古法制铜，每一件都是独一无二的
2013-05-16长江商报
铜镜铸成后需要多次打磨
记录古老的青铜铸造工艺——范铸法
在人类历史上曾经出现过一段漫长的青铜时代。这是一个以青铜制作工具、用具和武器的时代，所谓青铜是铜与锡或铅的合金，以铜为主，颜色呈青，故名青铜。
中国青铜时代的出现稍晚于国外。但是由于独特的地缘关系，四季分明的大陆性季风气候，以及丰富的铜矿产资源，给我国先民发展传统的范铸青铜技术，提供了优越自然条件与物质条件。
据考古发现，早在4000年前的夏代二里头文化，铸造青铜的范铸工艺已经基本成熟，其分型制模的原则及制模方法，一直贯穿了整个青铜时代直至现代。
所谓的范铸法，简单地说就是模翻范，范翻铜，一般的做法是先用泥料做出泥模，经过阴干、焙烧后，成为陶模。再在这个陶模上用软泥压出范腔，烧干后制成陶范，再向范腔中注入铜水，就制成了铜器。
模与范不是简单的阴阳关系
要铸造这些商周时期的青铜器，首先就要制模，而制模阶段并不是常人想象的那种整体雕刻再翻范。古人根据所铸器具的几何形状，可以采用分型的方式制作模具，将器物分开制模。
鄂州博物馆文物复制研究所所长董亚巍告诉我，就像司母戊大方鼎的四个大面，其中两个大面的几何形状是一样的，两个小面的几何形状也相同，制模时就没有必要制作四个面的模出来，更不会做成司母戊鼎一样形状的模，只需要分别作出一大一小两个面的两个模，在每个模上夯制二块相同的范，大小错开对合后，就是一套完整的长方形鼎的泥范了。这种分型制模的技术在夏代二里头文化就开始广泛运用在制模技术中。模制好要阴干半个月，然后放在窑里烧，制成陶模。
范是相对于模而言的，简单的范是用柔软的泥巴在模上直接压印出来。但是随着青铜器纹饰复杂的变化，制范的工艺也不再是简单的对模具的复制。
制范，首先需要泥料，为了保证在铜器铸造过程中泥范不发生变形，古代人会在制作泥范的泥土中加入草木灰和细砂，而用来制作泥范的泥土也是经过反复炼制的，经过筛子过滤的细土。
这在我拍摄董亚巍的工厂生产铜镜时的制范过程中显得尤为重要。因为铜镜对表面的整洁、平整度要求非常高，工人在模翻范时，泥土是经过碎石机粉碎后的，但在翻范的时候，还要用筛子过滤一层极细的土，铺在镜子表面。
其实，在范铸工艺发展之前，古人是在简单的石范中进行铸造的，黄河流域的齐家文化就出土了很多铜制斧头或者农具。造型简单，石头作为注入铜水的范腔，可以多次使用，但受制于所铸青铜器的大小、形状，石头只能铸造出一批简单的生活工具，而且很不美观。
除了石范，商周战国时期也出土过铜范，曾经用来铸造过铜币、箭簇等小件铜器，由于铜范容易被高温的铜水融化，在使用前必须涂上石炭，在出土的铜范中都能看到范腔黑色的炭化层。
董亚巍说模与范就不是简单的阴阳关系。商代中期以后，范铸工艺中出现了插接附件的技术，就像出土文物中商代中期的四羊方尊，头上的八个角都是分铸后再拼接上去的。
这些青铜器上出现的斜尖角，从模上是无法直接脱范的。古人是怎么实现青铜器的斜角关系呢？方法很简单，在模上翻出没有斜角的范，再在泥范的表面用尖锥或者小扁锥子等成型的工具接着范表面的纹饰插进去，就形成了注入铜液的范腔。
这一技术一直延续到青铜时代的结束。而战国后期在制作青铜器的模型时，已经分开单独制作鼎的足部或者腹部，文物出土中就出现了很多单独构建的陶模。由于铸造青铜器的模与范都是由手工制造的，而且铜液冷凝以后，铜器外围的陶范会被敲碎，以取出青铜器，所以古代制作的青铜器中，没有任何两件是一模一样的，每一件青铜器都是独一无二的，举世无双。
纹饰的雕刻
