埃及對冶金和金屬加工的瞭解

埃及對冶金和金屬加工的瞭解

 

1.埃及人的冶金和金屬加工知識

早期,埃及人學會了如何加工金屬,人們一致認為,古埃及人在五千年前就已掌握了採礦、冶煉和金屬加工技術。

古埃及雖然生產了大量的金銀合金、銅和青銅合金,但卻沒有缺乏幾種礦藏,如銀、銅、錫、鉛等礦物。古埃及人利用他們的技能勘探埃及和其他國家的礦藏。古埃及具有礦石勘探、採礦工藝以及陸路和水路長途運輸重物的手段和知識。

作為古代世界人口最多、最富庶的國度,埃及大量進口原材料,大量出口製成品。古代埃及人的金屬製成品和非金屬產品在整個地中海盆地、歐洲、亞洲和非洲國家的墓葬中均有發現。

埃及人掌握了豐富的化學知識並懂得利用金屬氧化物,這一點可以從他們製造各種具有天然色彩的玻璃和瓷器的能力中可見一斑。古埃及人還利用銅來幻化出各種美麗的顏色,充分反映出他們瞭解各種金屬成份,以及地球上的鹽類在不同物質上產生的效果。這與我們「現代」對化學和冶金學科的定義不謀而合。

  • 化學是研究物質的組成、性質以及變化規律的科學;應用於特定課題或活動領域;物質的化學性質、組成、反應和用途。
  • 冶金學是金屬科學,特別是通過冶煉、精煉等從礦石中分離金屬並製備使用的科學。

金屬加工的方法:金屬的熔煉、鍛造、銲接和鏤刻技術不僅熟練而且高度發達。古埃及有關金屬加工記錄頻繁出現,讓我們對古埃及這個行業的重要性有更真實的瞭解。

埃及人在合成金屬方面的技能從在盧克索(底比斯)和埃及其他地區發現的花瓶、鏡子和青銅器具中得到充分證明。他們用很多辦法巧妙地調製合金混合配比來改變青銅的成份。他們還掌握了賦予青銅或黃銅刀劍以不同的彈性,如現陳列於柏林博物館的匕首就是很好的一例。匕首的彈性、潔淨度和精加工程度非同尋常。現在分落陳列在歐洲各博物館的許多古埃及產品,其錫含量在10至20,而銅含量在80到90。

他們對金屬延展性的瞭解從製造金屬網線時展現出的能力中表現得淋漓盡致。金屬拉絲就是用了金、銀以及黃銅和鐵等延展性強的金屬。金絲線就是拉絲而成的,沒有任何捶打痕跡。從圖特摩斯三世(西元前1490年–前1436年)墓中發現了銀絲線,而金絲線被發現纏在刻有奧塞塔森一世(Osirtasen I) 的名字圓環之上,他生活在圖特摩斯三世前600年。

埃及人製作金屬絲線的技藝達到了爐火純青的地步。絲線細得可以織成金縷衣料和裝飾之用。一些精緻的阿瑪西斯亞麻布,上面用金線繪有許多動物圖案,這需要有細膩精湛的工藝。

古埃及的金屬製造科技聞名遐邇而至臻完善,能夠大批量生產各種金屬合金。 下面幾例表現出他們豐富的知識。

 

2. 金銀製品

古埃及人利用在埃及開採的黃金。他們還使用了埃及未曾發現而從伊比利亞半島進口的銀。他們單獨用銀或使用金銀合金。古埃及的記載表明,尼特魯(神)就是用宇宙能量源的銀金礦所造。除了製作諸如雕像、護身符等宗教物品之外,這種合金通常用來製作個人飾品和賞瓶。黃金與白銀的比例一般為2比3。圖特摩斯三世(西元前1490年-前1436年)時期的古埃及紙莎草文獻表明,一名官員收到一「大堆」銀金礦,重達36,392 uten,即7,286磅(3311. 672千克)。

金和銀也像銅一樣鑄成小雕像。通常能發現這兩種金屬製成的實心珠子,其至少有6,000年的歲月。

中王國時期貝尼·哈桑(Beni Hassan)陵墓中的一些場面描繪了金匠貿易活動的概況。這些墓葬中展示了洗礦、借助吹管熔煉金屬、用於裝飾成型、稱重、盤點存貨等金匠的活動。

