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1、中国古代玻璃的起源和发展自然杂志28卷4期特约专稿中国古代玻璃的起源和发展干福熹中国科学院院士.研究员.中国科学院上海光学精密机械研究所.上海201800;教授.复旦大学.上海200433关键词古代玻璃科学考古化学成分中国内地本文对中国古代玻璃的研究概况以及近半个多世纪来科技考古的结果作了简要的阐述.中国内地的古代玻璃技术产生于公元前500年春秋末战国初期.从中国出土的古代玻璃的化学成分的演变.阐明了中国古代玻璃的发展特点.并分析了中国内地的古代玻璃与西方古代玻璃的产生差异的原因.1中国古代玻璃的研究概况有关玻璃在古代中国的描述很早的史料中已有记载.最早出现的词,如璎琳琅开,琉琳,流离,玻璃等
2、,见诸于穆天子传,尚书?禹贡,山海经?中山经等,它是作为天然玉石和人工制造的玻璃的统称.汉代以后的有关史料常用琉璃(流离,瑁璃),璧琉璃等称呼,见盐铁论,西京杂记,汉书,后汉书,隋书等.自汉以后西方传人玻璃器皿后,把西方传人的玻璃称玻璃,中国自制的玻璃称琉璃,其他还有如药玉,硝子,料器等称呼.宋代以后,以低温彩釉陶作的砖瓦称之为琉璃或琉璃瓦,才把玻璃和琉璃逐渐分开,直到清代康熙年间的宫廷内务府造办处,把制造琉璃瓦的地方称琉璃厂,而制造玻璃的称玻璃厂,从而分开称呼.名称的混淆会影响到对玻璃物的本质的认识.目前国内外的技术词典都把玻璃态(glassystate)定义为从熔体冷却,在室温下还保持熔体
3、结构的固体物质状态,属于非晶态(non-crystallinestate).这是区别于自然界中大量存在的矿石,玉石和宝石等,它们属于晶态(crystallinestate)物质(包括多晶体和单晶).玻璃态材料,除了少数自然玻璃(naturalglasses)如黑曜石(obsidian)和玻陨石(tektite)外,其他皆为人工合成制造的,而始于20世纪的人工晶体是晶态材料中的小部分,极大部分为天然的.在玻璃制作技术出现以前,先人都从釉砂(faience)和玻砂(frit)开始.釉砂是在烧结的石英砂体上涂釉,而玻砂为石英砂和玻璃混合体.两者皆非全是玻璃态,而以二氧化硅(Si02)为主要成分(&g
4、t;90%重量)的烧结体.最早的古代釉砂,玻砂和玻璃都是作为仿玉的人工制品,以珠型物为主,常与石英晶体珠,玉石珠和管串联在一起.埃及的由镶嵌釉砂珠(俗称蜻蜒眼)和玉石组成的项链(1500B.C.)(见封二),苏州真山大墓出土的菱形釉砂珠和玉石管组成的项链(春秋中晚期,600500B.C.)(见封二).由于上述名称和质地上的混淆,所以要科学地考察中国古代玻璃的起源和发展,必须首先要经过科学鉴定,区分人工制造的玻璃,釉砂和玻砂,以及天然的玉石和宝石1.近代有关我国古代玻璃的介绍和起源的讨论是起始于20世纪30年代,但大多数是史料分析和介绍.半个多世纪来,我国文物和考古界对中国不同地域和不同时期的古
5、代玻璃遗物的形制,纹饰,质地进行分析和讨论,认为汉通西域后,中国古代玻璃制品和技术是从西方经丝绸之路传人的.的确在中国古代史籍,如魏书,西域传,太平御览,北史?大月氏传,旧唐书中,皆有从外国传来的玻璃器皿和技术的记载,在国内也出土了不少具有西方古罗马,古波斯和古代伊斯兰文化特征的玻璃器皿.所以,长期以来,中,外学者普遍认为,中国古代玻璃技术起始于张骞通西域以后从外传人,外来说流行.也有不少人对此有异议.西汉刘安着淮南子?览冥训和东汉王充在论衡?率性篇中皆提到炼五色石,铸以成器.20世纪60年代初,沈从文根据对中国古玻璃文物的考察,在玻璃工艺的历史探讨文中提出中国工人制造玻璃的技术,由颗粒装饰品
