在古代铜镜铸造中,镜范的制作和使用是最为关键的环节,也是铸镜技术的核心所在。山东临淄齐故城出土的汉代陶质镜范在材质、结构和制作工艺等方面,都较先秦陶范有了很大的改进,反映了汉代铸镜技术的进步。这些镜范在制作时于泥料中羼入了大量稻壳灰,焙烧火候也高,因此范体密度低、重量轻,内含大量孔隙,适合铸造,同时又结实耐用且不失柔韧性,从而便于工匠对其进行塑形、雕刻乃至修补和改制。镜范结构设计亦较科学、合理,不仅可铸造出好的产品,而且有利于保护镜范,以达到多次反复使用的目的。另外,镜范成形工艺的改进,特别是刻纹技术的普遍采用,既保证了镜范的质量,也使工匠的艺术创造力得以充分发挥。技术上的进步,造就了汉代临淄镜范优异的铸造性能,同时还使其可以多次反复使用,从而大幅度提高了当时的铜镜生产效率。

汉代是中国古代铜镜发展的第一个高峰期。较之先秦,两汉时期的铜镜不但类型和装饰更加丰富多彩,而且因使用普及和需求扩大,产量也空前增加,从考古学上看,便是数以万计、种类繁多的汉镜在各地乃至域外的不断出土。汉代铜镜的迅速发展,显然有社会、经济、文化等方面的原因,但与这一时期铸镜技术的进步也不无关系,二者当互为促进。

20世纪末以来,随着山东临淄齐故城汉代镜范的不断发现及相关研究的逐步展开,关于汉代铜镜铸造技术的研究取得了令人瞩目的重要进展。近年来,齐故城大城内阚家寨秦汉铸镜作坊遗址的考古发掘,更是将这方面的研究进一步推向深入。但是,作为古代铜镜研究以及手工业考古领域的一个前沿课题,对汉代铜镜铸造技术的了解和认识仍处于不断深化之中。鉴于镜范的制作和使用是铜镜铸造中最为关键的环节,也是铸镜技术的核心所在,本文拟在已有研究基础上,根据新的考古资料以及新的观察和分析,并结合模拟实验的结果,进一步就临淄齐故城出土镜范及其反映的汉代铸镜技术等问题进行总结和探讨,希望有助于相关学术研究的继续推进。

一、考古发现及研究历程

临淄齐故城是两周时期的齐国都城,也是秦代临淄郡郡治和汉代齐郡郡治及诸侯国齐国的都城。城址面积约16.8平方公里,由大城和其西南角的小城组成。迄今为止,齐故城内已出土各类镜范残块300余件,主要发现于石佛堂、阚家寨、刘家寨、苏家庙等村子附近的农田中,即大城中部偏北处东西向古道路的南、北两侧。(图一)这些镜范既有考古发掘品,也有调查采集品或征集(收藏)品,征集(收藏)品多为村民在生产过程中于地下挖出。镜范分镜面范(图二:4)和镜背范(图二:1-3,5-7)两类,从镜背范的型腔形制和纹饰看,所铸铜镜主要有蟠螭纹镜、龙纹镜、四乳弦纹镜、草叶纹镜、花叶纹镜、星云纹镜以及素面镜等,其中草叶纹镜和花叶纹镜上常见铭文。对比各地特别是山东和临淄地区出土的铜镜资料,并参考其编年研究,可推断这些镜范大多属西汉时期,少数年代或可早至秦或战国末。阚家寨铸镜作坊遗址的发掘,从地层关系和共出遗物等方面进一步说明了这一点。

临淄齐故城汉代镜范的发现,最早可追溯至1940年春,当时日本学者关野雄在大城北部今傅家庙村购得草叶纹镜范残块1件,据称出自附近的农田中。1997年至2005年间,大城内刘家寨、苏家庙、石佛堂、阚家寨等村子附近又陆续发现汉代镜范,并通过调查确认了几处汉代铸镜作坊遗址。围绕齐故城出土的汉代镜范,中国学者开展了很多研究,其中就包括对镜范制作、使用等问题的探讨,从而将汉代铸镜技术的研究推进到了一个新的阶段。2004年冬,日本奈良县立橿原考古学研究所等学术机构与中方启动合作研究,对临淄齐故城近年发现的汉代镜范进行了全面搜集、整理,并做了细致观察、测量和记录,还对部分标本进行了科技分析等多学科综合研究,取得丰硕成果,极大地丰富了人们对汉代铜镜铸造业及其工艺技术的认识。

为进一步深化汉代临淄铸镜业的考古学研究,2011年—2014年,在实施中国社会科学院哲学社会科学创新工程项目之一——“临淄齐故城冶铸遗存考古发掘与研究”的过程中,我们于阚家寨村南又调查发现并发掘了一处秦汉时期的铸镜作坊遗址。该遗址位于齐故城大城中部略偏东,发掘出土各类镜范残块180件,年代以西汉前期为主。此外,还清理出房址、水井、灰坑、铸镜坑等与铸镜作坊有关的遗迹。此次发掘作为国内外关于古代铸镜作坊遗址的首次科学发掘,是汉代乃至整个古代铜镜铸造业及铸造技术研究的一个重大突破,为相关学术研究的深化、拓展提供了弥足珍贵的科学资料。目前,通过发掘资料的系统整理以及多学科合作研究,我们对齐故城出土镜范的制作、使用及当时的铸镜技术等,有了不少更为深入的了解和认识。特别要强调的是,为验证关于镜范制作和使用的一些推断,我们还有针对性地做了模拟实验,取得了重要收获。