在不鑄成金錠時,金子就被錘堞成厚度均勻的箔片。金箔可以用來裝飾木製傢俱。較厚的金箔被直接錘堞在木頭上,由小金鉚釘固定。較薄的金箔可以用膠類的粘合劑粘貼在石膏基材上。非常細的箔片可覆在雕像、木乃伊面具、棺木和其他物品的外面。它被應用在石膏層上,但埃及工匠使用何種粘合劑尚不明了。

大型材料的加工能力在300磅(136公斤)的圖坦卡蒙(Tantankhamen)金棺材上展露無遺,它現陳列於開羅博物館。

 

3. 銅器

古代埃及缺乏生產銅和銅合金(銅、砷和錫)的礦產,這些都是從國外獲得。古埃及人在5000多年前製造了大量此類合金。

埃及生產的銅通過添加砷來硬化。銅合金中砷含量隨用途而變化。已經發現的成份變化有:例如匕首和戟有鋒利的切削邊緣,含有4%的砷化銅,而斧子和箭頭的砷化銅含量為2%。砷化銅從前王朝時期(公元前5000年)開始使用並一直延續到中王國(公元前2040年-前1783年)時期。

古埃及石(被稱為「巴勒莫石」,現在陳列在巴勒莫博物館)記錄了第二王朝時期(公元前2890年-前2649年)的卡塞凱姆威(Khasekhemw)銅像的製作過程。倖存最早的金屬雕塑是佩皮一世銅像(公元前2289年-前2255年),目前陳列於開羅博物館。毫無疑問,埃及所有金屬的珍貴屬性恰恰說明了其早期的稀有性,因為大部分金屬被融化並重複使用多次。

除了製備砷化銅外,古埃及人還製造青銅製品。把少量錫加入到銅中製成青銅,降低了熔點,增加了硬度,而且更容易鑄造。錫含量在0.1%〜10%之間波動甚至變化更大。許多很早期的青銅器被發現。帶有佩皮一世名字(西元前2289年-前2255年)的圓筒,顯示與其他同時期青銅器一樣有清晰輪廓線,說明青銅器的鑄造時間早於公元前2200年。

青銅工業對國家至關重要。在埃及,青銅用於大型船隻以及工具和武器。古王國(公元前2575年-前2150年)時期往後各個時期都有眾多完美的青銅器,例如現在陳列於巴黎盧浮宮的波斯諾收藏(Posno Collection)。

古埃及形形色色的鐘被發現都小心翼翼地包在布中,然後再放在墓中。現在,許多鐘被陳列在開羅博物館。

鐘的主要成份是青銅,不過偶爾也有金或銀製的。形式各有不同。在眾多類型中有喇叭口型的,代表花萼。大量古埃及青銅鐘模具(現在在開羅博物館,cat. #32315 a,b)成為古埃及金屬鑄造技術的有力證據。從這些模具中可以清楚地看到液態金屬的澆注口。通過對古埃及典型青銅鐘進行化學分析發現,銅佔82.4%,錫16.4%,鉛1.2%。

埃及人使用各種青銅合金,從新王國時期文獻中瞭解到,那裡經常提到「黑青銅」和「六合銅」即六合金。這種變化形成不同顏色。黃銅是鋅和銅化合物。白色(和更細)銅混合了銀,用於製作鏡子,現在也被稱為「科林斯黃銅」。在化合物中加入銅就呈現黃色近乎金色的外觀。

許多家用器物都以銅作材料,如銅鍋、銅水壺、銅盆和銅勺,還有各種工具和武器也是銅製—匕首、劍、長矛、斧頭以及戰斧。在中王國時期,圓形和半圓形戰斧數量繁多。

中王國時期(公元前2040年-前1783年)的記載—如貝尼·哈桑陵墓中所描繪的那樣,顯示古埃及各式各樣的武器,如下面`所繪的盾牌,有著不同固定方式。

新王國時期(西元前1550年-前1070年),古埃及人為了保護自己的邊境而徵募了大批軍人。埃及人招募僱傭兵作戰,埃及人則製造必需的戰鬥裝備。

第18王朝時(公元前1575年-前1335年),一個繁榮、祥和的埃及製造了大量的金屬物品。與產品數量的增加相呼應的是,採礦活動的繁忙,而且同時期的伊比利亞陵墓中埃及銅器數量的增加,下一章結尾將探討。