6、发展而成小件雕刻品,至晚在2200年前的战国末期已完成.20世纪70年代,干福熹等根据查阅的资料和初步技术检验,对古代玻璃的起源,提出了自创说的看法,引起了学术界的讨论3l.杨伯达从出土文物资料的分析,支持中国古玻璃自创说的观点.以后,这一问题的学术讨论也引起了国外的注意和报导5.?187?InvitedSpecialPaperChineseJournalofNatureVo1.28No.4鸦片战争以后,我国文物不断流失,从20世纪30年代西方开始对我国古玻璃进行了科技考古,对我国古代玻璃样品进行了化学分析和研究.最着名的为塞利格曼(Seligman)等人的工作,发现了在前汉至唐代中原出土的古
7、玻璃(收藏品)的化学成分,主要为含PbO和BaO的铅钡硅酸盐玻璃.这与西方的古玻璃(西亚,古埃及和古罗马的玻璃)主要为含Na2O和Ca0的钠钙硅酸盐玻璃截然不同,但是他们根据古玻璃珠的图形,色彩和艺术设计等仍坚持远东玻璃起源于西方.19世纪后期至20世纪初,西方探险家如赫定(Hedin),斯坦因(Stein)等从中国新疆地区(古西域)掘走的不少文物中也有古玻璃样品,大部分属汉代以后的.从20世纪50年代后也陆续进行了玻璃的化学成分的分析,极大部分为钠钙硅酸盐玻璃.因此,国外关于中国古玻璃的起源的观点以外来说为主.我国对古代玻璃的科学研究工作起源于20世纪中叶,而在80年代以后有较快的发展,主要
8、有以下三方面的因素促成.首先,半个多世纪来,已有报告近500多处发掘和出土了古代玻璃,文物考古界系统整理出我国古玻璃出土文物,并从文化交流,历史背景与文物对比各方面进行了分析研究;另一方面我国玻璃科学技术界介入了对我国古代玻璃的科学研究,对300多个出土古玻璃样品作了化学成分分析,并对古玻璃的风化保存和制作工艺作了多方面的研究;同时国外的古代玻璃的科技考古界,主要如美国康宁博物馆等对收集和收藏的百余个中国古玻璃样品进行了分析研究.所以,从20世纪80年代后上述三方面的中,外专家学者能会聚讨论有关中国古代玻璃的起源和发展.主要的讨论会,如1984年北京国际玻璃学术会中玻璃考古专题讨论会,1995
9、年在北京举行的17届国际玻璃大会中玻璃考古分会,2005年上海国际玻璃学术会中丝绸之路上的古代玻璃的专题讨论会等.会后出版了中文和英文的论文集8-10,在国际上产生了较大的影响.近五年多来,笔者作为既是中国古玻璃研究的热心者又是业余爱好者,在古稀之年分出一部分时间会聚国内有关古玻璃的专家学者,进一步研讨和分析了一下中国古代玻璃技术的系统发展.组织了南方中国古代玻璃研讨会(2002年,广西南宁)和北方中国古代玻璃研讨会(2004年,新疆乌鲁木齐),陆续出版论文集.邀请了我国文物考古界和玻璃科学技术界,编写了中国古代玻璃的发展一书,23,对中国古代玻璃技术的发展有了进一步的认识和了解.中国境内古代
