2022年11月19日下午，山西大学120周年校庆“表里山河”科史论坛第42期开讲，本期邀请到北京科技大学李延祥研究员作题为《华夏发明数第一——中国古代钢铁冶金技术》的学术报告。李延祥现为北京科技大学科技史与文化遗产研究院研究员，博士生导师。国家文物局金属与矿冶文化遗产研究重点科研基地主任、中国考古学会理事、中国科技史学会理事、中国科学技术史学会金属史分会主任，兼任伦敦大学考古学院博士生导师、广西民族大学教授及科学技术与社会发展研究中心副主任、少数民族科技史研究室主任。主讲的教育部视频公开课《古代冶金与中华文明》入选中宣部《学习强国》网。先后主持国家自然科学基金项目5项，参加国家自然科学基金项目4项、国家重大科技项目3项及教育部、科技部课题多项。发表论文100余篇，主编教材1部，另撰写科普文章百余篇。本次报告通过“腾讯会议”线上平台举行，由我所厚宇德教授主持。

中国古代的钢铁冶炼技术在世界文明史中曾一度处于领先地位，为中国及世界文明的发展做出了巨大贡献。战国到汉代，中国以生铁冶炼技术为基础的钢铁技术体系基本形成，并对中华文明的发展壮大产生重大作用。但随着冶铁技术的外传，中原在这一技术领域的优势逐渐丧失，一定程度上成为“五胡乱华”的原因之一。围绕此议题，李延祥研究员的报告主要从战汉时期中原的钢铁冶金技术和中原钢铁技术外传与优势丧失两个方面展开：

一、钢铁铸就大汉威——战汉时期中原的钢铁冶金技术

1.钢铁技术基本知识

李延祥研究员首先介绍了钢铁技术的基础知识。他指出，古人很早就认识并开始使用陨铁，陨铁引导人们了解并重视比铜性能更好的金属即铁，钢铁的种类可为分为生铁、熟铁及介于二者之间的钢。古代有块炼铁和生铁冶炼技术两种基本炼铁方法，其中块炼铁是较低温度下于碗式炉中冶炼的海绵铁即熟铁，排放液态炉渣；生铁冶炼技术则是在高炉中冶炼出液态生铁，这一技术在近两千年内是中国独有的，该技术有产量大、效率高的优点，同时也有用工多、制成机械性能比较好的物品时需要后处理的局限性。中国之所以出现生铁，原因在于青铜时代先进炼铜技术形成了合理的炼炉结构和发达的陶范铸造技术，山西临汾侯马铸铜遗址就曾出土陶范。随着钢铁冶炼技术的发展，春秋末战国初中国生铁使用增多，器物种类繁杂，并开始出现生铁深加工制品。讲到中国早期生铁制品时，李延祥研究员特别提到目前我国发现最早的生铁制品是山西曲沃天马—曲村遗址的两件公元前八世纪铸铁器残片，结合史书中对山西早期冶铁技术的记载，李研究员认为或许可以在山西找到最早的冶炼生铁的遗址。李研究员指出，中国独特的建立在生铁基础上的钢铁冶金技术是中华民族最伟大的发明创造，为战国至汉代的中国文明奠定了坚实基础，是秦汉王朝开疆扩土的最根本物质保障。

2、以生铁为基础的钢铁技术体系

在了解了钢铁技术的基本情况后，李延祥研究员接着介绍了以生铁为基础的钢铁技术体系，包括生铁韧化技术、生铁固态脱碳钢、炒钢技术和百炼钢。其中生铁固态脱碳钢是中国古代一种独特的生铁炼钢方法，这种方法基本不见石墨析出，夹杂物少，在不能炼出液体钢的古代，用这种工艺得到铸造成形的钢件，比块炼铁渗碳制钢效率高。这种方法到魏晋南北朝后应用逐渐减少，但直到现在还有使用价值。炒钢技术是中国古代钢铁技术发展史中的一项重大技术革新，比英国早至少1800多年。此外，李教授还提到汉代能够用百炼钢锻造好刀好戟，且这一技术随着汉王朝开通西域通过中亚传到了西方。