商代晚期，出现极具层次感与空间感的青铜纹饰。青铜器上的纹饰，一直是铸造工艺中最费工夫的阶段。每件青铜器表面所出现的纹饰，都是经过古代工匠手工雕塑或者用泥条堆出来的，当然，战国以后，铸造工艺中出现了焊接、拼兑的技术，但是总结纹饰的制作过程，还得从早期的夏代二里头文化说起。
董亚巍解释，青铜器铸造工艺的发展就像上世纪50年代出现的个体裁缝，一开始大家都只能一次生产一件衣服，而且是量体裁制，一人从裁剪布料，到缝合、熨烫，一次完成。后来大型的服装厂出现了，每个人只负责做袖子，或者裁衣服，而到了后期整合阶段，一次性可以生产成千上万件衣服。
青铜的铸造技术也是这么发展的，而最初的纹饰技术，就像商早期出土的司母戊大方鼎一样，除了简单的雷纹与饕餮纹，几乎看不到后来那种层次鲜明，空间感极强的动物造型。
从夏代二里头文化到商早期出现的纹饰来看，古人习惯用压塑法来表现器具表面的纹路。我们在出土青铜器上看到的那些直线条的纹路或者凸起来的圈圈，可以通过陶模压塑而获得。
实际上我们可以在一些商代早期简单的方鼎上看到，古人在泥范上为了实现规则化，在陶模上画出来的起稿线，就像一个小学生在田字格里写字一样，这些起稿线用工具画成方形或者圆形，里面再填上花纹，这样看起来，整个器物就规范多了。而到了商代晚期，这些通过简单的压塑法铸造的青铜器已经无法满足人们对复杂纹饰的追求。考古学界通常以“三层花”来命名商代晚期以后出现的那些极具层次感与空间感的青铜纹饰。
那么商代晚期又出现了怎样的技术变化呢？简单地说是粘泥条。商代中期以后，古人开始在用压塑法的同时，在泥范纹饰的凹槽内用粘泥条的方法，塑造出在主纹之内的凹纹。商代晚期那些无法通过直接脱模形成的纹饰都是通过粘泥条的方法获得的，纹饰只在模上制作，脱范之后，通过粘泥条就可以实现既有凸起来的较宽的主纹，又有在主纹上凹下去的槽纹，加上搭配主纹周围的底纹，青铜器的空间感就极具艺术性了。所以，董亚巍认为商晚期是青铜文明的一个顶峰时期。而经过了周朝礼乐文化的规束后，商代那些抽象的饕餮纹很少再出现了，到了战国时代一种简单、快速而又可以大批量生产青铜器的方法被发明出来。这就是纹饰拼兑技术。就像现代的大工厂一样，董亚巍说，战国后期人们终于可以摆脱对一件一个模具的复杂、繁重的纹饰雕刻了，而改为单元纹饰的拼兑。就像我们每天面对的造型单一的墙纸一样，每一种花纹可以重复使用，并且拼接成为一个整体。而且，青铜器的铸造也抛弃了传统的浑铸法（一气呵成），改为零部件的组装，一个作坊有时候只生产一个大鼎的足部，战国中晚期以后出现的青铜器因为纹路单一也就没有那么精彩了。
合金技术
铸造编钟这类乐器时，锡的比例比一般兵器低。
古法造铜，除了模与范的制作，纹饰的雕刻，掌握铸铜的合金比例也非常重要。青铜器之所以表现出青色是由于铸造过程中加入了锡，而锡的加入主要是为了降低铜的熔点。
古代人在铸造青铜器的时候，会根据所铸器具的用途与厚度控制锡铅的合金比例。在铸造兵器时，锡的比例会增高，以增加兵器的抗弯度与硬度；而在铸造曾侯乙编钟这一类乐器时，就不得不以表现铜器的声音为主要目的了。
编钟需要声音而不是强度，所以锡含量会降低至12%—14%。董亚巍说，在铸造非常薄的青铜器时，为了提高成功率，古人会在铜水中加大含铅量，因为铅可以有效地阻止铜的凝固速度，使铜水充分在范腔里铺开。
用现代化学知识进行解释，就是铅与铜不溶解，它的分子团可以以球状或不规则状在合金中分散游离在铜锡化合的分子团之间，客观上阻碍了青铜枝状晶的结晶生长速度。所以，铅含量越大，合金凝固的速度也就越慢。
