青花蕭何月下追韓信圖梅瓶燒造于景德鎮(zhèn),在材料上選用的是從西城進(jìn)口的蘇麻離青,蘇麻離青出自西亞地區(qū),是一種低錳高鐵的鈷藍(lán)料,含量為10%—19.05%,故其青花成色十分濃艷。這種青料燒成的最大特征就是釉聚處會(huì)出現(xiàn)黑褐色結(jié)晶斑。

在繪畫技法上,此瓶采用了點(diǎn)榮技法,所有圖案、花紋都是一筆點(diǎn)畫完成,流暢有力,這點(diǎn)和傳統(tǒng)青花的分染技法有很大區(qū)別。白釉潔凈瑩潤(rùn),青料濃艷幽雅,二者相互映襯。加之遒勁的拓抹繪瓷筆法,使畫面有丹青之妙。

7.元藍(lán)釉白龍紋梅瓶

元代 元藍(lán)釉白龍紋梅瓶 現(xiàn)藏?fù)P州博物館

元代的瓷器制作在繼承傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上又有所創(chuàng)新,制作出了獨(dú)具特色的精品,這種霽藍(lán)釉梅瓶就是其中一種。元朝時(shí),景德鎮(zhèn)采用了新的制作工藝,把“鈷”作為呈色劑融在釉中,燒制出了美麗如藍(lán)寶石般的鈷藍(lán)釉。由于制瓷工匠掌握了鈷的呈色原理,所以此梅瓶具有色彩濃艷、釉層淳厚、光澤度強(qiáng)、透明度好的特點(diǎn)。

元藍(lán)釉白龍紋梅瓶通體施霽藍(lán)釉,云龍、寶珠施青白釉。由于此梅瓶器形較大,胎體分三截成形,用釉藥粘接,接縫明顯可見,底部留有輪修痕跡。施釉方法是先在刻畫的龍紋和云紋上施白釉,然后將紋飾罩上,其余部分施藍(lán)釉。其生坯施釉,1280~1300℃高溫下一次燒成,工藝?yán)^承元代傳統(tǒng),延燒不斷。

8.紅山文化女神像

新石器時(shí)代 紅山文化女神像 遼寧省考古研究所藏

紅山文化女神像是紅山文化“女神廟”中眾多女神像中唯一完整的人像面部,真人大小,頭像以黃土摻草禾為胎、未經(jīng)燒制,出土?xí)r面部涂有紅彩,雙眼鑲嵌青色玉片。

女神像是人們看到的最早的祖先形象,是祖先用黃土所塑造的。黃土作為陶塑材料的可塑性大都很差,經(jīng)過長(zhǎng)期的燒陶經(jīng)驗(yàn)積累,先民認(rèn)識(shí)到雜質(zhì)少、黏性大的易熔黏土所和的泥料更具可塑性和凝膠性。

黏土是某些巖石風(fēng)化的產(chǎn)物,由云母、石英、高嶺土、方解石以及鐵的氧化物和有機(jī)物組成,是人類最早打交道的無機(jī)化合物的混合物。黏土的可塑性即泥料形狀變化的可能性,凝膠性則是指陶胚燒制過程中不易開裂的性質(zhì),與其化學(xué)組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。可塑性和凝膠性取決于黏土中氧化鋁、氧化硅等鹽類膠狀物質(zhì)及鐵、鈣、鎂、鈉、鉀等金屬氧化物所造成的電解質(zhì)鹽類間的合理配比。一般來說,黏土中氧化鋁的含量高,可塑性會(huì)增強(qiáng),而氧化鈣的含量高,則陶器會(huì)更容易變形。

除此之外,可塑性還與黏土顆粒的粗細(xì)有關(guān),粗顆粒越多,可塑性越差。因此顆粒較細(xì)的紅土、沉積土、黑土等黏土是先民的更好選擇。當(dāng)土質(zhì)不夠細(xì)膩時(shí),便可以通過淘洗來去除雜質(zhì)提高凝膠性和可塑性,從而產(chǎn)生了專門淘洗黏土的淘洗池。在淘洗之后將黏土陳放一段時(shí)間,黏土中的固態(tài)成分在水分子的作用下變成飽含結(jié)晶水的凝膠體,進(jìn)而使得黏土更具凝膠性。

