镔铁
“镔铁”作为一种高质量的钢铁制品在中西技术文化交流史中占有重要地位。“镔铁”最早文献记载于隋代的《不空羂索咒经》，见于史书最早为初唐的《周书》、《隋书》。唐代惠琳《一切经音义》有“镔铁”最早的词义解释。“镔”字除了外来语直接音译以外，也可解释为来自罽宾的铁。“镔铁”频繁出现在各种古代文献中，其中作为物产出现最多。
史料记载的“辽以镔铁为号”应是金人杜撰；元代“镔铁局”只是借用“镔铁”这个名称，仅仅是对来自中亚、西亚的色人铁匠们进行管理的一个机构；哈密“喫铁石”的记载，经考证可能是陨石或者坩埚钢；太原府的镔铁坑（祠）应为一个冶铁遗址；镔铁制作的物品范围很广，不仅有兵器工具类，也有利用其精美外观特性制作的各种物品。
南宋《云烟过眼录》中“金水总管造”镔铁小刀，是最早有关带花纹镔铁刀的记载。中国古代大量诗歌中，以镔铁为喻的篇章多谈及其锋利、表面花纹等特征。
大马士革钢从某种程度上就是表面花纹钢的代名词，以自然花纹为特征，更像是由中亚的布拉特钢加工得来，而由南亚乌兹钢加工得到的大马士革钢却很少见。“镔铁”不是“大马士革钢”的同义词，更接近于坩埚钢系列。
无论从文物考古还是文献资料来看，中国中原地区一直缺乏镔铁生产的可靠证据。新疆冶金考古的新进展，应该能够为探讨镇铁的起源与传播提供更多有价值的证据。
镔铁是大马士革钢吗？
劳费尔大概是最早将中国的镔铁与西方的大马士革钢联系起来的 ， 以后章鸿钊 、 张子高 、 杨宽等多支持此观点， 然而仔细考察大马士革钢的词汇来源以及 “镔铁” 在古文献中的种种含义后却发现不尽其然。
根据前文提及的 “镔铁” 多种含义可知， “镔铁” 并不仅仅指表面花纹钢， 从开始就是作为一种从国外传进来的高质量钢铁制品存在的， 用来制作的物品也是多种多样， 显然很多东西不能像刀剑那么方便显现表面花纹来， 后来甚至引申出很多意思， 如 “镔铁局” 、“镔铁祠” 等。各朝字典对 “镔” 字的释义中从未提及花纹特征也可见一斑。事实上， 古人对 “镔铁” 的定义一直就在锋利、 质量好等方面， 也就相当于现在的高碳工具钢， 偶尔出现的花纹特征也会作为稀罕事物认真加以描述。
所以 “镔铁” 不是 “大马士革钢” 的同义词， 但 “大马士革钢” 的内涵基本上可以包含于 “镔铁” 中， “大马士革钢” 更多时候是与刀剑 （ 或 ） 等联系在一起的。
从文献的表现来看， “镔铁” 更接近于包括乌兹钢、 布拉特钢的坩埚钢系列， 理由如下：首先， “镔铁” 文字最早出现于隋代从天竺等地翻译过来的经书， 而当时的天竺正是坩埚钢的主要产地； 其次， 镔铁来源于罽宾等外国， 而考古发现较早坩埚钢的巴基斯坦最北部塔克西拉古城也在古代罽宾国境内； 再者， 镔铁一直是中国的一种主要进口产品， 古文献提到的几个主要产地如罽宾、 波斯、 大食、 天竺等恰恰也是坩埚钢的主要产地。
大马士革钢什么时候传到中国的？
隋代有最早关于 “镔铁” 的记载， 也就是说乌兹钢或者布拉特钢至迟于公元 世纪传入中国。但如果大马士革钢仅仅作为那种自然生成表面花纹的特殊钢来看的话， 传入中国的时间却要晚得多。
前已述及， 并不是所有坩埚钢都能够打造出带花纹的大马士革钢来， 需要相当的技术水平和生产条件， 所以真正的大马士革钢要晚于乌兹钢和布拉特钢若干世纪出现也是正常的， 应该是在锻打这些坩埚钢无意中发现的， 而且其中一个关键点是显示花纹的浸蚀剂的使用。阿拉伯文献中阿尔金迪最早于公元 9世纪记载了花纹钢刀并有较详细的研究，真正能够制作这种带花纹的钢刀时间大概略早一些。
