 按：此文是《济南三山不显、四门不对考略》一文中铁牛山一节的草稿，当时限于篇幅将5000字压缩到了800字，感觉压缩后的文字没谈明白。现将原稿略作修改贴出，供参考、批判。当然，本文关于铁牛的考辩只不过是一种根据客观存在推考出来的说法，不一定对，但理由充分，而且从三个方面都能推理出相似的结论。反观“铁牛是陨铁”一说，唯一的依据就是“看着像”，除此以外，苍白无力。放眼全国，类似的东西也不少，虽然含铁量不尽相同，但有一个共同特点——附近都出产铁矿石，而且各处铁牛都不符合陨铁成分的普遍规律。猜想是一种很好的方法论，但只能从现有证据及客观存在出发，而不能以人的主观猜测为依据。以后，随着新证据的出现，或许本文的推测结果是不正确的，但在现阶段，根据已存在的一些情况，做合理推测是有益的，也是必要的。
“三山不显出高官，四门不对出王位”，这一民谚说的是济南古地理的特殊之处。清人濮文暹《华不注山》诗有云：“我闻济水南，沧桑变未休。历山久无顶，耕者沉铁牛。”又注曰：“历山、铁牛山久埋入地，今成市衢而存其名曰历山顶、铁牛顶云云。”民谚所说的“三山不显”即历山、灰山、铁牛山，传言这三座山湮没于地下，只露出了山顶，所以称“三山不显”。民间又传济南城有渤海的海眼，常有海水喷薄而出，得大舜以三山镇之。“三山”中以铁牛山为最奇，《续修历城县志》载：“府学启圣祠前玉带河西南，有石陷入地中，黝黑而光泽，如卧牛状而微露其脊，俗呼铁牛。”三山不显中的历山、灰山都是岩石，唯铁牛山质地非铁非石，似人工所为，又仿若自然天成。
铁牛山俗呼“铁牛”，不过是一块孤铁，长约五尺，高二尺有奇，略呈卧牛状。《山东通志》载：“平地涌出一铁牛，挖之愈深则牛亦随深而隐，填之则仍出上面，故名铁牛山，而实非山也。”铁牛最初在府学玉带河西南，后被埋入地下，2001年10月在庠门里街12号发掘出土，现存府学文庙。关于铁牛的记载，最早见于明万年间王象春所作《铁牛》诗，诗云：“铁牛镇水深藏处，还似石鲸晚啸风，月下依稀头角出，时将黑犊饮池中。”诗有注，曰：“（铁牛）在府学大门内，犹微露其脊，盖建城之镇也。《后汉书·郡国志》云‘历城有铁’即此，又谓夜中或见其出入为神物云，夫铁石至蠢，人每借形取义，通灵有实功。人为至灵，乃或推爵食禄，而不能捍大灾御大患，黔驴之技，庞然大物耳。岂但不如牛，并不如铁牛。”（以上见《齐音》）董芸在清乾隆年间也曾作《铁牛》诗一首，诗云：“铁牛原是铁精英，欲借神鞭叱尔行。好伴劝农贤大尹，年年努力事春耕。”诗有记，曰：“府学启圣祠前玉带河西南，有石陷入地中，黝黑而光泽，如卧牛状，而微露其脊，俗呼铁牛。按《后汉书·
郡国志》东平陵、历城皆产铁。此与灵岩寺铁袈裟盖同为铁之精美发见于地上者。《齐音》以为建城之镇，又谓夜中或见其出入，疑为神物，皆附会不足信。”（以上见《广齐音》）
明代王象春认为铁牛是前人所铸的镇城神物，这应当是明代民间的普遍说法。铁牛的位置虽在明代府城内，却在秦汉所建历下古城之外，且历史上鲜有铁牛镇城的惯例，所以镇物一说不足为信。明崇祯《历乘》载“府庠大门内，有一铁在地中，如牛状，俗传为铁牛山，古人于临水处多以铁镇之此处。”铁牛位于府学启圣祠前玉带河畔，据此又被认为作古人铸造的镇水之物。清代范坰所作《铁牛山》诗，有注曰：“铁牛山在庠门内，伏地中，仅露其脊，非铁非石，宛然牛也。尝有小矮亭覆之，或谓是海眼所在，昔人铸铁以为镇，亦不见经传。”文庙附近的玉带河由珍珠泉水系所引，非河道主流，更没有海眼，此处历史上也没有洪水泛滥的情况，不足以铁牛为镇，所以这种说法也不足为信。
