青铜、黄铜、红铜的构件性质与技术思想

2023-10-18 理论教育版权反馈

【摘要】：进而，更精确地说：在同一座建筑中分类明晰地使用三种铜合金，这是对中国传统中“刚柔并济”的复合材料技术思想的继承和应用。无论材质如何变化，其核心思想都是“刚柔相济”的基本原理。谈到了包括“刚柔”在内的多对范畴，这是较早将“刚柔相济”作为哲学概念进行讨论的记载。综上所论，昆明太和宫铜殿的材料设计是在“六齐”与“刚柔并济”的材料观念下进行的，这是技术思想和哲学概念的双重理论指导。

很明显，当我们把昆明铜殿放回黄铜大发展的历史环境中来看时，对青铜的偏好（或者说技术上的信任）再次在昆明铜殿中得到了体现——否则为什么不全用黄铜铸造，而特地用青铜来造那些重要的结构构件？而对不同合金的应用，首先又基于建造者对不同构件在整个建筑结构体系中所发挥功能的分类。

以现代建筑学知识来判断，昆明铜殿的工匠对金殿构件的分类大体上是合理的，不过也多少存在一些偏差，如斗栱和擎檐柱、擎檐柱础都被当做次要结构构件或装饰构件而使用黄铜铸造，虽然它们其实也承担着不小的结构功能。但是，如果考虑到擎檐柱和斗栱上纷繁的装饰，以及擎檐柱本身作为附加构件的特性，那么对古代工匠的分类大概也可以理解了。但不论如何，本书无意于讨论金殿工匠对构件分类的科学性和精确性。笔者关注的核心问题在于，为什么要有这个分类？换句话说，出于什么原因、什么理论，在背后决定了昆明铜殿的构件由三种铜合金铸成？

首先，前文分析武当山小铜殿时提到的“六齐”理论，可能是技术思想的渊源之一。虽然昆明铜殿并不是按照“六齐”的配方铸造的，但其蕴含的技术思想是相通的——为不同使用功能的产品配置不同的配方和材料，以达到最好的效果。

进而，更精确地说：在同一座建筑中分类明晰地使用三种铜合金，这是对中国传统中“刚柔并济”的复合材料技术思想的继承和应用。

复合材料是“由两种或两种以上性能存在一定差距的材料复合成的，它具有比单一材料更为优良的综合机械性能，它也是我国古代一项重要的技术成就”^[42]。复合材料的技术可以上溯到旧石器时代，峙峪遗址旧石器时代晚期地层的木柄小石刀即属于此类工艺之雏形^[43]。新石器时代，甘肃永昌鸳鸯池马厂文化之石刃骨刀、石刃骨匕首是其进一步发展^[44]。石刃骨刀由骨柄、骨身、石刃组合而成，取石片之坚硬与骨质之柔韧复合。金属复合材料技术最迟发明于商代（公元前16世纪至前11世纪）中期，河北藁城台西商中期遗址出土的铁刃铜钺、北京平谷刘家河商中期墓出土的铁刃铜钺都属于此类工艺^[45]。都是先锻造陨铁刃，再将其嵌入器身范中，嵌铸成型。至战国时期（公元前5世纪至前3世纪），人们发明了铜、铁嵌铸或双青铜嵌铸的双色剑，以铁为刃，以铜为脊；或者以含锡量稍高的青铜为刃，以含锡量稍低，含铜、铅稍高的青铜为脊^[46]。两汉以后，人们还发明了刃部嵌钢技术。无论材质如何变化，其核心思想都是“刚柔相济”的基本原理。

“刚柔相济”不仅是一种复合材料的技术思想，很早就在生产实践中不断积累、应用，而且也较早就成为中国古代哲学思想的重要组成部分。如《左传》昭公二十年：“清浊、大小、短长、疾徐、哀乐、刚柔、迟速、高下、出入、周疏，以相济也。”谈到了包括“刚柔”在内的多对范畴，这是较早将“刚柔相济”作为哲学概念进行讨论的记载。其他许多文献也都谈到过“刚柔”的概念，如《周易·系辞上》：“刚柔相推，而生变化。”《淮南子·精神训》：“刚柔相成，万物乃形。”这已经将“刚柔”的概念应用到认识和解释世界的哲学高度了。