二、镜范的制作

齐故城发现的汉代镜范均为陶范,出土时大多残破。镜面范和所有类型的镜背范在材质、外形、颜色等方面基本相同,但结构有别。镜范多呈较厚的扁钵状,上小下大,平面为弧底梯形。镜范正面平整;侧面与正面大致垂直,多见刮削痕迹,有的与分型面在交汇处形成宽约2~5毫米的抹角折面;背面较平整,有的表面有很深的人为压印指痕,与侧面交汇处往往呈弧形。残破的镜范断面可见大量孔隙。(图三)正因如此,这些镜范质感一般较轻,比重多小于1。范体大多呈青灰色,正面一般覆有红褐色涂层,表面细腻光滑。镜背范正面上部中间设梯形槽状浇道,上端(浇口)一般窄于下端(浇道口)。浇道底部呈斜坡状,但下部较平缓,上部近浇口处倾角略变大。浇道两个侧面呈斜坡状,从上至下逐渐内收。浇道两侧各有一条状排气道,较浅,横截面呈弧形或近三角形,一般是下端(排气口)要宽于上端(冒口)。浇道和排气道下接圆形型腔,相接处即浇道口和排气口要高于型腔镜缘底部。浇道、排气道和型腔之外为分型面,平整光滑。(图四)镜面范一般仅于上部设弧形坡状浇道,而无下凹的排气道和型腔,浇道较短,与镜背范浇道相比,实际主要起到浇口的作用。根据体量尤其是镜背范型腔的尺寸,可知所铸铜镜大小不一,直径以10余厘米的居多,但也有少数较大或较小的,其中个别大的直径可达30余厘米。关于镜范制作的工艺技术,需要运用多种科技检测手段,同时结合对镜范的细致观察,还有模拟实验,进行综合分析和探讨。

就原料而言,过去曾对个别采集的镜范样品进行过检测和分析,结论是制作镜范使用的原材料为当地一种含有较多黏土的细颗粒黄土,或者是一种灰黄色黏土,并于其中加入稻壳灰等富含非晶态二氧化硅的植硅石类羼杂物。另有研究认为,植硅石是齐故城汉代镜范原料中的主体,但同时可能也使用了牛粪之类的有机材料作为黏合剂,故焙烧后形成大量孔洞。在对阚家寨铸镜作坊遗址发掘资料的整理过程中,我们又对遗址出土的多个镜范样品进行了检测和分析,再次证实镜范中含有大量非结晶态的二氧化硅,即植硅石,且很可能主要为稻壳灰。在阚家寨铸镜作坊遗址地表采集的一块残镜范的断面上,曾发现夹杂一个较完整的未碳化的稻壳,亦证明镜范中的植硅石类羼杂物以稻壳灰为主。稻壳灰一般是熰烧而成的,故灰烬中常存留少许燃烧不充分或未燃烧的稻壳。不过,对于泥料来源,有了一些新的看法。根据对部分镜范原料中土的化学成分以及植硅石种类的分析,制作镜范的黏土不像是附近的生土,而很可能来自遗址周边河道中淤积的黏土或腐殖土。另外,还发现镜范中含有少量的石英颗粒,可能也是人为加入的,其同样富含二氧化硅。不管怎样,齐故城镜范的制作中,羼杂大量稻壳灰是一个十分重要的技术特点。其结果既减少了镜范在干燥和焙烧过程中的收缩、变形和开裂情形,同时还降低了镜范密度,增加镜范的透气性,改善镜范的热稳定性,从而有利于铸造过程中的排气和充型。

根据多次对镜范样品的检测,以及不同学者的分析、讨论和研究,我们在镜范制作的模拟实验中,采用齐故城东北郊的黄色生土、南郊古河道中的黑色淤积土、东郊淄河河道中冲刷沉积的细砂灰、熰烧的稻壳灰等作为原料,按多种不同配比来制作镜范。经反复调整和多次焙烧实验,结果显示,按重量比,以1份黑色淤积土+0.4份稻壳灰+0~0.2份细砂灰的配比来制作镜范,可获得与齐故城汉代镜范质地相似的范体。按同样配比,用黄色生土制作的范坯焙烧后范体很软且酥脆易破,若降低稻壳灰比例,范体虽变得结实,但比重又明显增高,因此黄色生土作为镜范主要泥料的可能性被排除。黑色淤积土较之黄色生土黏性更强,以之制作镜范,焙烧后不会出现上述问题。

制作镜范的原料加水搅拌之后,先反复进行揉练,之后进入成形阶段。从出土的镜范看,虽形状大体相同,但很难找到完全一致的。另外,在镜范的侧面和背面常见刮削、按压等痕迹,且侧面和背面交汇处一般都有不规则的弧度。因此可推断,镜范成形时一般不使用模具或范框,而主要由手工堆筑而成。过去认为的“模制法”可能需要重新考虑,至少其应当不是镜范成形的主要方法。模拟实验时,我们将木板锯成镜范形状,然后将木板光滑的一面朝上,在上面堆筑、拍打、压实、刮削泥料,最后做成与木板平面形状一致的镜范,其中与木板接触的一面即为镜范正面。整个过程较为简单,易于操作。堆筑时,泥料仍然较软,这样容易成形。在出土的部分镜范背面发现有工匠的手指戳印痕迹(图五:1),有些镜范的侧面或侧面与背面的交汇处可见手指抹痕或按压痕迹(图五:2),亦说明制范时泥料应当很软,且范体背面朝上。镜范堆筑成形后,需要在阴凉处放置一段时间,稍干后可以进一步刮削修边(图六:1,2);彻底晾干后,很容易从木板上取下。从模拟实验看,可能是由于含较多稻壳灰的缘故,镜范晾干后有少许收缩。