清代大兴考据之学，出现了对民间传说的反思，清代董芸认为明人王象春所言的“建城之镇”是“附会不足信”，他认为铁牛是纯度较高的铁矿石。明清两代人皆以《后汉书·郡国志》所云“历城有铁”为依据，认为铁牛是东汉所有。清初顾炎武在《山东考古录》“考铁”条中言道：“汉时，济南为产铁之地。《后汉志》言：‘东平陵有铁’、‘历城有铁’……今府学之铁牛，灵岩寺之铁袈裟，皆铁之精英，发见于地上者也。”顾炎武也是认为铁牛是裸露于地面的铁矿石。其实，《后汉书·郡国志》所云“历城有铁”不过是指历城有铁矿，盖言产铁之地，非谓一石耳，以此为据说铁牛是东汉所有过于牵强。单从外观看，铁牛显然不是氧化过的赤铁矿或褐铁矿石，所以这种说法是不可信的。
虽自明代起就一直有关于铁牛的记载，但自古而今尚无人能说清铁牛是出自何时、为何物。关于铁牛来历的猜测，有矿石说、铸铁说、矿渣说、陨石说等几种说法，虽各有道理，却皆不足信。2001年山东省地质科学实验研究院曾对铁牛的成分进行了检测，采样的铁量占99.998％，镍含量占0.012％，属于高纯度的纯铁，它的铁含量比现代工业纯铁的含量还要高。本想通过检测揭开铁牛的神秘面纱，却因检测结果使铁牛身世变得更加扑朔迷离。若说它是铁矿石，品质较高的磁铁矿、赤铁矿的含铁量也不过70%多一点，自然界中没有纯度如此高的铁矿石。若说它是铸铁，铁牛的铁成分非常纯，含碳量又过低，远远低于铸铁2.0%-4.3%的含碳量。若说它是矿渣，铁牛的含铁量极高，显然不是矿渣。若说它是古陨铁，虽然铁牛表面有类似气印、熔坑、熔沟的痕迹，外观颇似陨石，但陨铁的镍含量普遍在4%-20%之间，铁牛的镍含量仅为0.012%，远远低于已发现的陨铁。更重要的是济南城区既没有关于陨石的记载，也无明显的陨击遗迹，无论铁牛的材质还是周边环境都与陨石无关。铁牛非矿石、非铸铁、非矿渣、非陨石，究竟为何呢？
2001年对铁牛的检测项目是比较简单的，未深层探查，也未进行矿物成分、同位素年龄、结构构造等分析，其数值也比较粗泛。但单从铁含量高于99.998％这一结果来看，铁牛显然不是铸铁，而是生铁加工后的熟铁。古代冶铁产品，含碳量2%-5%的是生铁，也称铣铁，又称铸铁。含碳量0.5%-2.1%且杂质少的是中碳钢、高碳钢，但古代所产钢的实际含碳量多低于1.4%。含碳量在0.5%以下的，属于块炼铁或熟铁。对于铁牛极高的铁含量，人们认为古代没有这样的冶炼技术，基于此认为铁牛不是人工产品。诚然，纯铁的冶炼即使在现代也不是件容易的事，工业纯铁的铁含量也只有99.5%－99.9%，但古代并非没有高纯度的熟铁。例如，印度奎瓦吐勒清真寺制造于公元310年的德里铁柱，其材质是纯度99.72%的熟铁，河南巩义铁生沟出土的一些炒炼产品中，含碳量最低的只有0.048%，这样的例子屡见不鲜。根据检测结果，结合古代的冶炼技术，可以断定铁牛既不是古人铸造的铁牛，更不是陨铁，而是古代的炼钢遗物。既然是人造之物，我们分析一下古代冶铁史，搞清楚铁牛的生产工艺，也就能大致推测出铁牛出现的时间了。
