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紫禁城的黄金外衣是怎么“穿”上的

来源:科技日报2019-12-10 13:56

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  作为世界上现存规模最大的古代宫殿建筑群,紫禁城已有近600年的历史。即使历经时间长久,紫禁城古建筑仍向世人展示其金碧辉煌的外表。

  金色是一种辉煌的光泽色,更是大自然中富丽堂皇的纯色,并产生光明、华丽的视觉效果。紫禁城建筑辉煌的外表除了包括黄色的琉璃瓦外,其木构件表面金色装饰亦为极其重要的体现。不仅如此,琉璃瓦为普通瓦表面涂一层黄色釉料加工而成,而木构件外表的金色装饰则不同,其金色的“外衣”贴上了真材实料的黄金。如太和殿外立面,其木构件表面所有的金色装饰部分全部为黄金打造,纯度可达98%。

  自古以来,黄金的价值赋予金色以华丽、高贵、神圣等象征意义。而古老的紫禁城始终能够绽放出金光闪闪的光芒,无不与黄金材料性能密切相关:黄金不仅有良好的延展性和可塑性,而且稳定性非常强,氧化速度非常慢,可以长期保持光泽,历经成百上千年仍然光亮如新,使得建筑物无论历经多长时间,始终金光闪闪。这种黄金打造的外衣,是紫禁城古建筑始终保持壮丽辉煌的重要科学依据。而黄金应用于紫禁城古建筑的做法,则为我国古代传统贴金技术的体现。

  所谓贴金,即将成色很高的黄金,打造成极薄的金箔片(通常厚度约为0.12微米)。此时的金箔具有很强附着性,利用特定的材料可将其贴在建筑构件的表面,并保持长久不脱落。

  我国古建筑的贴金技术最早可见于敦煌石窟的第263窟,该石窟含北魏时期的壁画,其中饰以贴金。到唐宋时期,出现了堆泥或堆粉贴金的方法,该法为后世的大型宫殿、寺庙的建造起到极为重要的作用。至明清时期,贴金在建筑装饰上应用更为成熟,经过贴金装饰的建筑物也显得更加华丽、庄重和威严。

  紫禁城古建筑的贴金技术,多用于油饰部位(如立柱、门窗)和彩画部位(如屋檐、斗拱、檩枋),根据应用范围可分为浑金、片金、平金和点金做法。浑金即古建筑的某个构件全部都贴金箔的做法;片金即在古建彩画的某个特定纹饰贴金箔的做法,是紫禁城古建筑彩画常见的金饰做法,平金即在平面上贴金的做法,常用于斗拱等构件的轮廓贴金;点金即在彩画某些特定的局部位置贴金箔,而其它位置均用颜色来表示。贴金技术可使得金箔牢固的吸附在建筑外表,且长久保持光泽,这离不开黏结剂的科学应用。金胶油即为古代贴金的黏结剂。金胶油以特制加工而成的具有粘稠度的光油(即以桐树籽为主要原料熬成的油)为主要材料,加入适量的半干性油(如豆油)调制而成。选用金胶油的科学性在于,它可以保证金箔的亮度和适宜的贴金时间。金胶油的粘稠度大,油膜饱满,结膜厚,不会流坠,贴金后能保证金箔的亮度。此外,金胶油的干燥时间适当,在一定时间内都能保持良好的粘稠度,使金箔能够牢固地贴在构件表面,加入的半干性油则能够起到延长干燥时间的作用。由此可知,紫禁城古建筑的黄金外衣是古代贴金技术的科学应用。

  作为贴金的材料,金箔的加工要求极其苛刻。金箔是用黄金锤成的薄片。明代宋应星所著《天工开物》卷十四载有:“凡造金箔,既成薄片后,包入乌金纸,竭力挥捶打成”。易知金箔是黄金薄片中厚度极其薄者,因而金箔在古代又称为“金薄”。金箔的材料要求十分考究。黄金本身柔软,强度不足,单纯用纯度极高的黄金难以打出极薄的金箔,必须按照一定的比例加入其它元素,使其合金化,以增加金的强度。由于银与金能完全互溶,且其延展性仅次于金,因此银为最主要的添加元素,其次为铜。紫禁城古建筑所用金箔多为库金,含金量98%,其余2%是银、铜等其它材料。另乌金纸是以朝北而生的竹子为原料,在水中浸泡十多年后打浆烟熏制成,韧性很强,乌黑发亮,主要用于制作金、银、铝箔时的垫铺。紫禁城古建筑贴金所用金箔的厚度已薄至0.12微米厚,25张金箔叠起来,才与蝉翼最薄处相同。这种金箔几乎是透明的,能透过蓝绿色的光,其贴在建筑物上,不仅美丽华贵,而且有特殊的保暖、透光功能。金箔打造包括将金子熔化成金锭、对金锭进行反复打箔、将金箔包入乌金纸内等工序。值得一提的是,金箔没有成品率,没成型的金箔全部回炉重打。金箔生产工艺独特,技术要求高,从古至今一直为手工制作,其中打箔最为辛苦,把一块金“疙瘩”打成0.12微米厚的薄片,需要两个人面对面打上万次。经捶打出来的金箔,薄如蝉翼,软似绸缎。民间传说,一两黄金打出的金箔能盖一亩三分地,金箔打制技艺之精可见一斑,亦为我国古代金属冷加工科技的体现。

  贴金后的紫禁城古建筑外表金光闪闪,其中亦包含着科学机理:金箔在光的作用下有很强烈的反光性能,贴到错落有致起伏有序的纹样上,大大的增加了金箔的反光面。这样一来,古建筑纹饰衬托贴金的光泽,金箔下又饱含纹样,充分辉映了图案纹理,使得纹饰与贴金相得益彰,互为作用。殿檐掩映下的构件上光线暗淡,但由于金箔的反光,向人们强烈的展示了金色花纹的存在。同时,在金光的作用下,各种颜色的亮度也不同程度的得到了增加。即使欣赏者距离贴金建筑较远,也能感触其灿烂夺目,金碧辉煌的艺术效果。由此可知,紫禁城古建筑光闪的黄金外衣是我国古代贴金技术的运用,其精湛的材料加工技艺及蕴含的古代科学思想,值得我们学习和参考。周乾

  (作者为故宫博物院研究馆员)

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