目前谈到 “镔铁” 花纹的最早中文文献恐怕只有李白的 《暖酒》 诗这一个孤证了。如果李白比阿尔金迪早100 年就知道镔铁的花纹特征话， 似乎显得有点不可思议。而且其他唐代的各种文献， 包括 《大藏经》 也没有对镔铁花纹特征的任何记载 ， 所以 《暖酒》 诗不仅为孤证甚至可能是伪证， 而前文所述语言学的证据也证明其为后人伪作。
那么目前所知最早谈到镔铁刀剑花纹的应该是宋末元初时期周密 《云烟过眼录》 中那把 “金水总管造” 刀的相关记载， 年代大约可到金朝 （1115 —1234 年） ， 这也可能是中国最早制作这种花纹钢刀的时间。真正开始全面注意到这种花纹特性差不多到元代了， 出现的关于 “花镔” 、 “镔铁纹” 的诗篇也主要是这个时期的， 但是那时也有将西蕃来的镔铁混同于东南亚和日本花纹钢刀的， 如张宪有诗句 “呱洼绣镔柔可曲” 。
宋沈括 《梦溪笔谈》 “古剑有沈卢、 鱼肠之名， ……鱼肠即今燔钢剑也， 又谓之松文，取诸鱼燔， 熟褫去胁， 视见其肠， 正如今之燔钢剑文也。 ” 描述了当时有花纹的燔钢剑或者松文剑， 并没有称之为 “镔铁剑” ， 可见是有所区别的。也许有两种理由， 一种是燔钢剑确实为国人所发明并生产， 类似于焊接花纹钢， 与西蕃产的镔铁剑并不同， 其实从型制区别产地往往是最容易的； 另外一个理由是当时 “镔铁” 根本没有和花纹的特征联系起来， 自然不会有任何联想 。这从一个侧面反映了镔铁的花纹特征到北宋时期还没有明确 。
所以， 真正大马士革钢传入中国的时间应当与 “金水总管造” 刀制作时代相当， 晚至金代。
镔铁冶炼工艺有无中国源流？
镔铁既然最初由中亚和南亚进口而来， 可以认为坩埚钢冶炼就是镔铁制作的主要工艺。而与大马士革钢联系更为紧密的中亚的布拉特钢工艺， 经过分析检验证明可能用生铁和块炼铁作为其主要原料， 也就是所谓CO-fusion 工艺， 这也与阿尔伯鲁尼的文献相印证。如果这样， 惠琳 “以诸铁和合” 制作镔铁的工艺描述也是可靠的。目前在中国以外的中亚地区还没有发现早于10 世纪的高炉冶铁遗址， 甚至连成品生铁都几乎没有发现， 最大的可能就是从中国进口生铁。
中国是最早掌握生铁冶炼技术的国家， 从大约公元前7 世纪就已经能够铸造生铁了，随后又发展出铸铁脱碳工艺并生产钢制品 。中国的 “和” 的技术思想早已有之， 能够孕育出生熟合炼的新的钢铁工艺来。年代上限到汉代的几个遗址发现坩埚的报道也很有趣， 除洛阳为首都级的城市外， 其他在北京、 内蒙古、 新疆， 分别属于北部和西部少数民族聚集的地区， 虽无更多资料， 但有一时坩埚冶炼之繁荣景象也可想像。晋杨泉 《物理论》记载阮师能够利用 “五精之陶、 阴阳之候、 刚软之和” ， 表明可能已经掌握了生熟铁混和的CO-fusion 坩埚钢冶炼工艺了， 其年代大约在汉晋之间。相传梁朝道士陶弘景有 “钢铁是杂炼生鍒作刀镰者” （ 《重修政和经史证类备用本草》 卷四 《玉石部》 引） ， 北齐綦毋怀文 “造宿铁刀， 烧生铁精以重柔铤， 数宿则成刚” （ 《北齐书·綦毋怀文传》 ）， 或许也与坩埚炼钢有联系。【一般认为， 綦毋怀文造宿铁刀属于灌钢工艺， 但是很难想像一般的灌钢需要那么长的冶炼时间， 所以有两种合理解释： 一是灌钢工艺未成熟时， 主要依靠固态渗碳； 二是生熟铁同置坩埚中冶炼出坩埚钢。】 后来的灌钢工艺， 也许是为了提高效率， 将本来在坩埚中的冶炼工艺简化到不用坩埚， 结果就使氧化还原气氛不易控制， 终于炼不出镔铁那样高质量的钢铁制品来。或许正是这种生产目的追求大众化廉价钢铁制品的原因造成了成本相对高昂的坩埚钢工艺失传。