镜范成形晾干后要进行焙烧,但因目前未发现烘范窑,具体情况不详。由于范体多呈青灰色,可知这些镜范曾在还原气氛中焙烧过或经过还原处理。过去对个别齐故城内采集的镜范样品的热膨胀法测温显示,其烧成温度约为850±20℃,处于方解石分解温度之上而又未达到烧结温度的合理范围之内。日本学者三船温尚亦曾指出,镜范原材料中一般有结晶水,必须将之去除方可铸造器物,而黏土中结晶水的挥发温度在700℃,所以理论上镜范的焙烧温度当在此之上。在模拟实验中,我们先自己砌筑小型窑炉使用木柴和煤炭来焙烧镜范,但由于窑炉体量较小且结构可能不合理,红外线测温显示炉膛内温度最高不超过700℃,且缺乏稳定性,所以最终未能取得成功,所烧范坯火候明显偏低。于是,我们又使用现代电炉焙烧,最后温度达到860℃左右,但仍然无法获得与出土镜范相似的成品。经分析判断,主要原因仍然是焙烧温度不够。实际上,大部分商周时期的陶范烧成温度都在800℃以上,而齐故城汉代镜范大都具有较强的硬度,火候要明显高于先秦时期的陶范,敲击时发出很清脆的声音,已属于或接近陶的范畴。因此,我们又使用烧制艺术陶器的燃气窑炉重新焙烧镜范,炉内温度最高接近960℃(测温锥误差在10℃左右),取得不错效果。所烧制镜范不仅比重较低,而且范体含有很多孔隙并具备一定的柔韧性,敲击发出的声音也不像之前那样沉闷,总体来看,质地与齐故城所出的汉代镜范已比较接近。不过,由于是在有氧环境中焙烧,所烧镜范的颜色主要呈红褐色。但不论如何,根据实验大致可以推定,齐故城汉代镜范的焙烧温度可能在950℃以上,甚至超过1000℃,已处于陶化烧结状态。以往通过热膨胀法测得的镜范烧制火候,存在一定误差。

镜范正面的内凹结构如浇道、排气道和型腔等,应当是范坯焙烧之后制作的。使用的工具有多种,推测有刀、锯、锉、砺石以及一些特殊的类似于轮盘的旋割或旋磨器具。在阚家寨铸镜作坊遗址的发掘中,出土不少刀具和砺石等遗物,有些可能就是制作镜范时使用的工具。在范坯成形阶段使用模具来制作这些部位,理论上是可以的,但由于范坯材质特别(含较多稻壳灰,湿时吸水量大,干时易收缩),且所铸铜镜要求镜体很薄,纹饰也很精细,因此无论是在范坯湿软还是晾干后,将镶入范体的模具轻易地脱下,同时又不损伤范体本身,都是很难处理的。在成坯后像制作花纹砖那样在范上压印型腔和纹饰等,也不大行得通,因为镜范体量较小,受压很容易变形,而作为铸范,对范体特别是正面结构的精致程度要求是很高的。在出土的众多镜范中,目前亦未见有浇道、排气道和型腔形状及尺寸完全一致的。因此,使用模制法制作浇道、排气道和型腔等内凹部位的可能性微乎其微。在范坯半干或晾干后制作浇道、排气道和型腔,也会遇到一些问题,主要是内含大量稻壳灰的泥坯比较粗糙且硬度不够,在切割、凿刻等塑形过程中很容易崩坏,也难以保证镜范表面的平整光滑。经过高温焙烧的镜范,一方面整体硬度增强,另一方面又因所含稻壳灰已经不存,而为大量孔隙取代,加上配料中含有细砂灰等物质,故范体较一般的陶器柔软并带有一定的韧性(不易破碎和崩裂),从而更易对其进行各种塑形操作。观察临淄及山东地区出土的草叶纹镜、星云纹镜等汉代铜镜,发现其镜背纹饰经常有被某种坚硬刀具铲刻或刮削的拉丝状痕迹。(图七)这应是铜镜制作的一种工艺,目的是为了突出铲刻或刮削部位的亮度,从而使镜背纹饰更具层次感和立体感。那么,既然可以在铜镜上随意铲刻、刮削,用这些刀具对陶范进行各种加工,自然是很轻松的事情。这些在模拟实验中,都得到了验证。无论是镜面范还是镜背范,焙烧后都要对范体特别是正面进行修整、打磨,以使其平整光滑,有时为了防止分型面受到碰撞而损坏,还将镜范正面和侧面的夹角略微磨平,形成一个抹角折面。然后,再于镜范正面制作浇道、排气道及型腔。在制作浇道、排气道和型腔的过程中,工匠需要使用尺子、圆规等工具进行设计、划线,之后通过锯锉、切割、凿刻、磨砺等手段使镜范成形。浇道和排气道的侧面都做出一定的坡度,目的可能主要是为浇铸后易于脱范。镜背范型腔的制作要相对复杂,可能使用了某种中心固定的旋割或旋磨工具,这样可以尽量控制厚度并保持其均匀。钮坑部位推测采用了旋钻和凿刻相结合的方法,部分镜范的钮坑壁上尚可见较明显的凿刻痕迹。

