《天工開物》中篇·燔石

燔石原文

  宋子曰:五行之内,土为万物之母。子之贵者,岂惟五金哉。金与水相守而流,功用谓莫尚焉矣。石得燔而成功,盖愈出而愈奇焉。水浸淫而败物,有隙必攻,所谓不遗丝发者。调和一物以为外拒,漂海则冲洋澜,粘则固城雉。不烦历候远涉,而至宝得焉。燔石之功,殆莫之与京矣。至于矾现五金色之形,硫为群石之将,皆变化于烈火。巧极丹铅炉火,方士纵焦劳唇舌,何尝肖像天工之万一哉!

  ○石灰

  凡石灰经火焚炼为用。成质之后,入水永劫不坏。亿万舟楫,亿万垣墙,窒隙防淫,是必由之。百里内外,土中必生可燔石,石以青色为上,黄白次之。石必掩土内二三尺,掘取受燔,土面见风者不用。燔灰火料煤炭居什九,薪炭居什一。先取煤炭泥和做成饼,每煤饼一层叠石一层,铺薪其底,灼火燔之。最佳者曰矿灰,最恶者曰窑滓灰。火力到后,烧酥石性,置于风中久自吹化成粉。急用者以水沃之,亦自解散。

  凡灰用以固舟缝,则桐油、鱼油调厚绢、细罗,和油杵千下塞念。用以砌墙石,则筛去石块,水调粘合。墁则仍用油灰。用以垩墙壁,则澄过入纸筋涂墁。用以襄墓及贮水池,则灰一分,入河沙、黄土二分,用糯粳米、羊桃藤汁和匀,轻筑坚固,永不隳坏,名曰三和土。其余造淀造纸。功用难以枚述。凡温、台、闽、广海滨石不堪灰者,则天生蛎蚝以代之。

  ○蛎灰

  凡海滨石山傍水处,咸浪积压,生出蛎房,闽中曰蚝房。经年久者长成数丈,阔则数亩,崎岖如石假山形象。蛤之类压入岩中,久则消化作肉团,名曰蛎黄,味极珍美。凡燔蛎灰者,执椎与凿,濡足取来,(药铺所货牡蛎,即此碎块。)叠煤架火燔成,与前石灰共法。粘砌成墙、桥梁,调和桐油造舟,功皆相同。有误以蚬灰(即蛤粉)为蛎灰者,不格物之故也。

  ○煤炭

  凡煤炭普天皆生,以供锻炼金石之用。南方秃山无草木者,下即有煤,北方勿论。煤有三种,有明煤、碎煤、末煤。明煤大块如斗许,燕、齐、秦、晋生之。不用风箱鼓扇,以木炭少许引燃,炽达昼夜。其傍夹带碎屑,则用洁净黄土调水作饼而烧之。碎煤有两种,多生吴、楚。炎高者曰饭炭,用以炊烹;炎平者曰铁炭,用以治锻。入炉先用水沃湿,必用鼓鞲后红,以次增添而用。末煤如面者,名曰自来风。泥水调成饼,入于炉内,既灼之后,与明煤相同,经昼夜不灭,半供炊爨。半供熔铜、化石、升朱。至于燔石为灰与矾、硫,则三煤皆可用也。

  凡取煤经历久者,从土面能辨有无之色,然后掘挖,深至五丈许方始得煤。初见煤端时,毒气灼人。有将巨竹凿去中节,尖锐其末,插入炭中,其毒烟从竹中透上,人从其下施拾取者。或一井而下,炭纵横广有,则随其左右阔取。其上枝板,以防压崩耳。

  凡煤炭取空而后,以土填实其井,以二三十年后,其下煤复生长,取之不尽。其底及四周石卵,土人名曰铜炭者,取出烧皂矾与硫黄。(详见后款)凡石卵单取硫黄者,其气薰甚,名曰臭煤,燕京房山、固安、湖广荆州等处间有之。凡煤炭经焚而后,质随火神化去,总无灰滓。盖金与土石之间,造化别现此种云。凡煤炭不生茂草盛木之乡,以见天心之妙。其炊爨功用所不及者,唯结腐一种而已。(结豆腐者用煤炉则焦苦。)