10、玻璃制品的来源有三个方面:玻璃制造技术来自本身,应用当?】88?地的原料制成的玻璃物品;引用外来的玻璃制造技术和应用当地原料制成玻璃物品;玻璃器皿是由国外引进的.中国内地和西域地区古代玻璃的来源是有所不同的.中国内地(InnerChina)主要指黄河,长江和珠江流域地区,而西域(WestRegion)指西北地区,主要为新疆地区.本文主要介绍中国内地的古代玻璃的起源和发展.关于西域地区的古代玻璃以及与古代丝绸之路的关系将由另文介绍.2中国古代玻璃的发展及化学成分的演变过程在中国古代玻璃技术的发展一书中已综合介绍和分析了中国不同时期和不同地域的古代玻璃遗物的形制,纹饰,历史,质地,化学成分和结构,
11、在附录中提供了500多处中国古代玻璃出土文物简编和500多个中国古代玻璃的化学成分汇编.从中国古代玻璃遗物的形制和纹饰反映了中国古代玻璃物品的特征,如璧,耳,冶,舍利瓶等是中国古代物品特有的形制;铭文和纹饰可大致判别其制造的时代;从出土背景和历史,以及同墓葬和遗址的C同位素分析结果来决定其年代.古玻璃的化学成分是判断其来源的主要手段,虽然古代西亚和埃及制造玻璃的历史要比中国早得多,但西方古玻璃的化学成分比较单一,即钠钙硅酸盐玻璃,(Na2O.CaO.Sio2).次要成分如K2O,MgO,203等的含量可以来区别这类玻璃产生于高原或沿海地区.中国古代玻璃在发展历程中玻璃的主要的化学成分是与古代西
12、方玻璃有较大差异.图1展示了中国古代玻璃的化学成分演变的过程.由图1可知,中国古代玻璃的发展,从玻璃成分的演变,可以分为五个阶段:(1)从春秋到战国前期(800400B.C.):KzO-CaO.SiO2系统,其中KzO/Na2O>1;(2)从战国到东汉时期(400B.C.200A.D.):BaO.Pb0.Sio2系统和K2().Sio2系统;(3)从东汉到唐代时期(200700A.D.):Pb0-SiO2系统;(4)从唐代到元代时期(6001200A.D.):K2O-Pb0.Si02系统;(5)从元代到清代时期(12O01900A.D.):KzO?CaO.SiO2系统.各个历史时期的玻璃
13、物件的形制,纹饰,质地和出土,历史详见文献12.以下分别介绍各时期中国古代玻璃出土情况和化学成分.自然杂志28卷4期特约专稿东汉魂I北一代儿代_例代清代图1中国古玻璃发展2.1中国早期(西周一春秋)的釉砂和玻砂釉砂和玻砂为人们能制造玻璃以前的产物,因为当时能获得的炉温不高,不能全部熔化成玻璃.中国的釉砂和玻砂主要出土于陕西省和河南省(黄河流域)年代为西周至春秋.考古工作称之为料管,料珠,常与玻璃珠,管混淆.出土的数量较多,如西周中期的弛伯及其妻之墓中出土了1000多颗,可见当时和当地已能生产.最近发现少量出土于长江流域,以玻砂为主,属春秋和战国早期,可见当时炉温已提高一些,并能制成镶嵌珠(俗称
14、蜻蜒眼珠),湖北随县曾侯乙墓出土的玻砂珠串(见封二).釉砂和玻砂中二氧化硅含量高于90%(重量),含有少量的碱金属氧化物(R20)如Na2O,K2O等.中国釉砂和玻砂的特征为其中含较高的氧化钾(K20),而量(20的含量大于Na20(o/Na2O重量比值>1).图2展示了中国釉砂和埃及釉砂中K20和Na2O含量的比例关系,可能使用了植物草木灰作熔剂.中国的原始瓷釉制备中也使用草木灰,所以K2O/Na2O比也大于1D33.西亚和埃及早期釉砂和玻璃常用天然泡碱(Na2C03)作熔剂,所以Na2O的含量高于K20.埃及惠地-爱尔-纳催姆(wad.El-Natrum)是着名泡碱产地.所以,中国釉