隨著經(jīng)驗(yàn)的積累,人們逐漸意識(shí)到有摻和料的陶器會(huì)比沒有摻和料的更有耐熱急變性能。紅山文化女神像正是由黃土摻草禾而制成,從摻入植物葉莖或稻殼到摻入砂粒,人們的制陶工藝不斷發(fā)展,對(duì)黏土等材質(zhì)的認(rèn)識(shí)也不斷增加。

9.新石器時(shí)代龍山文化彩繪蟠龍紋陶盤

新石器時(shí)代 新石器時(shí)代龍山文化彩繪蟠龍紋陶盤 中國(guó)國(guó)家博物館藏

彩繪蟠龍紋陶盤出土于山西襄汾陶寺遺址第3072號(hào)墓,陶盤內(nèi)壁施黑色陶衣并磨光為地,蟠龍紋以朱紅彩繪制而成,是彩繪陶的精美代表。彩繪陶又稱燒后彩繪陶,指將陶胎燒成之后在其表面進(jìn)行彩繪的陶器,彩繪陶因繪制后不再燒彩,因此色料附著性不牢,花紋受潮或經(jīng)水便很容易脫落。

陶盤內(nèi)蟠龍形象以黑彩和紅彩繪成,紅黑配色的審美體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)先民對(duì)色彩的認(rèn)知,也是他們對(duì)于顏色搭配的審美觀。而紅彩、黑彩也是新石器時(shí)代的彩陶器中使用最為頻繁的顏色,其中,黑彩的著色劑主要是氧化錳;紅彩主要源自天然赤鐵礦,赤鐵礦也叫赭石,化學(xué)成分為Fe2O3、屬六方晶系的氧化物礦物,是自然界分布極廣的鐵礦物,也是一種重要的煉鐵原料。除此之外,白色也是彩陶文化中常見的顏色,主要成分是高嶺土、含有鎂質(zhì)的黏土、石膏和方解石等。

10.隋綠玻璃小瓶

隋?隋綠玻璃小瓶 中國(guó)國(guó)家博物館藏

綠玻璃蓋罐和綠玻璃小瓶都在陜西西安西郊李靜訓(xùn)墓出土,但二者在制造上卻又有區(qū)分。綠玻璃蓋罐的制作采用的是魏晉時(shí)期引入的西方技術(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)的透明度不高的鉛玻璃,新技術(shù)含鈉鈣成分較高。而綠玻璃小瓶的質(zhì)地為高鉛玻璃,是中國(guó)自己制造的玻璃器。

中國(guó)古代玻璃技術(shù)萌芽于西周,到了戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已發(fā)展起一個(gè)具有獨(dú)特化學(xué)組成的玻璃系統(tǒng),沿用的是PbO-BaO-SiO2,和PbO-SiO2系統(tǒng)。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,鉛鋇玻璃出現(xiàn),后又逐漸消失了。鉛玻璃則盛行于戰(zhàn)國(guó)、兩漢,而且一直延續(xù)到近代。在兩漢時(shí)期,一些地區(qū)曾出現(xiàn)過鉀玻璃。

此后,中國(guó)古代玻璃也由單一系統(tǒng)發(fā)展為多系統(tǒng),通過文化交流,吸收了外來技術(shù)??脊胚€曾發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的少量類似于西方古羅馬璃制品的鉀鈣玻璃和鈉鈣玻璃制品。隋唐時(shí)期的玻璃成分則主要采用高鉛玻璃和鈉鈣玻璃兩種不同配方,鈉鈣玻璃在這段時(shí)期明顯增多,這也和當(dāng)時(shí)東西方經(jīng)濟(jì)文化往來分不開。

【金屬】

11.后母戊鼎

商代 后母戊鼎 中國(guó)國(guó)家博物館藏

青銅器,在古時(shí)被稱為“金”或“吉金”(古以祭祀為吉禮,故稱銅鑄之祭器為“吉金”),是紅銅與錫、鉛的合金。古人發(fā)現(xiàn),在紅銅中加入適當(dāng)?shù)腻a,可以獲得更高的硬度,從而利用銅錫合金鑄造包括禮器和兵器在內(nèi)的各種器具。