  ○矾石 白矾

  凡矾燔石而成。白矾一种,亦所在有之。最盛者山西晋、南直无为等州,值价低贱,与寒水石相仿。然煎水极沸,投矾化之,以之染物,则固结肤膜之间,外水永不入,故制糖饯与染画纸、红纸者需之。其末干撒,又能冶浸淫恶水,故湿疮家亦急需之也。

  凡白矾,掘土取磊块石,层叠煤炭饼锻炼,如烧石灰样。火候已足,冷定入水。煎水极沸时,盘中有溅溢如物飞出,俗名蝴蝶矾者,则矾成矣。煎浓之后,入水缸内澄,其上隆结曰吊矾,洁白异常。其沉下者曰缸矾。轻虚如棉絮者曰柳絮矾,烧汁至尽,白如雪者,谓之巴石。方药家锻过用者曰枯矾云。

  ○青矾 红矾 黄矾 胆矾

  凡皂、红、黄矾,皆出一种而成,变化其质。取煤炭外矿石(俗名铜炭)子,每五百斤入炉,炉内用煤炭饼(自来风不用鼓鞲者)千余斤,周围包裹此石。炉外砌筑土墙圈围,炉巅空一圆孔如茶碗口大,透炎直上,孔傍以矾滓厚罨。(此滓不知起自何世,欲作新炉者,非旧滓罨盖则不成。)然后从底发火,此火度经十日方熄。其孔眼时有金色光直上。(取硫,详后款。)

  锻经十日后,冷定取出。半酥杂碎者另拣出,名曰时矾,为煎矾红用。其中清淬如矿灰形者,取入缸中浸三个时,漉入釜中煎炼。每水十石煎至一石,火候方足。煎干之后,上结者皆佳好皂矾,下者为矾滓。(后炉用此盖。)此皂矾染家必需用。中国煎者亦惟五六所。原石五百斤成皂矾二百斤,其大端也。其拣出时矾(俗又名鸡屎矾)每斤入黄土四两,入罐熬炼,则成矾红。圬墁及油漆家用之。

  其黄矾所出又奇甚,乃即炼皂矾炉侧土墙,春夏经受火石精气,至霜降、立冬之交,冷静之时,其墙上自然爆出此种,如淮北砖墙生焰硝样。刮取下来,名曰黄矾,染家用之。金色淡者涂炙,立成紫赤也。其黄矾自外国来,打破,中有金丝者,名曰波斯矾,别是一种。

  又山、陕烧取硫黄山上,其滓弃地,二三年后雨水浸淋,精液流入沟麓之中,自然结成皂矾。取而货用,不假煎炼。其中色佳者,人取以混石胆云。

  石胆一名胆矾者,亦出晋、隰等州,乃山石穴中自结成者,故绿色带宝光。烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也。

  《本草》载矾虽五种,并未分别原委。其昆仑矾状如黑泥,铁矾状如赤石脂者,皆西域产也。

  ○硫黄

  凡硫黄,乃烧石承液而结就。著书者误以焚石为矾石,逐有矾液之说。然烧取硫黄,石半出特生白石,半出煤矿烧矾石,此矾液之说所由混也。

  又言中国有温泉处必有硫黄,今东海、广南产硫黄处又无温泉,此因温泉水气似硫黄,故意度言之也。

  凡烧硫黄石,与煤矿石同形。掘取其石,用煤炭饼包裹丛架,外筑土作炉。炭与石皆载千斤于内,炉上用烧硫旧渣罨盖,中顶隆起,透一圆孔其中。火力到时,孔内透出黄焰金光。先教陶家烧一钵盂,其盂当中隆起,边弦卷成鱼袋样,覆于孔上。石精感受火神,化出黄光飞走,遇盂掩住不能上飞,则化成汁液靠着盂底,其液流入弦袋之中,其弦又透小眼流入冷道灰槽小池,则凝结而成硫黄矣。