15、砂和玻砂是自己制造的与中国的原始瓷釉有密切的关系.3.53.02.5,2.0:l5lfl【J5【l0()Il(151.fl1.52【12.53.(1354.Il45NO)/%?t釉砂埃及釉砂图2中国古代釉砂和古埃及釉砂中K2O/Na2O比值的比较:中国釉砂;埃及釉砂2.2中国早期(先秦)含碱钙硅酸盐玻璃作为玻璃态质地,我国最早的古玻璃为含碱钙硅酸盐玻璃(alkali-lime-silicateglass),大都也是单色玻璃珠,镶嵌物,属春秋末期和战国早期(500400B.C.).出土的玻璃物不多,在黄河和长江流域地区,如吴,越王剑的剑格上的镶嵌玻璃,湖北楚墓中出土的单色玻璃珠等.由于出土时实验
16、条件的限制,未作仔细和完整的分析研究,并且用不同方法测定的玻璃的化学成分也不同,但皆属含碱钙硅酸盐玻璃(R2O-CaO-Si02),其中ca0含量约3%8%(重量),由于分子比K2O/Na2O的不同分为两类.河南固始侯堆和河南淅川徐家陵楚墓地的蜻蜒眼琉璃珠的化学成分中K2O/Na201,属钠钙硅酸盐玻璃,其蜻蜒眼珠很可能来自西域或西方,将有另文讨论.湖北江陵九店楚墓的蓝色玻璃珠和望山1号墓越王勾践剑的剑格上镶嵌玻璃化学成分中K2o/Na201,这在同时代西方古玻璃中所未见的.越王勾践剑属国家特级文化,剑身上刻有乌篆文越王勾践自作用剑铭文,剑身上布满黑色菱形花纹,甚为锋利,剑格向外突出,正面镶有
17、蓝色玻璃,出土时还留有两粒(见封二),背面镶有绿松石.所以这是历史十分清楚又十分名贵的剑,也可见当时镶嵌的玻璃的珍贵.越王勾践的剑格上镶嵌玻璃在20世纪80年代在主要对剑身作质子激发x射线荧光分析(PIxE)时也作了测量,最近我们找了它的PIXE谱图,见图3a.它属于钾钙硅酸盐玻璃(K2O.ca().si02),化学成分见表?】89?周一春秋一战一汉InvitedSpecialPaperChineseJournalofNatureVo1.28No.41.我们用PIXE法和能量分散x射线荧光分析(EDXRF)法分析了在同地(湖北江陵望山)出土的时代稍后(450400B.C.)的楚墓玻璃珠,其化学
18、成分也见表1,它属于含K20很高的含碱钙硅酸盐玻璃.图3b是该玻璃样品的PIXE谱图.可以看到图3a与3b是十分相似的,可以确定越王勾践的剑饰玻璃,也属同类的玻璃系统.这种玻璃的化学成分是在古埃及和古巴比伦玻璃中所未见的.对比湖北江陵九店的玻璃与江西【)通道数低钙原始瓷釉的化学成分(见表1)作比较,可以看到它们之间的化学成分十分接近.这说明中国内地最早的古玻璃制备技术可能从原始瓷釉技术,继釉砂的发展演变而来,产地都在长江流域.原始瓷的瓷釉是用釉浆涂敷于陶器表面,它不需要容器.从制备瓷釉到制备玻璃,在工艺上的最大变化为熔炼玻璃要有容器耐火的坩埚,但这在起源于商代(公元前1611世纪)的青铜冶炼和
19、炼丹的基础上已有条件.通道数图3古玻璃的PIXIE谱图:(a)湖北江陵望山出土越王勾践的剑饰上玻璃;(b)湖北江陵望山楚墓出土玻璃珠碎片(HB一3)表1中国最早的钾钙硅酸盐玻璃和原始瓷釉的化学成分(重量%)玻璃化学成份(质量分数)样品时代出土地测量方法文献SiOA1203Fe203CaOMgOBaOPboK2ONa2oCuo越王勾践剑496湖北江陵望PIXEXXXXXXXXX15格上蓝玻璃464B.C.山1号墓4OO湖北江陵PIXE71.3O6.831.192.371.75O.141.Ol0.71.812.64蓝色玻璃珠16300B.C.九店楚墓EDXRF78.405.68O.832.36O.
