自然资源科普与文化, 2024, 0(1): 58-63 doi:

学史·文化

薪柴时代——人类开启的首个能源时代

文图/吕林素, 苏鑫

作者单位/吕林素:中国地质博物馆 四川文化艺术学院

苏鑫:四川文化艺术学院

责任编辑: 张佳楠

作者简介 About authors

吕林素,博士,三级研究员,自然资源首席科普传播专家,长期从事宝石学、矿物学、岩石学、矿床学方面的研究、展陈设计、科普宣传工作,中国地质博物馆岩石矿物研究室原主任,现聘为四川文化艺术学院教授。

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文图/吕林素, 苏鑫. 薪柴时代——人类开启的首个能源时代. 自然资源科普与文化, 2024, 0(1): 58-63 doi:

人类的历史大概肇始于300万 ~ 400万年前,这是人类元祖生活的时代。在人类进化过程中,火的发现和使用不仅使人类告别了茹毛饮血的时代,而且引发了人类对能源的需求。在那刀耕火种的时代,特别是以制陶、炼铜、冶铁为代表的手工业发展阶段,更是离不开由薪柴烧制的木炭。历代文人墨客多对木炭赞誉有加:“三日淮南雪,乌薪价重银”(元·贝琼《咏炭》);“一味黑时犹有骨,十分红处便成灰”(清·徐宗干《咏炭》)。从薪柴开始,人类开启了第一个能源时代——薪柴时代。我们可以从多个维度、全方位地解读诠释薪柴的演绎过程:从神话传说维度,揭开了人类发现薪柴的神秘面纱;从考古发掘维度,佐证了人类利用薪柴的实物证据;从文献记载维度,记录了人类认识能源的演变过程。

神话传说——揭开了人类“开始用火”的神秘面纱

在现代人看来,用火是如此简单、不足挂齿的区区小事。然而,对于远古人类来说,从不会用火,到捡火,再到保存火,最终发展为人工取火,历经世代沧桑。因而,掌握着火种的人,更是被人们顶礼膜拜,进而演绎出许多关于火的神话传说,不仅国外有,而且国内也有,广为流传,还具有惊人的相似性。

古希腊神话中,有普罗米修斯盗取火种的故事;古罗马神话中,有维斯塔女神守护圣火的故事;北欧神话中,既有瑞尔米尔与火山之神,又有火巨人苏尔特尔的故事;在印第安人的民间故事中,也有关于人类从魔鬼手中夺取火种的传说。更神奇的是,奥运会的圣火也起源于古希腊神话传说,圣火象征着光明、团结、友谊、和平、正义;2023年热播电影《奥本海默》,就以“美国的普罗米修斯”“原子弹之父”——奥本海默为蓝本,讲述了他“盗取原子能之火”的传奇一生。

上古中国,三皇五帝中既有燧人氏“钻木取火”的传说(战国·韩非《韩非子》),燧人氏也因此被后世奉为“火祖”;又有管火用火的能手——火神祝融的传奇故事(西汉·戴圣《礼记·月令》),他不仅发明了“击石取火”(“石”或指“燧石”,即坚硬的硅质岩,俗称“火石”)的方法,而且最早发明了“火攻战法”(《山海经》);还有炎帝作“钻燧生火”(“燧”或指“燧木”)的传说(《管子·轻重篇》)。此外,我国少数民族也有不少关于火的传说,诸如哈尼族神话——火童、壮族神话——布洛陀取火、满族神话——托阿盗火,等等。

人类的拜火习俗从未停止过,特别是我国云南少数民族(如彝族、白族、纳西族、拉祜族、基诺族和毛南族等)有着古老而传统的火把节——被誉为“东方的狂欢节”,以这种最原始的庆典来祭祀他们心目中的“万物之灵”——火。此外,为了传承和发扬,2006年的湖南省第十届运动会,就在炎帝陵(位于湖南省株洲市炎陵县鹿原镇鹿原陂)击石取圣火传递;2018年和2022年的湖南省第十三、十四届运动会的圣火,相继在南岳衡山最高峰——祝融峰顶采集并传递,寓意着炎帝精神、祝融传火,代代薪火相传。

远古时代的人们认为主宰火的是神。这些神话故事描绘了火的神秘力量,火不仅给人类带来了光明和温暖,而且用火制作的熟食有利于人类健康,火还能帮助人们在战争中抵御外敌;此外,这些故事还描绘了圣人如何操控与掌管火,更让人类走出蛮荒、走向文明。人类认识了火、支配了火,为薪柴这种含碳能源的开发利用提供了条件。

薪与火构成的成语知多少?