这对防止注入的铜水瞬间冷凝意义很大，因为高温的铜水本来就处于膨胀状态，冷凝后体积会缩小，这时候就需要铸件以外的铜水进行补充。因此，聪明的古代人会在陶范注水口边开一个冒口，冒口除了用来出气，最大的作用是用多余的铜水及时补充范腔内因为冷凝过程出现的体积缩减，而铜水冷凝过快就会导致铜水补充不及时，出现铸件失败的情况。
其次，铅的加入也大大提高了青铜器的薄度。在出土文物中，一件山西出土的春秋时期的尖足布，厚度仅有0.3mm，而它的含铅量却达到了38%—57%。虽然，合金中铅含量的增加能够提高所铸青铜器的薄度，但是铅放多了，铜器容易变黑。所以，古人只有将这两种金属与铜的比例搭配好，才能铸造一件精良的青铜器。有趣的是，在现代分析中，铜的断面是红色的，因为加入这两种合金才会呈现青色。而经过几千年的腐蚀、埋藏地下，这些青铜器被出土，清理后呈现的绿色“铜锈”，反而增添了它的魅力。
铜镜“透光”之谜：
“世有透光鉴，鉴背有铭文，以鉴承日光，了了分明”
2002年1月5日，河南省安阳市文物收藏界的两位专家带来一面西汉时期的昭明镜，希望董亚巍所在的文物复制研究所将这枚铜镜磨出“透光”效果来。据历史文献记载，中国古代曾经存在一种可以透光的铜镜。把一面铜镜放在阳光下，它可以将背面的花纹清晰地映照在墙壁上。一切听起来似乎是天方夜谭，不过宋代的沈括在他的《梦溪笔谈》中记录了自己看到的一面会透光的古铜镜：“世有透光鉴，鉴背有铭文，凡二十字，字极古，莫能读。以鉴承日光，则背文及二十字皆透在屋壁上，了了分明。”在沈括的记载中，这种铜镜分明可以反射背后的文字，而且是很难辨认的古体字。对于可以透光的铜镜，古人也在各种杂记中试图进行过解释。沈括认为是在铸镜过程中产生的透光现象，而清代学者郑复光则认为是因为铜镜后期的“刮磨”过程形成了透光现象。在接过专家递来的铜镜后，董亚巍发现这面经历了2000余年的铜镜表面虽然有点锈蚀，但纹饰仍然棱角分明，镜面平整光滑，只是已经不能再反射光线了。随后，董亚巍的团队用石膏将这枚昭明镜背浇固后，将镜面朝上用锉刀垫着120号砂布锉磨镜面；当镜面的氧化层全部被磨完以后，镜面呈现出与现代玻璃镜一样的效果。此时将镜面对着阳光将光源反射到白色物体上时，白色物体上只是显现出一个与镜面一样的亮光，并沒有“透光”的出现。而将此镜放在工作案上继续进行研磨，又磨去了一定的厚度之后，再对着阳光反射光源时，惊喜出现了。反射面上已开始出现了一些镜背的纹饰，但不十分明显。在进行第三次研磨时，镜背的纹饰就基本出来了。
这个实验以后，董亚巍认为透光镜在古代是存在的。而且可能数量众多，古代铜镜之所以可以反射其背面的花纹，应该与后期加工研磨过程有关。
铜镜在铸造时，背面的花纹使得铜镜的很多地方厚薄度不一，而镜面是平整的，实际上铜水在厚薄不一的铜镜背面冷凝时，已经在镜面产生了不同的曲率，而打磨过程，使这种硬度差异得以显现。这些在肉眼的观测下是很难发现的，包括古代的工匠也不能解释这种现象，但它真的存在。
董亚巍记得，2001年，在河南省南阳市博物馆学习时，该馆的专家刘绍明隨手拿出一枚汉代的铜镜，想试一试此镜能否“透光”，当时这面铜镜的两面都已经漆黑，本想着“透光”的可能性不大。但当镜面对着阳光向走廊的墙上反射光源时，他们看到古镜的背面纹饰被亮光清晰地反映到了墙面上。后来回忆此事，董亚巍说，这件事情说明，在馆藏铜镜中，可能还有不少“透光”镜没有被发现。同时也说明，古代的“透光”镜可能是比较普遍的。
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