《考工記》出自于《周禮》,是中國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期記述官營(yíng)手工業(yè)各工種規(guī)范和制造工藝的文獻(xiàn)?!犊脊び洝分杏涊d了我國(guó)古代創(chuàng)制的六種銅錫比例不同的合金成分配比,稱之為“六齊” (“齊”,通假字,通“劑”,指合金配方),這是中國(guó)也是世界上最早的合金配制記載。

銅器比例在《考工記》中記載如下:“六分其金而錫居一,謂之鐘鼎之齊;五分其金而錫居一,謂之斧斤之齊;四分其金而錫居一,謂之戈戟之齊;三分其金而錫居一,謂之大刃之齊;五分其金而錫居二,謂之削殺矢之齊;金錫半,謂之鑒燧之齊?!边@里的“齊”指的就是銅錫比例。

專家經(jīng)光譜定性分析與化學(xué)分析的沉淀法進(jìn)行定量分析,“后母戊”青銅鼎含銅84.77%、錫11.64%、鉛2.79%,與戰(zhàn)國(guó)時(shí)期成書的《考工記筑氏》所記鼎的銅錫比例基本相符,從中可見中國(guó)古代青銅文明的內(nèi)在傳承。

青銅器由于是銅錫鉛合金,所以其顏色要看具體的合金比例。鉛和錫可以互溶在一起,所以鉛錫合金的顏色基本保持不變,為銀白色,但若被銹蝕以后會(huì)呈灰白色。鉛在青銅器中不與銅錫合金互溶,呈顆粒狀存在,可在一定程度上影響青銅器的色澤。所以一般來講,如果銅的含量偏高,則顏色閃金;如果錫的含量偏高,則顏色閃白。專家根據(jù)各地出土青銅器制品的實(shí)驗(yàn)及結(jié)果進(jìn)行分析,得出了更為具體的結(jié)論:隨著錫含量的由少增多,青銅器的顏色產(chǎn)生黃、橙黃、金黃、銀白、銀灰五種顏色的變化。

剛剛鑄造完成的青銅器是金色,青銅器埋于地下,在空氣、水、電解液的作用下,會(huì)形成不同色彩的腐蝕覆蓋層:有黑色的氧化銅(CuO)、紅色的氧化亞銅(Cu2O)、靛藍(lán)色的硫酸銅(CuSO4)、藍(lán)色的硫酸銅(CuSO4·5H2O)、綠色的堿式硫酸銅(CuSO4+3Ca(OH)2)白色的氯化亞銅礦(CuCl)、白色的氧化錫(SnO2)等不同色彩。銹層一般不會(huì)改變青銅器物的形態(tài),由于銅銹的性質(zhì)較穩(wěn)定,也會(huì)保護(hù)器物免遭破壞。古色的腐蝕層,成為青銅器莊嚴(yán)古樸、年代久遠(yuǎn)的象征。

12.春秋越王勾踐劍

春秋 春秋越王勾踐劍?湖北省博物館藏

勾踐劍劍身以黑色菱形幾何暗格花紋為主,劍格還用藍(lán)色琉璃和綠松石構(gòu)成了特殊的裝飾,由于表面花紋經(jīng)過硫化處理,因此在千年之后依然艷麗非凡。劍與劍鞘完全融合,沒有一絲縫隙。劍首內(nèi)壁有11道間隔0.2毫米的同心圓,紋理非常細(xì)致,現(xiàn)在的工藝都很難輕松完成。最為奇特的是劍體毫無銹蝕,并且非常鋒利,考古隊(duì)員對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,二十余層紙張竟可一劃而破。

在春秋時(shí)期,劍是重要的兵器之一,對(duì)劍的不同部位都有不同的要求,因此劍的不同部位所使用的銅、錫比例也不同。劍脊要求有柔韌度,能彎曲,因此錫含量較低;而劍身處要求鋒利、對(duì)敵時(shí)有力度,因此錫含量較高。專家推斷越王勾踐劍采用的是復(fù)合金屬熔鑄法,劍脊和劍刃是用兩種不同成分的青銅以榫式鑄接法鑄造而成。