齐故城出土镜范的正面均施有很薄的涂层,有些局部脱落。涂层质地致密,表面呈红褐色,手感细腻光滑,与范体完全不同。该涂层可填平和覆盖范体表面的孔隙,并使镜范正面即合范面平整光滑,这样处理后镜范才可用于浇铸。另外,有了该涂层,镜背范型腔面上的孔隙被填充和覆盖,刻制细密纹饰也会变得更为容易。因此,施加涂层是镜范制作的一个极为重要的环节。经观察,有部分镜范表面残破后使用一种细黄泥修补(图一一:1,2),推测镜范表面的涂层可能也使用此种细黄泥作为主要原料。施加涂层的办法可能是将细黄泥加水做成很稀的泥浆,然后用毛刷等工具均匀涂抹。从很多镜范的断面可观察到,镜范正面靠近表层处的范体明显较其他部位质地细腻,且变得致密,应当就是施加稀泥浆后渗入并填塞原先的孔隙所致。据日本学者三船温尚推测,施加泥浆涂层后,还要涂抹或刷上一层蜂蜡或与之相类似的东西。蜂蜡中含有油脂等物质,可增加镜范表面的韧性,使刻制纹饰时不易发生崩裂。镜范最外面的涂层薄而光滑、细腻,且有一定硬度,不添加一些特殊物质于其中,是很难做出此种效果的。涂层做好后再放入火中进行烘烤,主要是烤正面即施加涂层处以去除其中的结晶水。烘烤过程中,氧化焰使涂层变为红褐色并更加坚硬。涂刷泥浆和蜂蜡以及烘烤应不止一次,特别是刻制纹饰之后,需要对型腔再次施加薄的涂层并烘烤。关于涂层烘烤温度,从部分镜范样品上红色涂料的热膨胀法测温看,多在400℃以下。需要说明的是,蜂蜡中的油脂等有机物在烘烤过程中会向范体内渗透,并在高温下发生碳化。齐故城出土的很多镜范,其断面上都可见由正面向范体内渗透的黑色层。(图三:2)该黑色层说明范体内含碳,而从其样貌看显然是从镜范正面向下渗透的。当然,这种含碳的有机质除了和涂层中的蜂蜡等有关外,浇铸时使用的脱范剂中可能也会有此类物质,而且浇铸时的高温或许也是导致其发生碳化变黑的原因。我们注意到,镜范断面上这种黑色层的水平分布并不一致,有的主要在型腔和浇道下,有的延伸至分型面下;另外,有时黑色层之上即镜范正面涂层之下,还可见其他颜色层,有浅灰、红褐等,有的不止一层,厚一般以毫米计,推测与镜范多次涂刷并烘烤表面涂层以及多次浇铸有关。在模拟实验中,我们按上述方法,用齐故城附近生土层中的细黄泥来制作镜范涂层,并在露天用木炭进行烘烤,烘烤过程中又涂刷了蜂蜡,取得与出土镜范涂层大致相似的效果。

镜背范不仅比镜面范多了下凹的排气道和型腔,而且有些还要制作纹饰。关于纹饰的制作方法,过去有“模制”和“刻制”两种看法,我们也曾认为临淄齐故城汉代镜范纹饰的制作,是“模制”和“刻制”并用。但随着对镜范研究的深入,现在看来应当还是以刻制法为主。首先,如上所述,镜背范型腔本身就不大可能是模制的,而是在范坯焙烧之后刻成的。其次,通过细微观察可以发现,镜范纹饰的线条及铭文多透出明显的手工刻制的质感,特别在型腔涂层脱落或被磨掉的镜范上面,看的尤为清楚。以齐故城阚家寨秦汉铸镜作坊遗址出土的一件四乳弦纹镜背范(LQKBⅡZK1∶6)为例,该范曾经过浇铸使用,后来可能为了改制或其他目的,正面被重新打磨,但毁弃时型腔面仍保留一些下凹的纹饰。这些残留的纹饰由于仅剩底部,加上缺少涂层遮掩,其线条不流畅且高低不平、粗细不匀的特点暴露无遗。(图八)再次,在有些纹饰较为密集的镜范上,有时能看到纹饰线条之间的先后关系及打破现象(图九),还有部分镜范及铜镜上可观察到制作镜范纹饰时留下的同心圆状或放射状的设计线,尤以一些草叶纹镜范以及草叶纹铜镜和星云纹铜镜上较为多见,这些亦都可说明问题。(图一〇)最后,不论是整个齐故城,还是阚家寨秦汉铸镜作坊遗址,所出同类镜背范中未见到有型腔大小和纹饰完全一样或大致相同的,即所谓的“同模范”,也一定程度上否定了模印纹饰的存在。要说明的是,由于焙烧后的镜范虽整体较硬,但范体本身实际较软,且有一定韧性,加上含有蜂蜡的涂层,因此在型腔面上刻制纹饰和铭文,并不像想象的那样困难。