薪与火深深地嵌入人们的日常生活中,诞生了许多极富哲理的成语或谚语,并给薪火注入了最鲜活的灵魂,令人叹服。

早在先秦时期,就有救火投薪(春秋·邓析《邓析子·无厚篇》)、薪火相传或杯水车薪(战国·孟轲《孟子·告子上》)、薪尽火传(战国·庄周《庄子·养生主》)、负薪救火(战国·韩非《韩非子·有度》)、绝薪止火(战国·吕不韦 《吕氏春秋·尽数》)等成语。

递及两汉时期,西汉出现了米珠薪桂、桂薪玉粒(西汉·刘向《战国策·楚策三》)、抱薪救火(西汉·司马迁《史记·魏世家》)、抱火卧薪(西汉·贾谊《新书·数宁》)、抱火寝薪(西汉·贾谊《上陈政事疏》)、称薪而爨[cuàn,本义指烧火做饭](西汉·刘安《淮南子·泰族训》);东汉又有抱火厝薪或厝火积薪(东汉·班固《汉书·贾谊传》)、釜底抽薪(东汉·董卓《上何进书》)等成语。

再到宋、元、明三代,则有卧薪尝胆(是北宋苏轼首创的成语,源自《拟孙权答曹操书》,并非出自司马迁《史记·越王勾践世家》)、玉粒桂薪(《宋史·外国传·高丽》);薪尽火灭(元·赵孟頫《法华经·序品》)、把薪助火(明·罗贯中《三国演义》);积薪厝火( 明·张岱《越绝诗小序》)和火尽薪传(明·寓山居士或祁彪佳《鱼儿佛》)等成语。

考古发掘——佐证了人类利用薪柴的实物证据

薪柴,即指柴火、薪火、薪樵,泛指用作燃料的竹木或柴草,最初直接用以燃烧,之后竹木亦可经密闭加热烤熟裂成竹炭或木炭用,即为“薪炭”。人类究竟是何时开始使用薪柴取火,这一直是考古学界争论的热点。若能找到人类最早使用火的证据(包括动物烧骨或炭化骨骼、植物灰烬、烧石等)将更具说服力。

早在19世纪70年代,美国著名人类学家——路易斯·亨利·摩尔根,把人类开始用火的时间定在了距今几万年前的中级蒙昧社会时期。20世纪30年代,北京周口店北京猿人——直立人遗址,发现了灰烬、烧骨、烧石,把人类用火与控制火的时间提前到了约77万年前(2009年,采用新的铝铍埋藏测年法),而且近年还发现了火塘等用火证据,进一步佐证了这一时间。20世纪70年代,云南元谋猿人化石产地发现了厚达3米的炭屑堆积层,把人类用火的时间又提前到了170万年前。此外,在以色列、肯尼亚和南非,也相继发现了约80万 ~ 150万年前直立人的用火遗迹。特别是东非的坦桑尼亚,有着“人类摇篮”之称的奥尔杜瓦伊峡谷遗址,大约在200万年前,就有能人操控火源的推论。

“文明之美看东方”。我国1959年发现的山西省芮城县风陵渡镇西侯度遗址,距今约243万年,在其文化层中发掘出若干动物烧骨,这是中国乃至世界最早的人类用火证据。毫不夸张地说,西侯度——人类文明的第一把圣火在这里燃起,更成为第二届全国青年运动会(山西省2019年承办)圣火点燃的地方。然而,要让火持续燃烧,就要有薪柴。因而,西侯度是人类最早开始使用薪柴的地方,或许还蕴藏着人类起源的秘密。