13.花雙輪十二環(huán)錫杖


花雙輪十二環(huán)錫杖 法門寺博物館藏

錫杖由五十八兩白銀,二兩黃金鑄造成型。鈑金,鑄造成型,紋飾鎏金。杖頭有垂直相交的銀絲盤曲的桃形雙輪,輪頂為仰蓮束腰座,上托智慧珠一顆,雙輪每股各套鏨花涂金銀錫環(huán)三枚。

鎏金即鍍金,也叫“火鍍金”或“汞鍍金”。這種做法是把黃金塊或片剪碎,在1063℃的溫度下,按一兩黃金加七兩水銀的比例,使金溶化于水銀之中,冷卻后即成泥狀固體,俗稱“金泥”,然后把金泥用刷子涂抹于器物表面,用無煙炭火溫烤加熱,使水銀蒸發(fā),黃金就固留于器表作為裝飾。若要鎏金層厚一些,可反復(fù)進(jìn)行幾次。所鎏的金層經(jīng)久不褪,產(chǎn)生絢麗的裝飾效果,而且能很好地保護(hù)器物表面不受氧化。鎏金工藝復(fù)雜而用料較儉,金黃銀白的色彩對(duì)比強(qiáng)烈,整體效果于富華端莊中帶有簡(jiǎn)潔的情趣。我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就已發(fā)明了鎏金技術(shù),這在世界上是最早的。

唐代金銀器制作方法很多,據(jù)《唐六典》記載,當(dāng)時(shí)金的加工方法就有銷金、拍金、鍍金、織金、砑金、披金、泥金、鏤金、捻金、戧金、圈金、貼金、嵌金、裹金等14種之多,綜合運(yùn)用,巧奪天工。唐代制銀使用吹灰法,就是用上等的爐灰先做成灰窠,將含銀的鉛砣置于窠中,加熱使熔化,鉛入灰中,純銀則留存于灰窠上。對(duì)出土銀器進(jìn)行測(cè)定,其純度很高,說明唐代冶銀技術(shù)已達(dá)到較高水平。李白曾有“爐火照天地,紅星亂紫煙”的詩(shī)句,正是這種冶煉工藝的寫照,反映了當(dāng)時(shí)金銀加工制作的盛況。

14.青銅盞

春秋 青銅盞 中國(guó)國(guó)家博物館藏

銅盞,作為一種盛飯器,又被稱作“盆腹敦”。它的獨(dú)特之處在于其腹部形狀類似于盆狀,與那些與器蓋扣合而成的圓形敦在形態(tài)上有所區(qū)分。

眼前這件青銅盞,直口設(shè)計(jì),腹部微微鼓起,底部呈圓形,三只鏤空的螭紋足穩(wěn)穩(wěn)地支撐起整個(gè)器身。器蓋的正中央有一個(gè)平環(huán)形的捉手,由八組對(duì)稱的蟠螭紋巧妙地盤繞而成,螭首上下翻飛,螭身卷曲自如,螭尾則與器蓋緊密相連。捉手外側(cè)的蓋面上有四個(gè)環(huán)鈕,腹側(cè)也有環(huán)耳,器身上則裝飾著兩對(duì)獸耳和環(huán)耳。蓋面上,绹索紋、蟠虺紋和蟠螭紋交織成兩周精美的紋飾。蓋沿處則飾有一周鋸齒紋,沿下還有三個(gè)附獸首狀的邊卡。器身上也同樣裝飾著兩周绹索紋、蟠虺紋帶和一周鋸齒紋。?