在刻制纹饰前可能先要设计并用笔绘出图案,而图案的设计和绘制,需要掌握一定的几何知识和原理并借助一些必要的辅助工具,即便是技艺精湛的制镜工匠,亦不例外。有学者通过研究汉代铜镜纹饰,指出圆规、尺子等制图工具在当时的使用已比较普及和成熟。观察齐故城汉代镜范以及临淄地区出土的汉代铜镜,可得出相同的看法。就齐故城目前出土较多的蟠螭纹、四乳弦纹和草叶纹镜背范而言,其上面不仅常见同心弦纹,而且乳钉、连弧纹、方框纹、草叶纹、花苞纹等主要纹饰的布局也都很有规律,完全是按等分线、交差线等几何原理设计和规划的。可以肯定,没有一定的几何知识和圆规、尺子等机械制图工具,仅靠手工是不可能完成如此复杂而规整的图案设计的。不同类别的镜背范,其纹饰虽各有特点,但可以确定,几乎所有镜范纹饰的最初设计和规划,都是以钮坑为中心向外划同心圆和等分的放射线的。放射线大多按4或其倍数等分,也有少数按3等奇数等分的。这些同心圆和放射线将镜面分为若干单元,并形成若干交叉点。以此为基础,再按纹饰种类,进行更细致的布局和设计,最终绘制出美观而对称性很强的纹饰。一般来说,乳钉、连弧纹等常见装饰都是根据放射线和同心圆的交叉点来确定的,草叶纹和花叶纹镜范上的柿蒂、方形铭文框以及一些花苞、草叶的设计也大多如此。蟠螭纹和龙纹等镜范上常见涡卷纹、折线纹等细密地纹,从线条走向看,都是以对称的主纹为基础,再根据剩余空间的大小和形状设计的。草叶纹和花叶纹镜范上多刻有铭文,铭文一般都为反字,铸造后便为正字。不过,在临淄地区出土的铜镜上也偶见有反字的,说明在镜范铭文制作过程中,有时也会因为疏忽或其他缘故刻成正字的。就所铸铜镜的铭文排列方向而言,以右旋读的居多,同时也有少数左旋读的。这些其实都表明,镜范上的铭文与纹饰一样,主要也是刻制的。

镜背范纹饰刻制好以后,对制作过程中发生的崩裂、损坏等,需进行修补。齐故城出土的镜范特别是镜背范中,有不少可观察到带修补痕迹,多数应当是使用特别是浇铸过程中损坏的,但也不排除有些是制作过程出现的问题。修补完以后,还要施加很薄的涂层并烘烤。至此,镜背范制作基本完成。

镜面范的制作相对简单,只要保证正面平整并凿刻和研磨出一个弧形短浇道即可。但是要制作合格的范面,也并非易事,除了堆筑镜面范的木板面要光滑平整外,还要对泥坯和焙烧过的范体进行反复修整和打磨。从目前出土的大量镜面范看,大部分正面都几乎呈水平状,只有少数中部略有下凹,但凹曲度都极低,与出土的所谓“凸面镜”对应不上。这进一步证明了过去关于汉代凸面镜成因的判断,即汉代凸面镜的形成与镜范无关或关系不大,其应是铸造过程中或“淬火”等热处理过程中由一些特殊的物理因素导致的。

综上所述,镜范的制作程序可简单归纳为:备料→制坯→晾干→刮削和修整→焙烧→修整和打磨→制作浇道、排气道和型腔→施加涂层→烘烤涂层面→刻制镜背范纹饰→施加涂层→烘烤涂层面。

三、镜范的使用

根据齐故城发现的镜面范和镜背范,可知汉代临淄铜镜铸造采用了双合范的技术。由于镜面范正面只有位于顶部居中的短浇道,其余皆为平面,因此浇铸时只要将形状、大小相同的镜面范和镜背范对齐扣合即可。从出土的镜范看,亦未见有为合范而设计的榫卯或其他对齐标记。关于合范后的固定措施,因镜范外表未发现绳索捆缚痕迹,本身也无用于捆缚的结构,故推测使用了某种专门的夹具,并利用砂坑等设施来安放镜范。在阚家寨秦汉铸镜作坊遗址的发掘中,曾清理出一处铸镜坑(ZK1)遗迹。铸镜坑的东部有一小的砂坑,并发现红烧土面等遗迹。小砂坑平面呈椭圆形,东西长0.42米,南北宽0.25米,深约0.2米,坑内砂子颜色泛灰,显得较脏,经检测内含磷、铜、铅、氯、锌、溴等熔炼过程中容易挥发的元素。根据多方面分析,我们判断该小砂坑应当是铸镜时用于安放镜范的设施,而其旁边的红烧土面很可能与熔铜的炉子或坩埚有关。浇铸前,将镜面范和镜背范扣合,然后用夹具固定并按一定的角度安放于砂坑之中,待旁侧熔炉或坩埚中铜料熔化后,将铜液直接浇注入镜范的浇口中,完成铜镜浇铸。

日本学者三船温尚认为,合范浇铸铜镜时,镜范型腔内会产生气体,为防止气体聚集于纹饰处而影响铸造效果,合范要向镜背范一侧倾斜,倾斜的角度约为70度。另外,将镜背范和镜面范的浇口做成不同形状,是为了便于辨识,避免浇铸时将二者上下颠倒。这一看法是很有道理的。但除此之外,我们认为,浇铸时将镜范倾斜一定角度,可能还有控制铜液流速的目的。由于铜镜为圆饼状结构,且中部很薄,因此浇铸过程中对充型和金属凝固的快慢有很高的要求,铜液进入型腔过快或过慢可能都不利于铜镜的铸造。另外,从镜背范和镜面范的结构差异看,也应向镜背范一侧倾斜。因为只有把镜背范置于下方,铜液浇注后才可沿浇道顺利流入型腔,从而完成浇铸;反之,由于镜面范浇道很短(实际上只有浇口部分),且无型腔,铜液浇注后将很难沿镜背范的浇道迅速进入型腔,而且此时铜液受重力影响,还容易流入合范的缝隙中。