上述哲学概念形成后，复合材料技术就既是渊源久远的生产经验和技术智慧，又是“刚柔并济”哲学思想指导下的实践了。正如宋《梦溪笔谈》所记：“古人或以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。”^[47]

在昆明铜殿中，青铜、黄铜、红铜的结合并没有采用冶铸技术中所用的嵌铸、铸焊等结合方式，而是遵照木构建筑的建造形式，以建构的方式组合在一起。根据当时工匠对青铜、黄铜的理解，以及对建筑构件承重情况的理解，他们将青铜用在重要结构构件上，概取其“刚”；黄铜、红铜用在次要结构构件、装饰构件和围护构件上，概取其“柔”。其构件的分类与“刚”“柔”之对应有一定的准确性（现代科学意义上的），但更重要的是，这反映的是一种在哲学观念指导下的中国传统建筑的材料观和设计理论。就像中国传统建筑与环境的设计与理景常会套用“阴”“阳”的观念来诠释一样，材料的“刚”“柔”——既是抽象的哲学概念，也是具可操作性的技术思想——在此被用来理解和设计整座建筑的材料选择策略。(www.chuimin.cn)

这里还必须指出，在明清木构建筑中——毫不令人感到意外地——我们也能看到这一技术思想的应用。

“故宫古建筑木构件树种配置模式研究”课题组对北京故宫建筑的木构件树种分析表明，根据木构件在建筑结构中承受荷载强度的不同，不同力学强度和耐腐性的木材被有意识地应用到了不同的构件上。以武英殿前殿大木构架为例，柱、三架梁、五架梁等主要承重构件选用了密度和力学强度较高的落叶松、黄杉、云杉和冷杉；次要承重构件瓜柱、随梁、天花枋等主要使用的是软木松；构件量大的檩、枋的材料则选用了密度低、重量轻的软木松。这几个树种的力学强度顺序为落叶松＞黄杉＞云杉＞冷杉＞软木松。据该课题组的研究者总结：“工匠是在根据构件的承重和位置不同进行树种配置，既考虑了对主要建筑结构材的强度要求，也考虑了尽可能减少其他木构件对主要构件的负荷。”^[48]

对武英殿建筑群的后殿敬思殿的分析也显示出上述特征，例如其中3根角梁和4根爬梁使用了东南亚进口的喃喃果和印茄，这两种木材的密度和强度比国产针叶林高得多；随梁、天花梁等次要承重构件使用的软木松较多。而敬思殿大部分被测斗栱用的木材也是软木松，比其他重要结构构件使用的木材密度低，强度也相对低。^[49]

这一选材的态度可与昆明铜殿斗栱使用黄铜相对应。

另一个可能的问题是：青铜、黄铜、红铜三种材料在昆明铜殿的应用，会不会是基于对材料颜色呈现的考虑？首先，铜的表层容易形成氧化膜，不论是青铜、黄铜、红铜，生锈之后，其颜色都是铜绿色（现实的情况下，由于处于庙中，它们大多被油泥、烟灰与铜锈混合覆盖，多处呈近似黑色）。更重要的是，昆明铜殿表层也曾经做了金饰，不论基体表面是什么颜色，装上金就全都是金色了。因此，青铜、黄铜、红铜的设计，并不具有外在呈现颜色的功能，而确实是内在的谋划和设计。

综上所论，昆明太和宫铜殿的材料设计是在“六齐”与“刚柔并济”的材料观念下进行的，这是技术思想和哲学概念的双重理论指导。虽然从数据上看只有昆明太和宫铜殿完美体现了这两点，但从元代小铜殿、泰山铜殿中我们已经可以窥见一些端倪了。如果说泰山铜殿在材料设计的考虑上仍有被动因素的话（资金短缺），那么昆明铜殿在这个层次上的表达则是深思熟虑、淋漓尽致了。从初始谋划到不同铜合金的选择配置，再到铸造施工，昆明铜殿对材料设计的谋划和表达一气呵成、贯穿始终，是建筑史上极佳的案例。这也是昆明铜殿特别的历史价值和科学价值所在。

青铜、黄铜、红铜的构件性质与技术思想

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