20、57O.19.61.76江西清江EDXRF72.678.574.243.65O.68OO8.991.270.34原始瓷的1500樊城堆17瓷釉1000B.C.江西鹰潭EDXRF61.6917.975.OO4.491.72OO7.430.47O.96角山2.3中国早期(战国,汉代)铅钡硅酸盐玻璃和钾硅酸盐玻璃为了提高玻璃的透明度和降低玻璃的熔化温度,中国古人用不同的途径在改进助熔剂上作努力.铅丹(氧化铅)和硝石(硝酸钾)在春秋时期人们已熟悉它们,作为药材,而它们有助熔剂的作用,因此,战国时期,铅钡硅酸?190?,盐玻璃和钾硅酸盐玻璃在长江流域首先发展.中国冶炼青铜中使用铅的技术起源很早,铅能降低
21、熔化温度并增加流动性.早期的青铜为铜-锡-铅的合金,所以,在我国商,周时期制备青铜时已有应用铅矿的经验.在长江流域地区,如湖南,安徽,江西等地富产铅矿,如方铅矿(PbS)和钡矿如重晶石(BaSO4),人们用它们来作为玻璃的助熔剂是可以理解的.中国铅钡硅酸盐自然杂志28卷4期特约专稿玻璃的出土地点往往和铅矿的分布地点相一致,在长江流域.安徽毫州出土的半透明眼珠,属春秋末战国初(公元前65世纪).这是目前发现的最早的铅钡硅酸盐玻璃.湖南长沙资兴出土了东周的琉璃璧,珠,印,剑管等200多件,可见当时已较普遍应用18.出土的铅钡硅酸盐玻璃的化学成分中BaO含量约在5%15%间,PbO在10%45%,N
22、a2O+K2O<5%,其余主要为sio2(35%65%重量),在战国中,晚期,铅钡硅酸盐玻璃制品已在我国的南方和西南地区发现.中国古代铅钡硅酸盐玻璃主要采用膜压的工艺,这也从青铜的制造中引用过来的,至汉代已能制造大尺寸的平板玻璃,如西汉早期广州南越王墓中已发现9.5cm4.5cm0.3cm的平板玻璃,陕西汉茂陵出土的直径为23.4cm,厚1.8cm,重达1.9kg的玻璃璧,山东即墨出土的铅钡硅酸盐玻璃厚板,尺寸达32.5cm14.8cln3.5cm,重量达5.25kg.铅钡硅酸盐玻璃在我国战国至汉代之际,在全国有很大的流传和扩展,从南方的广东,广西,西南的四川,贵州,西北传至青海,甘肃,
23、新疆,北方至辽宁和内蒙古.铅钡硅酸盐玻璃也是中国古代玻璃流传于中国境外的主要明证12.中国古人在改进玻璃的助熔剂的另一途径为在早期含钾钙硅酸盐玻璃中增加K2o的含量.用硝石(KNO3)代替草木灰作助熔剂,可以增加K2o的含量.我国先人使用硝石很早,作为药物,在西汉时期已有史料记载.由于硝石(KNO3)的熔点低(330),因此也很早应用于古代炼丹术19.裹2春秋至战国时期出土的量早铅钡硅酸盐玻璃和钾硅酸盐玻璃玻璃化学成份(质量分数)No.样品时代出土地测量方法SiO:.AI203Fe203CaOMgOBaOPboK2ONa2OCuo1白色云纹璧战国长沙楚墓XRF36.570.460.152.10
24、.2110.144.710.13.720.02半透明灰色春秋末战2安徽毫县C.A47.159.50.861.610.2912.1222.461.742.990.82眼珠国初六棱形状绿3战国后期云南江川C.A81.362.71.814.27色玻璃珠XRF:X射线荧光分析,c.A:化学分析20世纪80年代在对广西出土的古玻璃的成分分析中发现,这些玻璃中AI203,CaO,Na2O的含量皆很低(<3%),而K2o的含量很高(>10%),是比较典型的钾硅酸盐玻璃(potash.silicateglass)C2o.这些古玻璃大都出土于汉代的古墓中,如广西合浦的汉代古墓群.目前已发现最早的钾硅