5000多年前,古埃及對於銅、砷和錫的需求量很大。這三種礦石是從古代唯一知名的伊比利亞來源進口的。考古記錄顯示人們早期對伊比利亞南部的銅礦和砷礦資源開發利用。關於錫礦,我們都知道沿著伊比利亞半島西海岸的「錫礦之路」,那裡的錫來自加利西亞,可能還有康沃爾郡。斯特拉波在他的《地理》第三卷中告訴我們,

… …可以挖到錫;而且,在盧西塔尼亞(Lusitania)以遠蠻族居住地區和凱西特德斯群島,都出產錫;而且,還有不列顛諸島出產的錫運往馬西利亞。

有關從東地中海地區(即古埃及)一路沿「錫礦之路」的早期往來接觸的證據,在莫斯塔伐·葛達拉的書《Egyptian Romany: The Essence of Hispania》中有記述。

 

4. 玻璃釉製品(玻璃鑲嵌工藝) 

埃及人早在前王朝時期(西元前5000年)就製造出各種琳瑯滿目的玻璃釉製品。早期釉製品多為串珠,用石英或皂石為核心。皂石用於雕刻諸如護身符、吊墜和尼特魯(神)小像等小物體,以及一些較大的物品,它被證明是玻璃釉理想基底。釉面皂石器物貫穿於整個王朝時期(公元前3050-前343年),釉面皂石是迄今為止最常見的聖甲蟲用料。同樣的上釉工藝還用於大規模生產殯葬器物(護身符、舍卜提像)以及房屋裝飾(瓷磚、嵌花樣式)。

古埃及上釉製品品種繁多、品質上乘,說明古埃及人冶金知識博大精深。埃及釉最常見的顏色是藍、綠或綠中泛藍色。顏色是加入銅化合物的緣故。使用銅和銀混合可以達到錦上添花的效果。

猛火加熱石英砂和泡鹼,加少量著色劑如銅化合物或孔雀石混合物,就可以產生藍綠色玻璃。另外還利用進口的鈷料。各種配料熔化後,物料達到所需性能時停止加熱。待物料稍冷,將其倒入模具中,滾軋成細棒或桿或其他想要的形狀。

玻璃吹制工藝在塞加拉的緹(Ti)(西元前2465年-前2323年)墓、貝尼·哈桑(四千多年前)和其他後來的墓葬中都有表現。

由於釉料配料熔化方式和玻璃相同;所以,埃及人製作玻璃的時間甚至更早。光亮硬釉與玻璃同質。製造玻璃器皿工藝是制釉工藝的自然延伸。

埃及玻璃瓶形象出現在第四王朝(公元前2575年-前2465年)的石碑上。埃及色彩斑斕的玻璃瓶出口到其他國家,如希臘、伊特魯里亞、意大利等地。

古埃及人在玻璃染色工藝中展現出他們對各種材料性質駕輕就熟,盧克索(底比斯)墓葬中發現的各種碎片就是明證。他們在如此複雜工藝中展露的技術,使玻璃散發出堪比寶石的光輝。一些仿製珍珠仿的水準之高,即使現在高倍鏡頭也難以將其與真正的珍珠區分開來。普林尼證實,他們的仿製水準達到了登峰造極的程度,

與真寶石真假難辨。

這些準寶石的色譜令人著迷—從清澈的青金石藍到絢麗的綠松石藍再到紅玉髓的斑點金,這三種是埃及珠寶工藝中最具代表性的寶石。還有瑪瑙、紫水晶和赤鐵礦。此外就是埃及的工匠運用琺瑯工藝創造的奇蹟,用象形文字或雕刻裝飾的大牌匾。

玻璃鑲嵌由不同部分製成,各部分分開製作,然後用加熱的熔劑粘合。古埃及玻璃鑲嵌色彩亮麗、美侖美奐。

玻璃常見於通常稱為埃及掐絲琺瑯彩繪工藝中,這個術語指的是一種鑲嵌工藝,金屬掐絲網格中鑲嵌玻璃、彩瓷或寶石等,用粘合劑固定。該工藝將粉末狀玻璃填於網格中,並加熱熔化粉末,直到融合。