而這件銅盞最為引人矚目的地方,無疑是蓋柄和器下的三足。它們都采用了復(fù)雜的鏤空裝飾,玲瓏剔透,展現(xiàn)了精湛的鑄造工藝。很可能是早期采用失蠟法鑄造的器物之一。失蠟法,這一古老的鑄造技術(shù),是通過制作易熔的黃蠟或蜂蠟?zāi)P?,再用?xì)泥漿多次澆淋并涂上耐火材料使其硬化,形成鑄型。隨后,通過烘烤使蠟?zāi)H诨鞒觯粝碌哪鄽ば纬煽涨?。最后,借助這一空腔澆鑄青銅液,從而成器。這件青銅盞作為目前已知較早使用失蠟法鑄造的器物之一,不僅紋飾精美,而且工藝成熟,充分顯示了失蠟法鑄造在中國(guó)有著悠久的歷史傳統(tǒng)。

日用

15.唐永泰公主墓壁畫宮女圖(1組)

唐 唐永泰公主墓壁畫宮女圖(1組) 陜西歷史博物館藏

壁畫所用的顏料基本上是天然礦物顏料,如白堊、鉛白、鐵紅、朱砂、鉛丹、胭脂等,是從礦石中提煉出來的顏色。礦石能夠耐受光照射與氣候的變化而具有色澤厚重、色質(zhì)純凈、色彩穩(wěn)定、色相純美、歷久不變色等特點(diǎn),而且礦石多為結(jié)晶體礦石所制,結(jié)晶體的光澤增加了色彩的明度,色彩發(fā)光效果好,覆蓋力極強(qiáng)。

唐代壁畫在繪制時(shí)多使用多種天然礦物顏料,如研究者運(yùn)用科學(xué)儀器對(duì)陜西歷史博物館收藏的近十幾座墓的壁畫樣品進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn):唐墓壁畫顏料白灰層含有各種色系的礦物顏料,如白色系有白堊(石灰,方解石)、鉛白(胡粉);紅色系有鐵紅(赭石,土紅 )、朱砂、鉛丹、胭脂;黃色系有密陀僧 、土黃、藤黃,除此還有綠色系、藍(lán)色系、黑色系、紫色系等多種色系。

其中紅色系中的鐵紅的主要成分是氧化鐵,是一種無機(jī)化合物,化學(xué)式為Fe2O3,為紅棕色粉末,不溶于水,主要用作無機(jī)顏料,用于油漆、橡膠、塑料、建筑等的著色。

朱砂,大紅色,有金剛光澤至金屬光澤,屬三方晶系。朱砂的主要成分為硫化汞,但常夾雜雄黃、磷灰石、瀝青質(zhì)等。為古代方士煉丹的主要原料,也可制作顏料﹑藥劑。

鉛丹,也稱為紅丹或紅鉛,主要成分為四氧化三鉛(Pb3O4),一般通過鉛或一氧化鉛高溫煅燒而獲得,其顏色依純度不同而呈現(xiàn)橙黃色或橙紅色,因而,鉛丹并不像朱砂那般呈正紅色。比較有趣的是,鉛丹單獨(dú)使用時(shí),變色最嚴(yán)重,均由紅色轉(zhuǎn)化為棕黑色的二氧化鉛,而與朱砂混合使用時(shí),就不會(huì)發(fā)生變色,這是因?yàn)楫?dāng)鉛丹和朱砂混合使用時(shí),由于朱砂內(nèi)的Hg是重金屬離子,能有效地抑制霉菌在混合顏料表面的生長(zhǎng),不能產(chǎn)生過氧化氫,使鉛丹的氧化反應(yīng)難以發(fā)生。

16.陸機(jī)《平復(fù)帖》卷

西晉?陸機(jī)《平復(fù)帖》卷?故宮博物院藏

陸機(jī)《平復(fù)帖》卷所用紙張是黃麻紙,一種用黃蘗汁染制麻紙而成的古代名紙,由東晉著名的醫(yī)藥學(xué)家葛洪(281—341年)發(fā)明,紙質(zhì)粗厚,耐久防蛀。

造紙術(shù)是中國(guó)四大發(fā)明之一,距今已有2000多年歷史。東漢時(shí)期,經(jīng)過宦官蔡倫改進(jìn)造紙工藝,用樹皮、麻頭、破布、舊漁網(wǎng)等植物纖維為原料造紙,紙的質(zhì)量大大提高。造紙的基本原理是將纖維素質(zhì)的原料通過加工處理,制成紙張。在這個(gè)過程中,涉及多種化學(xué)反應(yīng),包括水解反應(yīng)、還原反應(yīng)、酸堿反應(yīng)等。