  其炭煤矿石浇取皂矾者,当其黄光上走时,仍用此法掩盖以取硫黄。得硫一斤则减去皂矾三十余斤,其矾精华已结硫黄,则枯滓逐为弃物。

  凡火药,硫为纯阳,硝为纯阴,两精逼合,成声成变,此乾坤幻出神物也。

  硫黄不产北狄,或产而不知炼取亦不可知。至奇炮出于西洋与红夷,则东徂西数万里,皆产硫黄之地也。其琉球土硫黄、广南水硫黄,皆误纪也。

  ○砒石

  凡烧砒霜,质料似土而坚,似石而碎,穴土数尺而取之。江西信郡、河南信阳州皆有砒井,故名信石。近则出产独盛衡阳,一厂有造至万钧者。凡砒石井中,其上常有浊绿水,先绞水尽,然后下凿。砒有红、白两种,各因所出原石色烧成。

  凡烧砒,下鞠土窑,纳石其上,上砌曲突,以铁釜倒悬覆突口。其下灼炭举火。其烟气从曲突内熏贴釜上。度其已贴一层厚结寸许,下复息火。待前烟冷定,又举次火,熏贴如前。一釜之内数层已满,然后提下,毁釜而取砒。故今砒底有铁沙,即破釜滓也。凡白砒止此一法。红砒则分金炉内银铜脑气有闪成者。

  凡烧砒时,立者必于上风十余丈外,下风所近,草木皆死。烧砒之人经两载即改徙,否则须发尽落。此物生人食过分厘立死。然每岁千万金钱速售不滞者,以晋地菽麦必用拌种,且驱田中黄鼠害,宁、绍郡稻田必用蘸秧根,则丰收也。不然火药与染铜需用能几何哉!

燔石譯文

  宋子說:在水、火、木、金、土這五行之中,土是產生萬物之根本。從土中產生的眾多物質之中,貴重的豈止有金屬這一類呢!金屬和火相互作用而熔融流動,這種功用真可以算是足夠大的了。但是石頭經過烈火焚燒以後也都有它的功用,而且越來越奇特。水會浸壞東西,凡是有空隙的地方,水都可以滲透,可以說水連一根頭髮大小的裂縫都不放過。但是,有了石灰這一類填補縫隙的東西,用它來填補船縫就能確保大船安全漂洋過海,用來砌磚築城也能使城牆堅固。這種寶物,並不需要經過長途跋涉的艱苦努力就能得到。因此,大概沒有什麼東西比燒石的功用更大的了。至於礬能呈現出五色的形態,硫能夠成為群石的主將,這些也都是從烈火中變化生成的。煉丹術可以說是最巧妙的了,然而,儘管煉丹術士唇焦舌爛地吹噓,又怎能比得上自然力的萬分之一呢!

  石灰

  凡是石灰都是由石灰石經過烈火煅燒而成的。石灰一旦成形之後,即便遇到水也永遠不會變壞。多少船隻,多少牆壁,凡是需要填隙防水的,一定要用到它。方圓百里之間,必定會有可供煅燒石灰的石頭。這種石灰石以青色的為最好,黃白色的則差些。石灰石一般埋在地下二三尺,可以挖取進行煅燒,但表面已經風化的石灰石就不能用了。煅燒石灰的燃料,用煤的約佔十分之九,用柴火或者炭的約佔十分之一。先把煤摻和泥做成煤餅,然後一層煤餅一層石相間著堆砌,底下鋪柴引燃煅燒。質量最好的叫做礦灰,最差的叫做窯滓灰。火候足後,石頭就會變脆。放在空氣中會慢慢風化成粉末。著急用的時候灑上水,也會自動散開。

  石灰的用途有很多,它能與桐油、魚油調拌後同時加上舂爛的厚絹、細羅,則可以用來塞補船縫;用來砌牆時,則要先篩去石塊,再用水調勻黏合;用來砌磚鋪地面時,則仍用油灰;用來粉刷或者塗抹牆壁時,則要先將石灰水澄清,再加入紙筋,然後塗抹;用來造墳墓或者建蓄水池時,則是一份石灰加兩份河沙和黃泥,再用粳糯米飯和獼猴桃汁拌勻,不必夯打便很堅固,永遠不會損壞,這就叫做三和土(按原文稱謂)。此外,石灰還可以用於染色業和造紙業等方面,用途繁多而難以一一列舉。大體上說,在溫州、台州、福州、廣州一帶,沿海的石頭如果不能用來煅燒石灰,可以尋找天然的牡蠣殼來代替它。