目前,学界推测早期人类对于火的使用应当经历了三部曲:第一步,利用“天火”,即攫取自然之火种,243万年前的西侯度先祖,碰巧能接触到的火源,或许是雷击造成的、煤等自燃的和火山爆发的“自然火”,或许是动物尸体腐烂产生的磷火;第二步,控制用火,180万年前的南非旺德韦克洞穴,直立猿人学会了控制火,保存火种不灭,从此人类进化进入了转折点;第三步,主动用火,或许最早始于约40万年前的旧石器时代(曲彤丽《旧石器时代埋藏学》,2023)),击石取火应该是人类最早发明的人工取火方法,通过火石敲击黄铁矿等含铁矿物,容易产生火星,以引燃如芦花、艾绒、干草等易燃物。

在狩猎采集时代,控制性用火,主要为生活用火,人类不仅拓展了活动时间,而且拓宽了生存空间,还丰富了可食用资源,更重要的是改变了人类的生存环境,为人类开辟了新的生活方式,这可谓人类文明的一大飞跃。不过,“巧妇难为无火之炊”,这些都得归功于薪柴——大抵是随处可捡拾的枯枝落叶所提供的能量,开启了人类使用薪柴能源的先河。

>周口店北京人遗址的灰烬中国地质博物馆/藏


始于土,成于火——陶器,它的出现,标志着新石器时代的发端。在众多陶器文物中,考古学家已确认最早的陶器是江西省万年仙人洞中出土的陶器,距今已有2万多年。然而,古代烧陶所用的燃料是什么呢?著名的中国“四大名陶”——江苏宜兴紫砂陶、广西钦州坭兴桂陶、重庆荣昌安陶和云南建水紫陶,主要采用木材作为烧窑的燃料,俗称“柴烧”。此外,西藏陶器烧制的主要能源是柴草(树枝、小木、杂草、庄稼的茎与叶)、稻谷壳、牛粪,等等。

从出土文物看,五六千年前人们开始将木材烧成木炭作为燃料。然而,古代真正大量生产和使用木炭应出现在冶铜业和冶铁业兴起之后,商周时期我国制炭较为成熟,大量商周青铜器文物即可作为证明,同时还催生了炼丹术。

文献记载——记录了人类认识薪柴的演变过程

柴、火不分家,“柴火”即“薪柴”或“燃料”,而“火柴”则是能生火的工具。文字的出现,记录了薪柴的演变历程。在中国 “薪”“柴”“火”三字最早见于《诗经》,其中“薪”见于15首诗中,共计19次;而“柴”与“火”出现次数较少,且与现在含义迥异。

以《诗经》为例,不仅有“无浸获薪”和“薪是获薪”(《小雅·大东》)、“不流束薪”(《王风·郑风·扬之水》)、“绸缪束薪”(《唐风·绸缪》)、“析薪杝矣”(《小雅·小弁》)、“析薪如之何”(《齐风·南山》)、“烝在栗薪”(《豳[bīn]风·东山》),此处的“薪”意为“薪柴”或“采薪”或“劈柴”,“获薪”意为“砍下的柴薪”,“束薪”意为“捆薪柴”,“析薪”“栗薪”都是“劈木柴”之意;而且有“以薪以蒸”(《小雅·无羊》)、“侯薪侯蒸”(《小雅·正月》),其中“薪”指“粗柴”,“蒸”指“细柴”;更有“芃芃棫朴,薪之槱[yǒu]之。”(《大雅·棫朴》)、“析其柞薪”(《小雅·车舝[xiá,同“辖”]》)、“樵彼桑薪”(《小雅·白华》)、“翘翘错薪,言刈[yì,“割取”]其楚(或蒌)。”(《周南·汉广》)、“吹彼棘薪”(《邶[bèi]风·凯风》)、“采荼薪樗”(《豳风·七月》),其中“棫[yù]”即白桵[ruǐ],“朴[pò]”即枹[bāo]树,“柞[zuò]”即柞木,“桑”即桑木,“楚”即牡荆,“蒌”即蒌蒿或白蒿,“棘”即棘木,“樗[chū]”即臭椿树,而“樵”则既指“薪柴”又指“采薪”。表明“薪”在先秦时代,就被广泛使用,而且种类繁多。