釉面瓷、瓷磚等陶瓷是古埃及的主要產業。一些瓷磚為高釉和深藍色圖案。他們還生產有金屬色澤的陶瓷。

[一隻精緻的琺瑯瓷碗,現藏於柏林博物館,帶三魚一頭和三朵蓮花紋飾]

一些瓷磚上的塗料是將金屬氧化物(銅、錳、鈷等)和鹼性矽酸鹽與水混合而成。高質量的釉面磚發現於大約4500年前的塞加拉。1924 – 26年,在塞加拉距離階梯金字塔只有700英呎(300米)的地方,勞爾和弗斯發現「南方墓葬」。墓葬有幾件墓室中飾有藍色瓷磚,就像階梯金字塔裡墓室一樣。

 

5. 鐵器

雖然金字塔建於「青銅器時代」之前,但是金字塔時代的埃及人卻知道隕鐵。古埃及的鐵叫做bja,在塞加拉一帶(大約4,500年前)發現的烏納斯葬禮文(金字塔)中被反覆提及,與星星之王們的「骨頭」有關,

我是純潔的我把自己的鐵bja骨帶在身上伸出我不朽的四肢它們在努特Nut的子宮裡 [UFT 530]

我的骨頭是鐵bja),我的四肢是不滅的星星。 [UFT 1454]

[UFT 2051] 國王的骨頭是鐵bja),他的四肢是不滅的星星 [UFT 2051]

古埃及會使用鐵,在埃及沙漠中可以找到鐵礦。希羅多德提到金字塔建造者使用了鐵製工具。希羅多德的描述被19世紀埃及學家在不同地方發現的古老建築中留下的鐵器所證實。此外,盧克索(底比斯)的遺蹟,甚至約四千年前的孟菲斯周圍的墓葬中都有屠夫在繫在圍裙上的金屬棒上磨刀的場景,從它發出的幽幽藍色看只能是鋼鐵。拉美西斯三世陵墓中區分青銅和鐵製武器,一個畫成紅色的,另一個畫成藍色,毫無疑問它們在同一時期被使用。

荷馬在《伊利亞特》(xxiii, 261)中明確提到了鐵礦的使用,以及熾熱的紅色金屬浸入水中時發出嘶嘶的聲音。

學術界對「金屬的發展」(銅、青銅、鐵等)時期的武斷斷言毫無根據。各國一直都在使用劍、匕首、其他武器和盔甲等青銅器,很久以後鐵才為人們瞭解和使用。西方學術界傲慢地否定埃及人對鐵器的瞭解和使用,就因為古埃及人從未放棄使用青銅器。 然而,由西方學者卻從未因為發現古希臘和羅馬使用青銅武器和工具就宣稱過古希臘和羅馬不瞭解鐵器。因此,不能隨意漠視古埃及對鐵器的瞭解和製造。

 

6. 埃及人的採礦經驗

傳承有序的古埃及文明史中,他們保留的書面記載記錄了他們的勘探和採礦活動。存留的古埃及記載表明,在5000多年前,在埃及國內外許多地方有大規模有組織的採礦活動。

位於西奈半島的沙拉別艾卡錠(Serabit el Khadem)綠松石礦場是一個典型的古埃及採礦場,包括洞穴、帶拐角的水平和垂直通道—和所有時期的古埃及採石場一樣。古埃及人用適當的支柱支撐挖掘的井和隧道,可以深入山體。滲入隧道和井中的地下水被安全抽到地面。這種埃及泵世界聞名,還被用於伊比利亞的採礦活動,正如斯特拉波在他的《地理》(3.2.9)中所講述的:

波塞多尼奧斯Poseidonius同樣讚揚了圖爾德塔尼亞西班牙南部礦工的熱情和辛勞因為他們挖掘的礦井傾斜而深至於積水問題在礦井中出現的積水常常用埃及螺旋抽水機把它們抽出去。