浇铸前,一般都需要在镜范正面涂抹炭灰或油脂一类的物质作为脱范剂,以保证浇铸后铜镜能够顺利与镜范脱离,且尽量不损伤镜范表面及范体。很多镜范的型腔、浇道和排气道位置表面均呈黑色,有些还向外蔓延至分型面上(图二),从形状和分布看,显然是浇铸时脱范剂接触高温所致。由于浇铸时铜液可能会沿合范缝隙溢出型腔以及浇道和排气道,所以脱范剂的涂抹应覆盖整个镜范的正面。关于脱范剂具体为何种物质,目前尚不清楚,但从其遇高温变黑的特性看,含碳量应当较高。出土镜范中,也发现少数正面和断面无明显黑色层的,过去多认为其未经浇铸使用。但仔细观察,这些镜范中有些在型腔或浇道和排气道的局部,仍会残留少许黑色或黑褐色层,可判断也是浇铸使用过的。日本学者三船温尚推断,将使用过的镜范放入火中重新渗碳焙烧或烘烤,之前浇铸形成的黑色会还原为红褐色或其他颜色。而由于镜范可能会多次施加新的涂层并焙烧、烘烤,另外在浇铸前可能也会对镜范进行烘烤预热,所以仅从镜范表面及断面有无黑色层分布,是不能准确判断其使用情况的。

齐故城出土的汉代镜范是否可以多次浇铸使用,过去曾有争论。随着考古发现的增多以及研究的深入,我们对该问题也有了新的认识。现在基本可以确定,这些镜范是可以多次浇铸使用的,而且当时的铸镜工匠也是这样使用镜范的。首先,如上所述,在齐故城出土的汉代镜范的断面上,除了常见的呈渗透状的黑色层外,有时在镜范正面涂层与黑色渗透层之间,还可观察到均匀分布的浅灰、红褐等其他颜色的层,说明镜范表面可能多次受高温影响,即可能存在多次浇铸及多次烘烤。其次,除了肉眼观察外,我们还开展多学科合作,对部分镜范标本的胎体截面进行了电镜扫描观察,发现型腔面有清晰的白亮色的分层现象,经能谱分析确定其中含有很高成分的铅。这些富铅层的厚度一般在10微米上下,其形成显然与铜镜铸造有关,因为铅是以独立相存在于青铜合金中的,且比重较大、熔点较低,所以在浇铸过程中很容易渗透并残留于镜范型腔表面。在其中一件镜背范的型腔表面上,可观察到4层这样的富铅层,表明该范至少浇铸过4次。层数的增加,亦说明镜范浇铸使用后,会不断再次涂抹新的涂层及脱范剂。

镜范的多次使用,还表现在镜范的修补以及改制再利用上。在对齐故城出土镜范的整理和观察中,我们常发现镜范型腔及浇道和排气道上有修补痕迹,另外还有一些镜范改制的现象。由于这些修补和改制多发生在镜范浇铸使用之后,因此可视为镜范能够反复多次浇铸使用的重要证据。很显然,如果镜范使用一次后就废弃,是没必要进行修补的,也不会出现改制的情况。关于镜范的修补和改制,发现较多,这里试举三例,均出自阚家寨秦汉铸镜作坊遗址。蟠螭纹镜背范(LQKBⅡH5∶38),残存镜范右上部,浇道右侧壁破损,用黄褐色细泥修补,修补的细泥覆盖原先的浇道面及其上黑色覆层。(图一一:1)蟠螭纹镜背范(LQKBⅡH5∶60),残存镜范下半部,分型面表层剥落并有打磨痕迹,部分残损处可见明显修补痕迹。修补材料为一种细泥,但烘烤火候很低,仍呈泥土状,灰褐色,与之前范体差异较大。三弦钮,钮坑明显系用黄褐色细泥重新修补而成。(图一一:2)蟠螭纹镜背范(LQKBⅡT3897②∶1),残存镜范左上部,分型面靠近镜缘处有一条圆弧形凹线向上延伸至浇道处,与镜缘略错位,内填黄泥,黄泥下可见黑色薄层,推测该范为改制范,即工匠将之前的镜背范正面磨平然后重新制作型腔等结构,圆弧形凹线处为之前镜范的镜缘位置,因较深而残留下来。(图一一:3)

在阚家寨秦汉铸镜作坊遗址的发掘过程中,我们还注意到,出土的镜范基本上没有完整的,大都为残块。这似乎也暗示,当时的镜范是可以多次浇铸使用的。就是说,这些镜范虽然出现局部残损,但只要没有整体破裂,便可以不断修补再用,有些型腔破损严重的,还可以磨平再改制为其他镜范使用。只有当这些镜范整体破裂或无法再修补和改制时,才被工匠废弃。从遗址的发掘看,当时在作坊周围有一些用于丢弃生产废料的垃圾坑,其中出有大量镜范残块。这些原生堆积中的镜范残块应是镜范在作坊中的最后形态。