首先,在造紙的過程中需要將纖維素材料打成紙張。它的主要原理是利用高溫、高壓和特定的化學(xué)品將木材等原材料分解成纖維素和其他物質(zhì),在這個(gè)過程中,木質(zhì)素、半纖維素和其他物質(zhì)被放置在堿性環(huán)境中,水解成單糖(不能再被簡(jiǎn)單水解成更小的糖類的分子),再通過還原反應(yīng)形成醇和羧酸(分子中含有羧基,即—COOH),最終生成纖維素(由葡萄糖組成的大分子多糖)。

堿液蒸煮制作漿法,堿性物質(zhì)Ca(OH)2(氫氧化鈣)與NH4Cl(氯化銨)反應(yīng),生成CaCl2(氯化鈣)、NH3(氨氣)和H2O(水)。即:2NH4Cl+Ca(OH)2→CaCl2+2NH3↑+2H2O?;蛘呤羌尤雺A性物質(zhì)NaOH(氫氧化鈉)與CO2(二氧化碳)發(fā)生反應(yīng),生成Na2CO3(碳酸鈉)和H2O(水)。即:2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O。

其次,在造紙過程中需要將漿狀的纖維素材料在水中攪拌,形成纖維素纖維,且多加入增白劑、防水劑、顏色染劑等。比如東晉醫(yī)藥學(xué)家葛洪用黃蘗汁浸染麻紙,在此基礎(chǔ)上,又發(fā)展成把紙進(jìn)行“入潢”處理的方法。所謂入潢,就是將麻紙放到黃蘗汁中浸一下,立刻取出晾干,這樣就得到“黃麻紙”(即黃色的麻紙)。而黃蘗是蕓香科落葉喬木,皮中有生物堿,既是染料,又是殺蟲防蛀劑,能很好地解決紙張保護(hù)問題。

17.王珣《伯遠(yuǎn)帖》卷

東晉?王珣《伯遠(yuǎn)帖》卷(局部)?故宮博物院藏?

古人所使用的墨的制作也十分有趣,蘊(yùn)藏著豐富的化學(xué)、物理知識(shí)。古人使用的墨一般是塊狀,稱為“墨錠”,不同于現(xiàn)在的墨的液體形態(tài),是將墨團(tuán)分成小塊放入銅模或木頭模后再使用;因其產(chǎn)地不同,又分為瑞墨、徽墨、絳墨等。

古人留下的書法墨跡歷久彌新,這與他們使用的墨有直接關(guān)系。古人所使用的墨的主要成分是炭黑,屬于碳單質(zhì)的一種形式。在常溫下,碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易發(fā)生化學(xué)變化,所以古人留下的書法墨跡才能經(jīng)受時(shí)間的洗滌。

北宋科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中對(duì)墨的制作過程有如下記載:“(石油)燃之如麻,但煙甚濃,……予疑其煙可用,試掃其煤以為墨,黑光如漆,松墨不及,遂大為之”“其識(shí)文為‘延川石液’者是也,此物后必大行于世,自予始為之”。從沈括的記載中可以了解到,古人使用的墨主要由松脂和石油制得,而用石油所制的墨的質(zhì)量相比松墨要好。

傳統(tǒng)制墨工藝有煉煙和料、制作、曬干、描金等。煉煙包括油煙和松煙的煉制,要嚴(yán)格控制火候、出入風(fēng)口,掌握收煙時(shí)間,才能保證煙炱黑度、細(xì)度、油分、灰分。在燃燒過程中有一個(gè)有趣的現(xiàn)象,就是會(huì)產(chǎn)生黑色的煙,這背后有著化學(xué)反應(yīng)。松脂和石油的主要成分均是有機(jī)物,含有豐富的碳元素,在它們?nèi)紵倪^程中,部分碳元素轉(zhuǎn)化為炭黑(黑煙),碳元素的含量越高,有機(jī)物越不易充分燃燒,越容易產(chǎn)生黑煙。在制墨時(shí),通常將碗覆蓋在燃燒的松脂或石油之上,利用了有機(jī)物不充分燃燒易產(chǎn)生黑煙這一現(xiàn)象,便可以獲得炭黑了,之后再用獲取的炭黑制作成墨,供文人雅士使用。?