25、酸盐玻璃出土于战国的古墓中,湖北江陵,湖南长沙楚墓中,并与铅钡硅酸盐珠同时作为墓葬品.由此可见,钾硅酸盐玻璃与铅钡硅酸盐玻璃几乎同时制作于长江流域.至西汉前期,钾硅酸盐玻璃也出土于西南.土壤的表面层有钾硝石生成,特别在气候温暖的地方,在雨季后进入炎热的天气时,土壤表面有钾硝石生成.所以,南方广东,广西出土了汉代的钾硅酸盐玻璃,成为中国古代钾硅酸盐玻璃的主要产地.所以,世界上古代最早的铅钡硅酸盐玻璃和钾硅酸盐玻璃制品产在中国内地,典型的古玻璃样品的化学成分见表2123.古玻璃制品皆具中国特有的型式,如璧,珠,耳等.战国时期的长沙楚墓的白色云纹璧和云南江川的绿色棱色珠(见封-).2.4中国早期(六
26、朝一北宋)高铅硅酸盐玻璃和钾铅硅酸盐玻璃中国古代玻璃往往为仿玉作成礼品和装饰用.采用氧化钡(BaO)使玻璃失透成乳白色,也降低了玻璃的熔化温度.当时采用压铸成型的方法制成璧,珠,耳趟等.我国由于有历史悠久的炼丹术,对提炼和应用黄丹(Pbo)和铅丹(红丹,Pb304)已有经验.所以,为了制备透明的玻璃,在玻璃成分中不用氧化钡而提高氧化铅的含量是可以理解的,高铅硅酸盐玻璃始于战国,如河南洛阳出土的料珠,具有很高的PbO含量2T,而到东汉以后较为流行.西方玻璃吹制技术传人中国内地,始于隋代(公元6世纪),在北史?大月氏传,北史?何倜传皆有记载.吹制玻璃器皿,希望玻璃的粘度随温度的变化速度较慢,俗称料
27、性要长,这也是不用氧化钡而提高氧化铅含量的主要原因.高铅硅酸盐玻璃对熔炼用的耐火坩埚的腐蚀性很大,因此以后逐渐用氧化钾(K2o)替代部分氧化铅而形成钾铅硅酸盐玻璃系统,同样具有较长的料性.综上所述,中国古人应用硝石(KNO3)很早,并且已有制备钾硅酸盐玻璃经验,发展成钾铅硅酸盐玻璃是必然的趋势,这也是中国先人认识玻璃的化学成分与它的物理性质间的关系的过程.可以认为,用高铅硅酸盐玻璃和钾铅硅酸盐玻璃吹制成玻璃器皿是中国古代特有的,典型的器物如广西钦州隋唐墓出土的高足玻璃杯(见封二),?191?InvitedSpecialPaperChineseJou,lalofNatureVo1.28No.4陕
28、西三原唐李寿墓出土的短颈玻璃瓶,河南密县北宋塔墓出土的玻璃鸟形器(见封面)以及寺院中用的舍利瓶,墓葬中的蛋形器等皆具有为东方文化的特色.高铅硅酸盐玻璃的化学成分:Na2O+K2o<5%,PbO35%75%,Sio235%75%;而在钾铅硅酸盐玻璃中,Na2o<1%,K2O7%15%,PbO35%5O%,Sio230%6O%;其中PbO的含量变更范围大.中国出土的高铅硅酸盐玻璃不是年代最久的.美索不达米亚地区尼姆罗特(Nidmrund)地方出土的高铅硅酸盐玻璃的年代约在公元前6世纪22,产生的年代早于中国,但是以后即少出现.古印度也有含铅玻璃的发现,年代与中国相当.含铅玻璃中的铅同位
29、素分析是判断古玻璃的产地的有效方法.根据美国Corning玻璃博物馆多年对各地和各个年代的古玻璃的铅同位素分析结果,R.Brill指出中国古代玻璃的铅同位素比值08Pb/06Pb与Pb/0Pb的分布区别于其他地区含PbO玻璃和其他文物,处于分布图的高值和低值两端,见图4.圈4世界各地古代含铅制品的铅同位素比值的分布区:1.中国;2.埃及;3.美索不达米;4.希腊;5.英国;6.西班牙中国大部分含Pbo的古玻璃的o8Pb/06Pb值在2.12.2间;20Pb/206Pb比值在0.85O.9间.把中国铅矿和发掘出的中国古代含PbO玻璃的铅同位素比值208pb/2O6Pb与20.7Pb/206Pb的