《汉书·西域传》 对罽宾国的物产描述中没有铁器， 说明当时可能并没有掌握冶铁技术， 后来能够成为坩埚钢的重要产地， 一方面也许是受到南印度方面来的坩埚钢技术影响， 另一方面也可能是受到中国中原地区的铸造生铁技术的影响， 两种技术交汇于此， 很有可能发展起后来的坩埚钢 （镔铁） 技术来。
另外一个重要的坩埚钢可能产地是中国新疆。事实上， 早在公元前第一千纪的新疆南部就有生铁生产的遗迹， 克里雅河流域的考古发现告诉我们这里已经能够铸造生铁 。圆沙古城遗址出土的盛铸造铁釜的网袋碳十四测年数据为公元前 390~350年 ， 这是目前中亚考古发现生铁产品的最西端， 这与 《汉书·西域传》 记载的 “自宛以西至安息……不知铸铁器， 及汉使亡卒降， 教铸作它兵器” 可以互为验证， 说明当时新
疆已经具备了 CO-fusion工艺的原料基础了。新疆鄯善苏贝希墓地 （公元前 300—前 100年） 的考古发现有很多质量很高的铁器， 经过检验有含碳量在0.7% 的亚共析钢， 基本没有夹杂物， 疑为坩埚钢的产品； 新疆哈密黑沟梁遗址 （公元前500—前100年） 出土的铁器经过检验也有质量很好且没有夹杂物和渣相的亚共析钢， 经过分析含碳量在 0.6%左右 。这些科学分析很容易让人将新疆公元前的早期铁器与巴基斯坦北部塔克西拉古城的坩埚钢， 甚至公元后第一千纪的中亚的各种坩埚钢产品联系起来。另外， 新疆发现的冶铁坩埚也是比较多的， 现在报道的库车阿艾山和民丰尼雅遗址 ， 都发现年代可能早到汉代的冶铁坩埚， 但还需要进一步的科学分析才能解决。毫无疑问， 随着新疆古代冶金考古的进展， 应该能够为解决这个问题提供更多的有价值证据。
中国古代是否掌握了 “镔铁” 冶炼工艺？
坩埚钢的起源还不十分清楚， 甚至中国也可能是起源地之一， “镔铁” 一词来源于国外或许还有疑义。暂不论镔铁最初从何处而来， 但是后来的中国是否已经真正掌握了这项技术？许多学者都认为中国古代确实掌握了镔铁制作技术， 从大量的文献中都可以找到镔铁使用的痕迹， 但这也是值得商榷的。
唐代及以前的镔铁比较罕见， 但译来的佛经有 “镔铁” 记载， 应该和印度本身对这种产品的使用熟悉有关， 并不能代表唐朝本身镔铁的普及使用， 就更谈不上冶炼了。
宋代有文献记载产镔铁的地方值得怀疑的也有不少。哈密产镔铁主要是因为王延德记载的 “喫铁石” ， 前面已经论述过其更有可能是陨铁或坩埚钢， 算是有可能的坩埚钢冶炼之处了。高昌回鹘大概是掌握了这个技术， 多次有关文物和其能够对照。
契丹国从有关资料来看好像并没有掌握镔铁， 虽然有契丹献镔铁刀给大宋朝， 但它本身还接受从西域诸国进贡来的镔铁器物， 很难想像其自己能够生产镔铁， 很可能是接受西域来的镔铁刀再转送部分给大宋朝。
至于辽之国号问题基本可以认为是金人杜撰。四川南宾和湖北武昌产镔铁的说法也是孤证； 而金朝云内州的青镔铁是否与镔铁一回事还没有清楚， 也没有直接的实物证据； 金人尚佩镔刀也是物以稀为贵， “金水总管造” 刀是否为中原地区所造还不得而知。