18.孫位《高逸圖》卷

唐朝 孫位《高逸圖》卷 上海博物館藏

此卷為孫位所作,描繪的是魏晉時(shí)期竹林七賢的故事,故又名《竹林七賢圖》。竹林七賢喝的是什么酒呢?它又是怎樣釀造的?他們喝的酒實(shí)際上主要是以糧食為原料的發(fā)酵原汁酒,即今習(xí)稱的黃酒。在周朝,酒只能在祭祀時(shí)用,不能常飲,飲也不能至醉。釀酒會(huì)喪德亂行,國(guó)家也會(huì)因此覆滅。但事實(shí)上,禁酒并沒有被真正執(zhí)行,釀酒業(yè)依然蓬勃發(fā)展。?

伴隨著釀酒業(yè)的興旺,釀酒技術(shù)也不斷發(fā)展,酒的度數(shù)也在不斷提高?!棒?(zhòu)是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)最受歡迎的酒類,它的生產(chǎn)遂被推廣和發(fā)展。采用多次發(fā)酵以提高酒的酒度,最典型的例子就是“九醞春酒法”,用水五石,用曲三十斤,用稻米一次九石,計(jì)九次共八十一石。由于這時(shí)的酒曲已以根霉為主,所以根霉能在發(fā)酵中不斷繁殖,不斷地將淀粉分解為糖類,再由酵母菌將部分糖類轉(zhuǎn)化為酒精。整個(gè)發(fā)酵過程中只加了五石水,用水量也是很少的,因而釀制的酒比較醇厚,略帶點(diǎn)甜味。酒的口味已遠(yuǎn)較商周時(shí)的醴、酎要好,竹林七賢喝的酒可能就是這一類酒。?

19.李公麟《摹韋偃牧放圖》卷

北宋 李公麟《摹韋偃牧放圖》卷 北京故宮博物院藏

該卷是北宋畫家李公麟創(chuàng)作的絹本水墨淡設(shè)色畫,是其摹古之作,全圖共畫1286匹馬和143人,顯示了大唐帝國(guó)的強(qiáng)盛,充分展現(xiàn)了原作者集群馬成勢(shì)的藝術(shù)能力?!杜R韋偃牧放圖》是李公麟唯一的存世之作,彌足珍貴。

宋朝水墨畫大興,與制墨工藝特別是油煙墨工藝的完全成熟有直接關(guān)系。首先,油煙墨相對(duì)于其他墨類,堅(jiān)實(shí)細(xì)膩,色澤黑亮,具有光澤,適宜繪畫。宋代及以后的油煙墨都是桐油和豬油做的,其燃料是桐油、菜籽油、胡麻油等植物油,桐油煙的化學(xué)屬性與漆煙基本相同。因油類燃料燃燒后蒸發(fā)的碳黑含有脂類成分,因此墨的磨口有光澤。

其次,也正是因?yàn)樗嫷牧硪划嫽馁|(zhì)———宣紙的發(fā)明,使水墨本身和特性,得到了充分發(fā)揮。“宣紙”這種特殊材料的產(chǎn)生,打破了早期中國(guó)繪畫制作的復(fù)雜性。早期顏色只有礦物色或植物色等原生色,需要畫家“三礬九染”,設(shè)色繁復(fù),致使以“繪畫”為游戲的文人畫家不能隨心抒性。而墨制作工藝的高度完善,使墨的特性在宣紙上,表現(xiàn)得淋漓盡致。最后,使畫家們逐漸對(duì)畫面意境的表現(xiàn)產(chǎn)生了欲望。而文人畫家受“儒、釋、道”文化的影響,以“王維”為宗師,在前人“破筆畫”基礎(chǔ)上,借用宣紙?zhí)匦约懊P書法,在“宣紙”上通過墨色筆法可以呈現(xiàn)意想不到的韻味來“直抒胸臆”。