3、战汉时期钢铁技术的重大作用

李延祥研究员指出，战国时期冶铁技术已经相当发达，已发现的战国冶铁遗址在河北、河南、山东、陕西、山西等地有多处。汉代设有铁官，至武帝时期全国设铁官49处，发现冶铁遗址36处，分布范围广泛。汉代冶铁遗址都有编号，其中“东二”、“东三”是位于河东郡的第二冶铁作坊（今山西河津）和第三冶铁作坊（今山西临汾西南或侯马西南）。战国到汉代钢铁技术的重大作用体现在三个方面：一是农业手工业全面铁器化。战国时期，铁农工具取代木、石、青铜器具，在生产中占据了主要地位，开始广泛使用，成为人手必备之物。再加上水利工程的修建，战国中晚期农业发生了革命性的变革，远远领先于同时期的欧洲。二是兵器全面钢铁化。战国至汉代铁兵逐渐取代了铜兵，汉代兵器更加深入全面钢铁化，出现了环首刀等新型武器，使中原的军事实力达到空前绝后的高峰。三是汉代借助了钢铁的力量，成功反击匈奴，钢铁铸就了大汉天威。

4、结语

李延祥研究员总结，战国到汉代的中原地区出现了世界上独一无二的生铁冶炼技术，建立了包括生铁韧化、固态脱碳、炒炼等技术在内的一整套技术体系，是中华民族最伟大的发明之一。与块炼铁技术相比，以生铁为基础的钢铁技术体系具有极高的生产效率，为战国至汉代中原农业、手工业、军事的铁器化提供了保障，是汉武帝时期开始反击匈奴、开疆扩土的最主要物质基础。

二、五胡以何乱中华——中原钢铁技术外传与优势丧失

1、冶铁技术外传

李延祥研究员指出，从战国开始，冶铁技术已经在中原各地传播，到东汉时期，人口向外迁移，工匠外逃带来冶铁技术的外传。李教授介绍，冶铁技术的外传主要是向东北亚、西北亚、东南亚三个方向。向东北亚传播经历了战国晚期、西汉前期，南北朝三次高潮，其中公元三世纪弥生时代末将生铁技术传到日本。向西北亚的传播在汉代通过丝绸之路西传到今伊朗，铁器到达了欧洲市场；唐朝时通过唐与阿拉伯之间的战役，则可能再次向中亚传播生铁技术；李教授还认为蒙古西征，打到今东欧一带，欧洲14世纪以后生铁冶炼技术的出现应与此有关。

2、北方民族的冶铁技术——以三燕墓地出土物为证

李延祥研究员以辽宁省朝阳市三燕墓地出土物为证，说明了北方民族从三国以来，开始掌握冶铁技术，铁兵器的锻造如西丰西岔沟出土乌桓铁剑，重装骑兵的出现如三燕墓地出土马镫、铜镫和鎏金铜片包木芯镫都可证明。李教授强调，辽宁朝阳三燕遗址出土的钢铁兵器，与同时期中原的钢铁兵器水平相同，且最早发明使用了马镫，装备了重装骑兵，这是导致“五胡乱中华”重要的技术原因。

3、中原钢铁技术优势的丧失

李延祥研究员提出，南北朝发明灌钢技术以后，中原地区在钢铁技术领域内的发明基本完成，钢铁冶金技术体系形成，中原的钢铁技术优势开始逐渐丧失。他指出，很可能是宋代前后中原开始使用煤来冶铁，导致生铁中含有较多的硫化亚铁夹杂，影响其所炼出的钢质量。因此，宋代开始，中国铁兵器质量下降，与此同时北方敌国辽、西夏的钢铁兵器及日本的钢铁兵器质量超出中原。辽人、西夏的钢铁兵器在中原备受推崇，日本刀也开始在东方显露优势，受到称赞。直到明清，对日本刀的称赞还可在文献和诗歌中看到。

4、结语

李延祥研究员总结了10项中国古代钢铁技术的重要发明，他认为这些发明对中国文明和世界文明的贡献很大，因此才说华夏发明数第一。

最后，李研究员认为，钢铁史实际上也是一部社会史，中国古代钢铁的历史启示我们，振兴中华必须做到：第一，内部安定团结，长治久安，社会稳定；第二，科学技术是第一生产力，必须掌握最高科技水平；第三，有充分的文化软实力。

报告最后，李延祥研究员与吉林大学边疆考古研究中心主任王立新教授、我所赵云波教授、东华大学人文学院仪德刚教授、英国剑桥大学李约瑟研究所所长梅建军教授、中国科学院自然科学史研究所黄兴副研究员等专家学者围绕战国时期弩机的专门用镞是哪种镞、冶铁技术在中原及中原周边地区同一时代的传播其内在的技术脉络是以什么形式出现、不同时代的冶铁技术传承发展方面是否有详实的文献支撑、积铁的历史文化价值有哪些、弓箭青铜箭头和铁箭铤是否可以焊接在一起、如何用更定量的方法研究钢铁从而让历史学界重视钢铁对社会的影响、为什么会出现多处大型积铁的存在等问题进行了深入的探讨。互动交流进一步加深了我所师生对中国古代钢铁冶金技术的了解与思考。

撰稿人：段珺珂