  蠣灰

  海濱一些背靠石山面臨海水的地方,由於成質的海浪長期衝擊,生長出一種蠣房,福建一帶稱為“蠔房”。經過長時間積累而形成的這種蠔房可以達到幾丈高、幾畝寬,外形高低不平,如同假石山一樣。一些蛤蜊一類的生物被衝入像岩石似的蠣房裡面,經過長久消化就變成了肉團,名叫“蠣黃”,味道非常珍美。煅燒蠣灰的人,拿著椎和鑿子,涉水將蠣房鑿取下來(藥房銷售的牡蠣就是這種碎塊兒),去肉後,將蠣殼和煤餅堆砌在一起煅燒,方法與燒石灰的方法相同。凡是砌城牆、橋樑等工程,將蠣灰調和桐油造船,功用都與石灰相同。有人誤以為蜆灰(即蛤蜊粉)是牡蠣灰,是因為沒有考察客觀事物的緣故。

  煤炭

  煤炭各地都有出產,供冶金和燒石之用。南方不生長草木的禿山底下便有煤,北方卻不一定是這樣。煤大致有三種:明煤、碎煤和末煤。明煤塊頭大,有的像米鬥那樣大,產於河北、山東、陝西及山西。明煤不必用風箱鼓風,只需加入少量木炭引燃,便能日夜熾烈地燃燒。明煤的碎屑,則可以用乾淨的黃土調水做成煤餅來燒。碎煤有兩種,多產於江蘇、安徽和湖北等地區。碎煤燃燒時,火焰高的叫做飯炭,用來煮飯;火焰平的叫做鐵炭,用於冶煉。碎煤先用水澆溼,入爐後再鼓風才能燒紅,以後只要不斷添煤,便可繼續燃燒。末煤呈粉狀的叫做自來風,用泥水調成餅狀,放入爐內,點燃之後,便和明煤一樣,日夜燃燒不會熄滅。末煤有的用來燒火做飯,有的用來鍊銅、熔化礦石及升煉硃砂。至於燒製石灰、礬或者硫,上述三種煤都可使用。

  採煤經驗多的人,從地面上的土質情況就能判斷地下是不是有煤,然後再往下挖掘,挖到五丈深左右才能得到煤。煤層出現時,毒氣冒出能傷人。一種方法是將大竹筒的中節鑿通,削尖竹筒末端,插入煤層,毒氣便透過竹筒往上空排出,人就可以下去用大鋤挖煤了。井下發現煤層向四方延伸,人就可以橫打巷道進行挖取。巷道要用木板支護,以防崩塌傷人。

  煤層挖完以後,如果用土把井填實,二三十年後,煤又會重生,取之不盡。煤層底板或者圍巖中有一種石卵,當地人叫做銅炭,可以用來燒取皂礬和硫黃(在下文詳述)。只能用來燒取硫黃的銅炭,氣味特別臭,叫做臭煤,在北京的房山、固安與湖北的荊州等地有時還可以採到。

  煤炭燃燒的時候,煤質全部燒完,不會留下灰燼,這是自然界中介於金屬與土石之間的特殊品種。煤不產於草木茂盛的地方,可見自然界安排得十分巧妙。如果說煤在炊事方面還有不足之處的話,那它僅僅是不適合用於做豆腐而已(用煤爐煮豆漿,結成的豆腐會有焦苦味)。

  礬石白礬

  明礬是由礬石燒製而成的。白礬到處都有,出產最多的是山西的晉州和安徽的無為州等地,它的價錢十分便宜,同寒水石的價錢差不多。然而,當水煮開之後,將明礬放入沸水中溶化並用它來染東西時,它就能夠固結在所染物品的表面,使其他的水分永不滲入。所以,制蜜餞、染畫紙、染紅紙都要用到明礬。此外,用乾燥的明礬粉末撒在患處,能治療流出臭水的溼疹和皰瘡等病症,因此也是面板科急需的藥品。