20.西夏文佛經(jīng)《吉祥遍至口和本續(xù)》紙本

西夏?西夏文佛經(jīng)《吉祥遍至口和本續(xù)》紙本 國(guó)家版本館藏

《本續(xù)》用麻紙印制,具有明顯的地方特色。西夏立國(guó)后,在不斷輸入中原紙張的同時(shí),逐漸掌握了造紙技術(shù),政府機(jī)構(gòu)中設(shè)有紙工院管理造紙,并有專業(yè)紙匠?,F(xiàn)存的西夏書籍多用麻紙印制,與宋元流行的皮紙有明顯的區(qū)別。這說明西夏國(guó)內(nèi)紙的品種很多,造紙技術(shù)較為發(fā)達(dá)。

在西夏后期漢文寫本《雜字》“器用物部”中,記載西夏當(dāng)時(shí)的紙有“表紙、大紙 、小紙、三抄、連抄、小抄、銀碗、紙馬、折四、折五、匙箸、金紙、銀紙、蠟紙、京紙”等十幾種。西夏辭書《文海》在解釋紙時(shí)說:“此者白凈麻布樹皮等造紙也?!边@說明西夏國(guó)當(dāng)?shù)赜凶援a(chǎn)紙,并以麻布和樹皮為造紙?jiān)稀?/p>

西夏麻紙的打漿度約40°SR,比敦煌寫經(jīng)紙低得多,而這是否與采用麻布作為原料有關(guān),也有待分析。

21.河姆渡出土朱漆碗

新石器時(shí)代?河姆渡出土朱漆碗?現(xiàn)藏浙江省博物館

漆器是用天然漆在各種器物的表面上所制成的器具及工藝品。天然漆,又名大漆、生漆,是漆樹皮內(nèi)流出的白色乳液,是一種油溶性樹脂。其主要的化學(xué)成分為漆酚、漆酶。在一定的溫度和濕度下,漆酶在化學(xué)反應(yīng)下能產(chǎn)生漆膜。生漆本身也是一種高分子材料,當(dāng)它被用來涂飾木器時(shí),干燥后就會(huì)形成一層堅(jiān)牢、光亮的薄膜覆蓋在器物表面,不僅保護(hù)了器物本身,還使其明亮美觀,此外這層膜還具有一定的耐熱、耐酸堿能力。

新石器時(shí)代河姆渡文化木胎朱漆碗的圈足和外壁上涂的朱紅色涂料,為天然生漆。漆膜由三種不同含量的元素組成,其中漆膜光澤的主要成分為氧化鐵。這一發(fā)現(xiàn)表明早在六、七千年之前,中國(guó)長(zhǎng)江流域的人們已將天然漆用于裝飾生活器具的表面。

春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí),漆器數(shù)量變大,分布變廣,色漆的調(diào)配技術(shù)得到極好的發(fā)展。這一時(shí)期在制造彩色漆器的時(shí)候,會(huì)用桐油和各種顏料或染料構(gòu)成的抽彩加繪各種花紋圖案。桐油是我國(guó)特產(chǎn)的應(yīng)用得比較廣泛的干性植物油。它是從油桐樹種子中榨出來的,主要成分是桐油酸。桐油和漆液合用是化學(xué)技術(shù)史上的卓越創(chuàng)舉。朱然墓出土的貴族生活圖漆盤、司馬金龍墓出土的漆屏、湖北江陵望山1號(hào)墓出土的彩漆木雕小座屏、曾侯乙墓出土的戰(zhàn)國(guó)彩繪樂舞圖鴛鴦形漆盒,都是這段時(shí)期漆工藝發(fā)展的印證。

秦漢時(shí)期,油漆技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段,皇家盛行將漆器作為陪藏品埋入墳?zāi)梗珩R王堆一號(hào)墓木棺槨、西漢識(shí)文彩繪盝頂長(zhǎng)方形漆奩和西漢黑漆朱繪六博具等。


排版 | 小謝

圖片 | 杜廣磊

設(shè)計(jì) | 尹莉莎

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