关于每个镜范特别是镜背范的具体使用次数,目前还很难确定。如果考虑到镜范破损后的不断修补和改制,其使用次数问题则更为复杂。但无论如何,临淄齐故城出土的汉代镜范从材质到结构设计和制法等方面的改进,都与能够多次浇铸使用这个目的有很大的关系,甚至可以说就是为这个目的服务的。一面铜镜的制造,除了原料的开采、冶炼和运输外,镜范的制作无疑是最为复杂也是耗时最长的环节,所以实现镜范的多次反复使用,对提高铜镜生产效率来说,意义是不言而喻的。当然,既然一范可以多铸,那么就应当存在所谓的“同范镜”。而从现已发表的资料看,各地尤其是临淄地区出土的汉代铜镜中,尚未见到可以确定的同范镜。这是今后相关考古工作及铜镜研究中一个值得注意的问题。

四、齐故城镜范反映的汉代铸镜技术

迄今为止,临淄齐故城出土的镜范多属西汉遗物。而如上所述,从文献记载看,西汉至王莽时期的临淄,是全国最发达的工商业大都市之一,人口规模、经济地位甚至不亚于都城长安。因此,临淄作为重要的铜镜铸造中心之一,可能主要是在西汉时期。那么,按照当时临淄的经济地位尤其是工商业的影响力来分析,其铸镜技术在全国手工业特别是铜镜生产领域无疑是有一定代表性的。所以,通过齐故城出土汉代镜范及相关遗存的研究,很大程度上可一窥汉代特别是西汉时铜镜铸造技术的特征及发展趋势。

汉代临淄铜镜采用陶质双合范铸造,铸范由镜背范和镜面范构成。双合范铸造工艺并无特别之处,在古代金属器的铸造中曾广泛使用。不过,为了获得质地良好的铜镜产品,更为了提高产量和效率,西汉时临淄的制镜工匠在镜范的设计和制作上下了很大的功夫,使得其性能较之先秦镜范及其他陶范都有了巨大的飞跃。目前已发现先秦时期镜范的地点主要有两处,分别为山西侯马晋国手工业遗址和河北易县燕下都遗址。燕下都采集山字纹镜范残块1件,年代当在战国时期,简报未对其进行文字描述,仅示拓本,材质及具体形制和结构等都不是很清楚。侯马晋国手工业遗址出土有4件镜背范,其中一件出自春秋晚期的灰坑,另三件出自战国早期的房址。这四件镜背范均未经浇铸,有一件上部残缺,其余皆大体完整。三件完整者中,有一件无钮坑,还有一件既无钮坑亦无浇道,怀疑是半成品。(图一二)侯马东周镜范的特点表现为:器身较薄,背面或平或鼓;上部只有浇道而无排气道;浇道很短,且尺寸悬殊、形制各异;钮坑处为长方形或近圆形对穿孔洞,推测与镜钮的特殊铸造方法有关;有的正面设有榫卯结构;纹饰制作方法不详,但战国早期房址出土的三件镜背范型腔大小相近,纹饰也几无二致,推测极有可能为同模印制而成;镜范原材料报告未做专门介绍,只说遗址所出陶范内含细砂较多,主要由土和砂构成,有的可能还掺入少量植物质。镜范烧成温度亦不清楚,报告说多数陶范火候较低,但经初步检测,有的可达600℃以上。由于未经浇铸,镜范的具体使用情况不详。那么,与侯马东周镜范相比,可以清楚地看出临淄齐故城汉代镜范的特点特别是其技术优势。

其一,临淄齐故城汉代镜范虽为陶质,且表面特别是正面非常平整光滑,但范体内却密布大量孔隙,故密度很低,手感较轻。此种材质与先秦时期常见的各种陶范明显有别,其优点是大幅增加了镜范的透气性和抗迅速膨胀的强度,从而不仅有利于铸造过程中的排气和充型,而且使镜范不易破裂和损坏,可以反复多次使用。此外,齐故城汉代镜范由于烧制火候高达950℃以上而整体硬度较强,同时因范体内含有大量孔隙以及细砂灰等物质,故而又相对柔软并带有韧性。这一特性既保证了镜范的结实耐用,又让工匠容易对其进行磨、锯、锉、刻等塑形操作,还使镜范的不断修补甚至改制成为可能。齐故城汉代镜范这种特殊材质的形成,显然不是偶然形成的,它应当是铸铜工匠们在长期实践中不断摸索逐步获得的技术,目的既是要增强镜范的铸造性能,同时也是要提高其制作和使用效率。就此技术本身而言,关键还是镜范原料的选择和配比,其中在制范原料中加入大量稻壳灰是最为重要的一个因素。如上所述,镜范中孔隙以及镜范特殊质地的形成,主因就是稻壳灰的羼入。值得一提的是,在“临淄齐故城冶铸遗存考古发掘与研究”项目实施过程中,我们对阚家寨冶铸遗址出土的植物遗存进行了浮选和研究,其中便发现了稻米遗存。不过,其数量极少,很难判断是否为本地种植。那么,如果齐地在西汉或更早的战国时期不种植水稻,齐故城汉代镜范中的大量稻壳灰来自何处,当时工匠又是怎么想到将稻壳灰羼入镜范的,或者这一技术究竟是怎样起源的,将是值得深思的问题。不论如何,具有优异性能的新材料的发明和应用,是技术革新的重要体现,也为相关工艺技术的创新提供了条件。