  燒製明礬時,先挖取礬石,用煤餅逐層壘積再行燒煉,燒製的方法與燒石灰大體相同。等到火候燒足的時候,讓它自然冷卻,再放入水中進行溶解。再將水溶液煮沸,當看見有一些俗名叫做“蝴蝶礬”的東西飛濺出來之時,明礬便可算製成功了。煮濃之後,要裝入缸內澄清。上面凝結的一層,顏色非常潔白,叫做吊礬;沉澱在缸底的叫做缸礬;質地輕如棉絮的叫做柳絮礬。溶液蒸發幹之後,剩下的便是雪白的巴石。經方藥家煅制後用來當做藥的,叫做枯礬。

  青礬 紅礬 黃礬 膽礬

  皂礬、紅礬、黃礬,都是由同一物質變化而來,性質卻各不相同。先收取五百斤煤炭外層的礦石子(俗名“銅炭”)放入爐內,將一千多斤煤餅(不必鼓風就能燃燒的那種煤粉,因此名叫“自來風”)放在銅炭周圍幷包住這些礦石。在鍋爐外修築一個土牆繞圈圍著,在爐頂留出一個圓孔,孔徑好像茶碗口大,讓火焰能夠從爐孔中透出,爐孔旁邊用礬渣蓋嚴實(不知是從什麼時候開始有的礬渣。奇妙的是,凡是起新爐子,不用舊渣掩住爐孔就會燒不成功),然後從爐底發火,大概估計這爐火要連續燒十天才能熄滅。燃燒時爐孔眼不時會有金色光焰冒出來(後文將詳細敘述具體如何取硫),煅燒十天以後,等待礬石都冷卻了這才取出。其中半酥碎的另外挑出,名叫“時礬”,用來煎煉紅礬。將礦灰樣的精華部分放進缸裡,用水浸泡約六個小時,把它過濾後再放入鍋中煎煉,要將十石水熬成一石水,這才說明火候夠足。等水快乾時,上層結成的是優質的皂礬,下層便是礬渣了(下一爐用另外一隻孔)。這種皂礬是印染業所必需的原料,整個中國製礬的也不外五六家。大概每五百斤石料可以煉出二百斤皂礬來。另外挑出的“時礬”(俗名又叫“雞屎礬”),每斤加進黃土四兩,再入罐熬煉,便成紅礬了。泥水工和油漆工經常用到這兩種礬。

  至於黃礬的出現就更加奇異了。在每年春夏煉皂礬時,爐旁的土牆因為吸附了礬的蒸氣,到了霜降與立冬相交的季節,土牆乾冷,礬便析出來就好像淮北的磚牆上生出火硝一樣,刮取下來,便是黃礬了,染坊經常會用到它。如果金色太淡了,把黃礬塗上去放在火上一烤,立刻就會變成紫赤色。此外,還有外國運來的黃礬,打破以後中間會現出金絲來,名叫波斯礬,這是另外一個品種。

  山西、陝西等地燒硫黃的山上,隨地丟棄廢渣兩三年後,其中的礬質經過雨水的淋洗溶解後流到山溝裡,經過蒸發也能結成皂礬。這種皂礬,取用或拿去出售時就不必再煉了,其中色澤美麗的,聽說還可以用來冒充石膽。

  石膽又叫做膽礬,產自陝西省隰縣等地。膽礬是在山崖洞穴中自然結晶的,因此它的綠色具有寶石般的光澤。將燒紅的鐵器淬入膽礬水中,鐵器會立刻現出黃銅的顏色。

  明朝李時珍的《本草綱目》中雖然記載了礬有五類,但並沒有區別它們的來源和關係。崑崙礬好像黑泥,鐵礬好像赤石脂,都是西北出產的。

  硫黃

  硫黃是由燒煉礦石時得到的液體經過冷卻後凝結而成的,過去的著書者誤以為硫黃都是煅燒礬石而取得的,就把它叫做礬液。事實上,煅燒硫黃的原料,有的是來自當地特產的白石,有的是來自煤礦的煅燒礬石,礬液的說法就是這樣混雜進來的。又有人說中國凡是有溫泉的地方就一定會有硫黃,可是,東南沿海一帶出產硫黃的地方並沒有溫泉,這可能是因為溫泉的氣味很像硫黃而猜想到的吧。