30、位置放在一起.从图5可见,南方铅矿的铅同位素比值比北方的低.我国古代含PbO玻璃的铅同位素比值的位置皆在中国铅矿的区域内,而且集中在中部.我国最早的含PbO玻璃大都出土于中国的中部,这明显地与该地区有丰富的铅矿密切有关.所以,可以论断,中国的含PbO玻璃,包括铅钡硅酸盐玻璃,高铅硅酸盐玻璃和钾铅硅酸盐玻璃,皆产生于中国内地,以后向邻近地区,如东亚,东南亚,南亚和中亚扩散.?】92?图5我国铅矿和发掘的中国古代含铅硅酸盐玻璃的铅同位素比值在图中的位置:南方与中部铅矿;中国出土古代含铅硅酸盐玻璃;北方铅矿2.5中国早期(元,明,清)钾钙硅酸盐玻璃自玻璃吹制技术自西传人后,钠钙硅酸盐玻璃自唐代以后也
31、在中国内地应用和制作.碳酸钠(Na2CO3),芒硝(NaNO3)和石灰石(CaCO3)也是较普遍的矿物,钠钙硅酸盐玻璃也在中国内地开始制作,但不甚普遍.含钙的硅酸盐玻璃的化学稳定性高,从宋代开始钾铅硅酸盐玻璃中用氧化钙代替氧化铅逐渐发展,同时当时的炉温也可以达到较高的温度(1400),所以,元代以后的中国内地制造的玻璃是以钾钙硅酸盐系统为主.玻璃的主要制造地为北京的故宫内皇室玻璃厂,山东淄博的琉璃厂以及以后在广州地区.各地的制造的玻璃的化学成分的范围如下:Si0260%7O%,CaO5%15%,K2010%20O/oE.元,明,清时代的自制玻璃仍以小件日用品如发簪,杯,瓶,鼻烟壶等为主(见封二
32、).这里应该特别指出中世纪末(公元15世纪)直至近代(19世纪),世界各地皆以钠钙硅酸盐系统作为制造玻璃的化学成分,而且主要成分的差异很小,而我国内地始终以氧化钾为主要熔剂,以钾钙硅酸盐玻璃和钾铅硅酸盐玻璃为主要玻璃产品.这是中国内地使用氧化钾和氧化铅原料的传统性.3结论从以上的介绍可知,我国内地在近三千年的自己制造玻璃的历史中,有使用氧化钾和氧化铅作为主要熔剂的传统性,也显示出从化学成分上中国古代玻璃的特色,使我们比较容易识别中国内地自制的玻璃和从外传来的玻璃制品.从中国古代玻璃成分的演变中也可以看到,自然杂志28卷4期特约专稿中国古人对玻璃的性能和制造技术的不断改进.但也应该提出,由于中国
33、古代玻璃的化学成分的特殊性,以及应用原料上的传统性,使中国古代玻璃制品直到明,清时代仍然以装饰品和礼品为主,特别是中国内地日用器皿惯用中国最早发明的瓷器,从而使中国的古代玻璃制造技术发展不快,这实为遗憾之处.(2006年5月24日收到)1干福熹.关于中国古玻璃研究的几点看rJ.硅酸盐,2004,32:181188.2上官碧.玻璃工艺的历史探讨G/沈从文着,李之植编.玻璃史话M.沈阳:万卷出版公司.2005:1.5.3干福熹,黄振发,肖炳荣.中国古代玻璃的起源问题J.硅酸盐.1978,12;99.104.4杨伯达.关于我国古代玻璃史研究的几个问题J.文物,1979,(5):76.78.5山崎一雄
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37、会,张斌,承焕生,干福熹,质子激发X荧光技术在中国古代玻璃成分分析中的应用J,硅酸盐.2003,31:39.43.17罗宏杰,李家治,高力明.原始瓷釉的化学组成及微结构研究J.硅酸盐.1996,24(1):114.118.18孟乃昌.汉唐硝石名实考辩J.自然科学史研究,1983.2(2):97.111.19赵匡华.试探中国传统玻璃的源流及炼丹术在其问的贡献J,自然科学史研究,1991,(2):145156.2O史美光,何欧里,周福征.一批中国汉墓出土钾玻璃的研究J.硅酸盐,1986.14(3):307?313.21袁翰青.我国化学工艺史中的制作玻璃问题G/中国化学学会1957年报告会论文摘要,