再来看看元代的情况。元代关于镔铁记载很多， 正史中屡次提到镔铁， 甚至还有镔铁局。前已讨论了， 镔铁局其实并非一个管理生产的部门， 而是 “色人” 技术人员的一个管理机构， 说明中原地区的汉人并没有真正懂得这个工艺， 需要一些西域出身的镔铁工匠来制造。而真正曾经制作过镔铁的可能只有 “提举右八作司” 曾经在 “都局院” 这个弹丸之地小批量地为内府生产过仅供皇族使用的镔铁。至元八年 “制镔铁海青圆符” ， 恐怕仅仅是用现成的镔铁加工成器物， 更和镔铁冶炼谈不上关系。元代张宪、 刘因等诗句中的冶炼镔铁景象， 并没有提到镔铁生产的一个关键东西— — —坩埚， 很难说作者真的对这个实践有多少了解， 但是也能看出至少镔铁在元代所属的回鹘等西域地区应该有生产了。
明朝的情况也并不乐观。首先来看传说中的明初焦驸马冶炼镔铁的遗迹— — —镔铁坑。如果我们认为镔铁就是用坩埚法冶炼出来的布拉特钢或乌兹钢的话， 为什么镔铁坑出现的是大块的镔铁而不是小块的呢？显然这个 “镔铁坑” 很有疑问。其实， 这里曾经冶炼出来的生铁经过后期的脱碳退火等热处理工艺以后， 能够得到利器确是有可能的， 只不过中间的很多过程无法得知了， 故其实际上是一个高炉冶炼生铁的遗址而非镔铁坑。在明代礼部收取外国进贡物品中常有镔铁恰恰说明中国应该没有大规模的镔铁生产。其价格甚至比不上一般的玉器、 青金石， 制成的大刀也不如普通的两刃刀， 并没有得到统治者的多少兴趣。从明朝大臣的奏折可以看出将镔铁制品视为无用之物， 当然也就很难进行大规模的冶炼。另外， 明代出现了一批技术百科全书， 对当时钢铁制作技术都有较多笔墨， 但却缺少对镔铁技术的描述， 比如宋应星的 《天工开物》 和唐顺之 《武编》 等。只有方以智 《物理小识》 对镔铁略有记载， 却是道听途说。
清代以后， “镔铁” 很少出现在文献中， 倒是山西等地的坩埚炼铁得到关注较多。此外， 中国近代还有一种渗碳热处理的 “焖钢” 工艺 ， 是否与冶炼镔铁的坩埚钢工艺有关系， 还值得深入探讨。
从文物考古方面来看也能说明一些问题。迄今为止中国境内没有一例可以准确判断为镔铁产品的文物报道， 仅有一把藏于芝加哥历史博物馆的产自"& 世纪西藏的刀经过史密斯教授检测为大马士革钢 ， 而国外大马士革钢被确定的比比皆是。辽宁博物馆藏的清代乾隆年间的 “扣鸣刀” 有精美花纹， 经台湾陈朝波研究为类似于日本刀的花纹钢，并且成功进行了仿制 。民间的流传的一些刀剑， 经过研究基本弄清楚了其制作工艺，
但由于缺乏显微组织分析， 很难确定是镔铁刀剑 。当然， 现在经过系统分析检验的样品较少， 利用文物进行坩埚钢技术和花纹钢技术的研究还值得进一步深入。
总之， 无论从文物考古资料还是文献资料来看， 中国除了西部少数民族地区有生产坩埚钢的可能外， 中原汉人聚居区一直缺乏镔铁生产的可靠证据。中国自始至终镔铁没有大规模生产， 一方面是中国自己的生铁—生铁脱碳钢的钢铁技术体系非常完善， 而外来的坩埚冶炼高碳钢的工艺除了满足少量统治阶层内部人员的享乐外并未有多少实际用途，远不及生铁改善中国生产工具带来生产力的进步大； 另一方面， 从兵器角度来看镔铁刀固然为利器， 但是在宋代以后逐渐产生的火器技术将军事技术的竞争从以前冷兵器时代吸引到火器技术上以后， 也使中国丧失了进一步研究镔铁生产工艺技术的动力。元代虽然有西域各国的人士帮助中国生产镔铁， 但是由于历史短暂， 加之统治阶级的等级制度， 没有汉人集团掌握这项技术的可能， 终于导致了镔铁不能在中国中原地区生产且绝传的结果。