其二,临淄齐故城汉代镜范在形制、结构的设计上更为科学、合理。镜背范正面上部设有浇道和排气道,浇道较长且形状规范,都是上窄下宽,底部和两侧坡度也很合适,与侯马东周镜范不设排气道且浇道较短、形状不规范等特征明显不同。这样的设计使浇铸过程中铜液的流淌更为迅速、平稳,排气和充型更为顺畅,另外脱范也相对容易,可尽量减少对镜范的损伤。齐故城出土的汉代镜范正面不见侯马镜范上的榫卯结构,说明二者合范方式不同,但另一方面也显示齐故城的镜范在使用上可以更为灵活。侯马东周镜范有些无钮坑,而以穿孔替代,意味着镜钮的铸造方法有别于齐故城的汉代镜范,后者均带钮坑。另外,齐故城镜范钮坑侧面一般不见安放钮孔内范的凹面或孔洞。此做法可能是为了避免浇铸和脱范时对钮坑的损坏,但需要铸镜工匠有更娴熟的技巧。较之侯马东周镜范,临淄齐故城汉代镜范的范体明显要厚实很多,同样是直径10余厘米的镜范,前者厚约一两厘米,后者一般都在3厘米以上,四五厘米的也较多见。范体加厚,除了不易破裂和耐用外,可能还考虑到在正面完全破损后可打磨掉再重新改制利用,并且不止一次。种种这些设计,显然一方面是为了铸造出更好的铜镜产品,另一方面也是希望能够尽可能地保护镜范,以达到多次反复使用的目的。

其三,临淄齐故城汉代镜范的制作工艺更为先进。由于镜范纹饰以及浇道、排气道和型腔等内凹结构多非模制而成,所以在制坯、晾干和焙烧阶段,齐故城汉代镜范的制作应当要简单很多。此外,按照一定的规范,并借助于工具,在硬度和柔韧性兼具的范体上挖刻浇道、排气道及型腔,也相对容易。镜背范纹饰的刻制或稍有难度,但对于专业工匠来说,依靠自身技艺及专门的工具,完成这样的任务可能亦只是驾轻就熟的事情。相比而言,模印纹饰看似简单、快速,但因为增加了制坯阶段的工作难度,且实际上并不好操作,故总体效率未必高于刻制纹饰。从效果看,模印出的纹饰一般较为呆滞,并容易出现模糊、晦涩的现象,这一点也是不能和刻制纹饰相比的。毫无疑问,刻制工艺能够制作更为精致、生动的纹饰,从而保证铜镜的质量,同时也可充分发挥工匠的艺术创造力。齐故城出土的汉代镜范较东周镜范及其他的先秦陶范火候更高,正面还施加了光滑、细腻的涂层,这些也都需要更为先进或全新的工艺技术来完成。所以,从各方面看,汉代临淄镜范的制作工艺较先秦是显著进步了,由此带来的结果便是生产效率和铜镜产品质量两方面的提高。

通过上述比较分析和临淄齐故城出土汉代镜范技术特点的总结可以看出,到了西汉时期,铜镜铸造技术的核心所在——镜范的制作有了巨大的改进和显而易见的革新。同时值得注意的是,与侯马东周镜范那种不规范、不统一的情况不同,临淄齐故城出土的汉代镜范虽然类型多样,但材质、形制、结构和工艺等基本相同,各部位尺寸比例的设置也接近一致。由此可知,西汉时期临淄的铜镜铸造技术在各方面都已逐步形成了较为统一的标准和规范。这里还要强调的是,临淄齐故城汉代镜范制作技术的进步,不仅提高了镜范的铸造性能和铸造质量,还大幅提高了镜范的寿命和使用效率。可以认为,所有这些都标志着中国古代陶范铸镜工艺技术的全面成熟。

古代铜镜铸造技术的研究,范畴自然不止镜范的制作和使用,铜镜的金属配比、熔铜设施和方法、浇注过程、铸后加工(包括物理整形、镜面及纹饰的磨光和抛光、热处理等)也都值得深入考察与探究。当然,这些方面工作的开展,需要研究方法的不断改进,特别是各种现代自然科技手段的介入,同时也有待更多的考古发现及实物资料的获取。但无论如何,就汉代尤其是西汉来说,从镜范的制作和使用上确实可以看到当时铸镜技术的快速发展。临淄齐故城汉代镜范制作技术及镜范性能的提升,大大提高了铜镜生产的效率,同时也为工匠们的艺术创造以及铜镜纹饰类型的增多创造了条件。两汉时期,中国古代铜镜进入第一个发展高峰,铜镜不仅制作精良,而且产量大增,成为普通社会阶层也可使用的日常用具。从背景来看,当时制镜技术的进步显然是其重要条件之一,而在这当中,镜范制作技术的改进和镜范使用效率的提高无疑又是最为关键的环节。

最后要说明的是,由于不同时代、不同地区生产的铜镜,不仅类型和风格有别,而且所使用的工艺技术可能也会存在一定的差异,因此我们关注、研究古代铜镜的铸造技术,不单纯是要揭示这些技术本身的特点以及隐藏于其中的某些奥秘,还希望以此为基础,进一步从技术传承和创新以及技术交流与传播的角度,来研究古代铜镜的发展演变、探讨不同地区间的文化交流、人群移动和贸易往来等问题,并观察生产技术的发展和传播对人类社会的影响。总之,将铸镜技术的研究与类型学以及铜镜艺术风格等方面的研究相结合,无疑会大大拓宽我们的视野和思路,从而把古代铜镜的研究推向更广阔、更深入的境界。