38、1957:80.81.22BECKHC.Glassbefore1500B.cM.NewYork:AncientEgyptandtheEast,Corning,1962:83?85.23BRILLRH?SHIRAHARAHIROSHI.LeadisotopeanalysisofsomeAsianglassesC/Proceedingsof17thInternationalCongressonGlass,Beijing,theChineseCeramicSociety,1995,6:491496.OriginandDevelopmentofAncientChineseGlassesGANFu.xi
39、Member,ChineseAcademyofScience,Professor,ShanghailnstituteofOpticsandFineMechanics,Shanghai,201800;FudanUniversity,Shanghai,200433Keywordsancientglass,scientificarchaeology,chemicalcomposit/on,innerChina(组稿:林凤生;责任编辑:方守狮)银河系英仙臂的距离徐烨研究员,中国科学院上海天文台,上海200030尽管有关银河系结构的模型已经建立了很多年,但是关于它的争论一直没有停止过.因为它首先是以太阳
40、到银心的距离为基本参数建立一个旋转曲线的模型,然后通过测得恒星和气体的视向速度,将观测与模型相比较,确定天体的距离,即运动学距离,由此建立银河系的旋臂结构模型.但在此过程中往往会出现很多问题,比如:很难建立一个精确的旋转曲线模型;银河系中一些区域的运动学距离的不确定性;漩涡结构的非圆运动.这些因素使得目前建立的银河系结构模型具有很大的缺陷.为了解决这个问题,我们摒弃任何模型,通过直接测量天体的距离建立银河系的旋臂结构.我们利用美国国家射电天文台的甚长基线干涉阵(VLBA,verylongbaselinearray)的10个天线同时进行观测,天线最长基线达到8.6103km.在解决了一系列挑战性
41、技术以后,获得的观测精度达到0.们毫角秒,这是有史以来天体绝对距离测量的最高精度,大约是目前天体测量的最高精度依巴谷卫星的100倍.目前我们已经通过测量英仙臂中一个大质量恒星形成区三角视差,得到了银河系中距离太阳最近的英仙臂的距离为1.950.04千秒差距(5.8610km).这个工作解决了天文学中关于英仙臂距离的长期争论.它的距离比以前模型建立的要近一半,这说明英仙臂有着很强的运动学反常.同时对验证银河系密度波理论提供了很有价值的信息.我们的工作已经发表在国际权威刊物科学)(Science)上.同时科学在同一期专门撰文,认为这个工作开创了天文学中三角视差测量天体距离的新纪元.由此起步,利用甚长基线干涉阵,人类将能够确定银河系的旋臂结构.(责任编辑:温文)?193?一及的由镶嵌釉砂珠(俗称苏州真山大墓出土的菱形釉砂蜓眼)和玉石组成的项链珠和玉石管组成的项链(春秋1500B.C.)中晚期,600500B.C.)王勾践剑西钦州隋唐墓土)高足玻璃杯战国时期长沙楚墓的白色云纹璧河南密县北宋塔墓土的玻璃鸟形器湖北随县曾侯乙墓出土的玻砂珠串战国时期云南江川的绿色棱色珠甘肃漳县汗世家族墓中的玻璃莲花盏托清代黄色花卉纹长颈玻璃瓶(18世纪后期)参见本期中国古代玻璃的起源和发展一文