  燒取硫黃的礦石與煤礦石的形狀相同。煅燒硫黃的大致步驟是:先用煤餅包裹礦石並堆壘起來,外面用泥土夯實並建造熔爐。每爐的石料和煤餅都有千斤左右,爐上用燒硫黃的舊渣掩蓋,爐頂中間要隆起,空出一個圓孔。燃燒到一定程度,爐孔內便會有金黃色的氣體冒出。預先請陶工燒製一箇中部隆起的盂缽,盂缽邊緣往內捲成像魚膘狀的凹槽,燒硫黃時,將盂缽覆蓋在爐孔上。硫黃的黃色蒸氣沿著爐孔上升,被盂缽擋住而不能跑掉,於是便冷凝成液體,沿著盂缽的內壁流入凹槽,又透過小眼沿著冷卻管道流進小池子,最終凝結而變成固體硫黃。

  用含煤黃鐵礦燒取皂礬,當黃色的蒸氣上升時,也可以用這種方法收取硫黃。得硫一斤,就要減收皂礬三十多斤,因為皂礬的精華都已經轉化為硫了,剩下的枯渣便成了廢物。

  火藥的主要原料是硫黃和硝石,硫黃是純陽,硝石是純陰,兩種物質相互作用能引起爆炸,產生巨大的聲響,這真是自然界變化出來的奇物。北方少數民族居住的地方不出產硫黃,或者也有可能是有硫黃出產而不會煉取。新式槍炮出現在西洋與荷蘭,這說明由東往西數萬裡,都有出產硫黃的地方。但是所謂琉球的土硫黃、廣東南部的水硫黃,卻都是一種錯誤的記載。

  砒石

  燒砒霜的原料好像泥土卻又比泥土硬實,類似石頭但又比石頭堅脆,向下掘土幾尺就能夠獲取到。江西信郡(今天的上饒地區)、河南信陽一帶都有砒井,因此砒石又名信石。近來生產砒霜最多的則是湖南衡陽,一間工廠的年產量,能有達到上萬斤的。砒井中,常常積有綠色的濁水,開採時要先將水除盡,然後再往下鑿取。

  砒霜有紅、白兩種,各由原來的紅、白色砒石燒製而成。燒製砒霜的時候,先在下面挖個土窯堆放砒石,在上面砌個彎曲的煙囪,然後把鐵鍋倒過來覆蓋在煙囪口上。在窯下引火焙燒,煙便從煙囪內上升,燻貼在鍋的內壁上。估計累計達到約有一寸厚時就熄滅爐火,等煙氣已經冷卻,便再次起火燃燒。這樣反覆幾次,一直到鍋內貼滿砒霜為止,才把鍋拿下來,打碎鍋而剝取砒霜。因此接近鍋底的砒霜常留有鐵渣,那是鍋的碎屑。白砒霜的製作方法只有這一種,至於紅砒霜,則還有在冶煉含砷的銀銅礦石時,由分金爐內析出的蒸氣冷結而成的。

  燒製砒霜時,操作者必須站在風向上方十多丈遠的地方。風向下方所觸及的地方,草木都會死去。所以燒砒霜的人兩年後一定要改行,否則就會須發全部脫光。砒霜有劇毒,人只要吃一點點就會立即死亡。然而,每年卻都有價值千百萬的砒霜暢銷無阻,這是因為山西等地鄉民都要用它來給豆和麥子拌種,而且還用它來驅除田中的鼠害;浙江寧波紹興一帶,也有用砒霜來蘸秧根而使水稻獲得豐收的。不然的話,如果砒霜僅僅是用於火藥和鍊銅方面,那又能用得了多少呢!

補充糾錯