古代冶炼的生铁杂质较多，不宜铸造或直接使用，要经过多次煅烧、捶打，将其内部杂质及多余的碳成分去掉，使之成为低碳钢、中碳钢或者熟铁，这个过程就是炼钢。古代一般用生铁为原料炼钢，主要采用固态脱碳法、炒钢法和灌钢法。但古人没有“钢”的概念，一般也不会把熟铁与低碳钢进行区分，而是将经过二次加工的冶铁制品统称为“熟铁”，东汉以后混称为鍒铁、鑐铁。明宋应星在《天工开物·五金》中就曾说过：“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。”在世界范围内，古代的冶铁技术都是从从块炼铁开始的，通过对出土实物的分析，中国最迟在战国晚期已经掌握了这种初期的炼钢技术。铁矿石在固体状态下通过燃烧的木炭还原得到有较多夹杂物的海绵状固态铁，其质地软、含碳量低、杂质较多，需再进一步加热锻打才能使用。块炼法生产的铁块体积较小，出产纯度极高的熟铁有很大难度，所以铁牛是不会是在这种技术下生产出来的。块炼铁和块炼渗碳钢技术，到西汉以后被炒钢法所取代。据徐州狮子山楚王陵出土的铁器检测可知，西汉早期（公元前2世纪中叶）就已经使用了炒钢技术，而关于炒钢的文字记载则见于东汉中晚期。东汉《太平经》卷七十二载：“使工师击治石，求其铁，烧冶之，使成水，乃后使良工万锻之，乃成莫邪耶。”这里所使用的就是炒钢技术。到了南北朝时期，炒钢技术已经非常普遍了，熔炼铁牛这样大体积的铁制品才成为可能。所以铁牛必出现在西汉之后，极可能是在炒炼技术非常熟练的东汉、南北朝之后。
铁牛的生产，说到底是钢的生产，就是用何种方式将生铁炼成钢的问题，而古代能同时冶炼如此大体量的铁制品的技术，就只有炒钢法一种。“炒钢”一词其实是现代的说法，明清时称之为“炒铁”，宋代称为“擣刚”，是冶铁工艺史中非常重要的一环。炒钢是在生铁冶铸技术上发展起来的一种炼钢技术，生铁炼钢是一个氧化过程，把生铁加热到液态或半液态，用鼓风或撒入精矿粉等方法，利用矿粉使铁中的硅、锰、碳等成分氧化，把含碳量降低到适宜的范围，这就是炒钢。炒钢是让“生铁”变为“熟铁”的过程，它的产出品可能是中碳钢、低碳钢，若碳的成分再低于0.02%，就变成了熟铁。炒钢的优点是生产率比较高，质量相对较好，但含碳量不易控制，所以炒钢的成品往往是低碳钢或熟铁，偶尔炼出像铁牛这样纯度很高的熟铁来并不稀奇。古代纯度较高的熟铁冶炼，往往都不是有意为之，而是无法准确控制导致的技术失误。铁牛最初是要准备冶炼锻造钢还是铸铁已经无从得知，但最终结果是技术失误生产出一大块过熟铁。古代冶铁不是一次而成的，要经过数次、数十次的反复锻烧锻打，尤其是在产品不能达到使用要求的情况下。铁牛产出后，应当又经过了多次的煅烧，进一步降低了含碳量，尤其是表面的含碳量。一般来说，铁在煅烧过程中脱碳量是很小，但古代使用的是木炭加热，为了达到较高的炉温，连续加热三天的时间是很普遍的事，长时间多次加热必然导致铁件氧化脱碳，这也就是铁牛含铁为什么如此高的原因。就如现代冶金工业中使用平炉生产纯铁，也要经过特别长的氧化期才能除去碳等杂质一样。在炒钢法之后，自南北朝开始又出现了灌钢法，至宋代已流行全国，逐渐取代了炒钢成为主流的炼钢方法，则铁牛必灌钢法流行之前。故从冶金工艺上看，铁牛应出现在宋代之前。