篤信宗教的埃及人總是在每個採礦點及附近建寺廟/神社和紀念碑。在埃及境外的採礦場也如法炮製,比如在伊比利亞半島,從古以來就在那裡開採銀、銅等礦。

西奈沙拉別艾卡錠的古埃及採礦場是一個典型的採礦場,被稱為「綠松石之女」的哈托爾神廟,從第四王朝(西元前2575年-前2465年)或更早以來就坐落在谷地上岩石高台之上。這座寺廟後來在新王國時期特別是在圖特摩斯三世在位時曾擴建過。寺廟前面至少半英里以外,有一條大型石碑林立的道路,石碑四面都刻有紀念採礦考察的文字。這種講述礦場活動的刻字石碑在埃及其它礦場也可以見到。

在西奈半島瓦迪·馬格哈拉(Wadi Maghara)礦山上,仍然留存有工匠住的石屋,以及小堡壘,用來保護住在那裡的埃及人不受西奈貝都因人的襲擊。離這些礦山不遠有一口水井,城堡裡有大水池蓄水。瓦迪•馬格哈拉礦山採礦活動在整個王朝時代(公元前3050年-前343年)都很活躍。

雷德西埃(Redesieh)沙漠神廟的十九王朝字刻敘述國王塞提一世(公元前1333年-前1304年)令石匠挖井,為採礦作業和採礦工人提供水源。當井完成後,建了一座驛站和「一座有寺廟的城鎮」。 他的繼任者拉美西斯二世(公元前1304年-前1237年)改計畫為將額外的水沿路引向採礦地。

每個採礦點都是經過深思熟慮和周密規劃,並畫出實際圖紙。兩份古埃及莎草紙文獻,包括有位置圖,是有關法老塞提一世和拉美西斯二世統治期間開採金礦的。一份殘存的紙莎草文稿,反映的是東部沙漠黑石(Bechen)山金礦區,屬於拉美西斯二世時期。紙莎草上的現場圖描繪了大山之間相互平行的兩道山谷。其中一個山谷,像沙漠中的許多大山谷一樣,為植被和石塊覆蓋著,可以控制因地表水徑流造成的土壤侵蝕。籌畫的現場圖顯示了現場的主要細節,如礦區內的道路網及其與外部路網系統以及「通向海洋的路線」的銜接。現場圖還顯示了礦石處理區(如洗礦等)、小房屋、倉庫、各種建築物、小寺廟、水池。採礦場周圍區域顯示為耕地,為礦場居民提供所需食物。

古埃及的記載還顯示出採礦點人力的不同分工和專長。

古埃及記錄顯示了採礦作業的組織結構。古埃及保存下來的記錄顯示,在古代和中王國期間,在東部沙漠黑石礦區的哈馬馬特負責管理的各個官員的姓名和頭銜。他們有工程師、礦工、鐵匠、泥瓦匠、建築師、藝術家、安全員和船長—他們負責在達到通航水域時復原船隻。

在陸路和水路運輸金屬礦石前要進行現場處理,然後在層層護衛下運往尼羅河谷人口稠密地區。

埃及採礦活動組織得井井有條,有人員來回巡視現場,確保工作正常有效地進行,以及在採礦點頻繁調度勞力,為這些重要地方提供物資。古埃及國王佩皮一世(公元前2289年-前2255年)時期的記錄有採石場主管的姓名以及視察該場址的高級官員的姓名和頭銜。銘文中提到了許多頭銜,如:「所有作業的總監管人」和「總設計師」。此人兩次視察哈馬馬特—一次是在副手的陪同下,一次因寺廟牆上的宗教文字問題和祭品委員會的主管來訪。

拉美西斯四世(公元前1163年-前1156年)統治時期的文件講述了在工程總監管人領導下在東部沙漠黑石山的勘探工作。整個勘察隊共有8,368人,這些人中有五十多名土木工程官員和神職人員,還有來自各部門的200名官員。現場工作由礦工、石匠和其他相關勞工進行,有三名監督人,還有「總監管人」。工程由5000名礦工、鐵匠、泥瓦匠等進行,還有2000名其它工種勞動力。至少有110名軍官加800名僱傭兵負責安全。安全部隊要保護礦場以及人員和物資運輸。如此龐大數量人員管理非同尋常—8,368人在現在看來也是一個大規模社區。

古埃及人從其他國家尋找原材料,利用自己的專業知識在全世界勘探、開採和運輸原料。古埃及的採礦特點在許多地方都有發現,如伊比利亞。

 

[[摘錄自 古埃及文化探秘,第二版 寫的 莫斯塔伐•葛達拉(Moustafa Gadalla)]

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