铁牛是熟铁，熟铁的熔点要比生铁高很多，纯铁的熔点在一般大气压下是1533℃-1536℃，铁与其他金属的合金或铁中掺有杂质时，熔点就会大大降低。根据这一特点，结合冶铁的发展史，我们可以从另一个侧面来认识铁牛。从冶炼炉具及炉温来看，块炼法时期的炉体一般是平炉或地炉，炉腔体积小，普遍使用木炭为燃料，加之鼓风设备差，炉温只能达到800℃-1000℃，生产不出了铁牛那么大体积的精炼熟铁。汉代兴起了高炉炼铁，东汉光武帝时，水力鼓风机的出现又改进了送风设备，炉温能提升到1200℃，使铁半溶。煤也逐渐成为冶铁燃料，但煤不能直接加热铁料，否则会使铁含硫过多而发脆报废，所以必须使用坩埚间接加热，即便这样硫的含量仍然很高。坩埚炉有一个非常大的缺点就是容积非常小，不适合大型冶炼，这种情况直到焦炭的普及才得以解决。北宋时，用煤冶铁、尤其是用焦炭冶炼已相当普遍，冶铁炉的温度因此得到进一步提高。铁牛无法熔炼是因为炉温较低，应该使用了木炭加热，而未使用焦炭。基于济南地下水较浅的特殊环境，铁牛所在地附近不适宜修建地炉，所以炼制铁牛的炼炉只能是平炉，相对于地炉来说其炉温较低。根据宋代之前的冶炼技术，在用生铁炼制低碳钢或熟铁的过程中，生铁去碳后会因熔点增高而变稠，添加的氧化剂过多就会产出过熟铁，若以木炭为燃料的平炉加热，如果炸炉或没有趁热分成小块，就难以继续熔炼或使用坩埚炉进行再加工。即便之后又有多次加热复炼，但在当时的冶铁技术条件下是无法熔化或改变性质的，便成了一块对其无可奈何的“废铁”。铁牛是纯度极高、需要较高炉温熔炼的熟铁，因技术问题导致难以继续熔炼，据此铁牛应出现在东汉炉温提升之后，宋代普遍实现焦炭炼钢之前。从工艺的普及率上看，似在唐代及唐代之前。
就位置而言，铁的粗炼往往都在铁矿附近，而炒钢、锻造等精细冶炼很多都靠近城邑。济南在汉代即有铁矿，《后汉志》言：“东平陵有铁”、“历城有铁”。汉代济南不仅产铁，而且锻造技术也是世间闻名的，《韩棱传》云：“肃宗赐陈宠宝剑，曰：济南椎成。注曰：‘椎
，直追反。’《汉书》作‘锻成’。”由此可见，济南地区对铁的精炼、精锻在汉代已经是很普遍的事了。铁牛在秦汉所建的历下古城外西北方，由东而来可运输生铁，由南而来可运送木炭，运输极为方便。铁牛所在之处在古代很长一段时间都是高埠，附近又有历水，作为冶炼锻造的场所，这个位置是非常合适的。历下古城大概建于秦或西汉初年，故铁牛的出现不早于此。唐末宋初“易郭为城”，铁牛所在地逐渐成为内城，这之后是不可能进行大型冶炼的。而铁牛位于宋熙宁年间（1068年～1077年）修建的济南府学附近，故必不晚于宋初，很可能是宋代兴建文庙时发现的。而据唐代诗文可知，历下古城外的东、北偏在唐代有良好的自然环境，此地在唐代之后出现冶炼场所的可能性较小，故铁牛似应在唐代以前出现。
以上从古代冶铁的加工工艺、熔炼温度以及所处位置这三个方面分别进行了分析，都可以得出铁牛出现在西汉之后、宋代之前，而据技术普及程度及周围环境分析，铁牛应出现在东汉之后、唐代之前。在这个时间段内，还可以再更进一步猜想具体的出现时间。众所周知，冶铁的特点是高耗能、高噪音，铁牛的位置临近历下古城，附近自古就一直是风景区，正常情况下是不会有大型的冶炼工场的。所以铁牛应该是临时铸造、锻造某批产品时的意外产物，很可能是战时加工兵器的场所，所以也没有比较明显的冶炼遗迹。铁牛的废弃，除了技术原因及炒钢时炸炉的可能性外，也可能是燃料突然供应不上，或是战争动荡，导致了相当长的一段时间内无法再继续加工。历史上，济南地区时常成为局部战争的据点，东晋十六国时期，历城曾几易其主。北魏献文帝皇兴二年(468年)二月，征南大将军慕容白曜攻历城，冀州刺史崔道固降。南北朝时期，以历城为据点也发生过多次争夺战。铁牛的出现，或许就是两晋、南北朝时期某次备战打造兵器的意外产物。
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