“薪”“柴”有别。“薪柴”作为一术语,最早出现于《礼记·月令》中,就有“收秩薪柴,以共郊庙及百祀之薪燎”的礼制了。东汉末年郑玄:“大者可析谓之薪,小者合束谓之柴。”大者谓“薪”——代表大而粗的树干,可劈开来用的粗大木柴;小者谓“柴”——代表小而细的树枝,或扎成捆的小灌木,这就是“薪”“柴”之别。

早在先秦时期,我国就有将薪柴烧成木炭的记载了。《礼记·月令》提供了明证:“草木黄落,乃伐薪为炭。”这是由于“仲夏草木未成,故禁烧炭”之故(东汉·郑康成《正义》)。同时,作炭或烧炭在当时专设掌管烧炭的官职,《周礼·地官司徒》中就有“掌炭”。递及西汉,关于木炭的记载就多起来了。譬如,司马迁《史记·外戚世家》中有“入山作炭”,刘安《淮南子·本经训》中还有“燎木以为炭”,王褒《僮约》中也有“焚薪作炭”,等等。

工资为何又称“薪水”?

“薪水”一词最早出现于西晋,出自《晋书·刘寔[shí]传》(唐·房玄龄等合著),“薪水之事,皆自营给。”南朝梁·萧统《陶渊明传》中也载有:“今遣此力,助汝薪水之劳。”这里的“薪水”,说的是砍柴打水或烧火煮饭等杂务,又称“柴水”,并非“工资”,更与钱无关;随后,“薪水”逐渐演变为供给打柴汲水等生活上的必需费用,如北朝北齐魏收《魏书·卢旭伟传》中有:“如薪水少急,即可量计”为证。

到了明朝,曾将官员的俸禄改称为“柴薪银”,意思是帮官员解决柴、米、油、盐等日常生活费用的支出,旧时又称“薪俸”“薪给”,如同现代人按月支取的工资。这或许是人们把工资称为“薪水”“薪资”“薪金”的由来。


那么,到底何为炭呢?东汉许慎《说文》:“炭,烧木也”;“炭,烧木留性,寒月供然(燃)火取暖者,不烟不焰,可贵也”。其中“留性”一词颇为传神,表明炭是烧木而成,但未完全燃烧,还保留着木的特性。所谓木炭,是指薪材在隔绝空气的条件下,经不完全燃烧,热解后所余之燃料,历代又相继称“柴炭”(《隋书·后妃传序》)、“樵炭”(据李昊林2018年考证,北魏时期的《魏土地记》 )、“乌薪”(五代末至北宋初·陶谷《清异录》;南宋·范成大《雪中送炭与龚养正》)或“乌金”(明·朱之蕃《木炭》)。

柴炭按其材质有“桑炭”“金刚炭”“竹炭”之分。桑炭即用桑树烧成的炭,火力旺(《韩非子·内储说下》);“金刚炭”(《清异录》)即用铁核桃树干烧制的炭,因火力刚猛而得名;“竹炭”(北宋·李昉等《太平御览·剑解》)则是蜀国(今四川一带)用巨竹烧成的炭,具有易燃、无烟、耐久的特点(南宋·陆游《老学庵笔记》)。

木炭按其特性还有“瑞炭”“麸(或烰)炭”之别。瑞炭即呈炭青色且坚如铁石的炭(唐·王仁裕《开元天宝遗事》);而麸(或烰)炭则是投入水中而浮起的炭(唐·白居易《和微之诗》),又称“星子炭”(《清异录》)、“浮炭”“樗炭”(《老学庵笔记》)。

木炭按其表面颜色又有白炭(晋·葛洪《肘后备急方》卷三)和黑炭之分,这是由于两者的炭化温度和出炭方式不同所致。《钦定大清会典》就是明证:“每白炭千斤,准银十两五钱;黑炭千斤,准银三两三钱。”白炭因具有耐烧、不起明火、不冒烟、烤肉更醇香的特点,使之更贵。不过,世界上只有我国、朝鲜和日本有白炭的烧制工艺,且后二者的工艺均由我国传入。

木炭烧制方法先后有三:早期为“堆烧法”,出炭量少且质量差;后来为“窖烧法”,品质、数量大幅提升,唐代已将质量上乘的精炭谓之“炭精”;如今工业用炭采用的是“干馏法”。此外,在我国古代,将干燥的发热量较高的柴草,称为“瘪薪”;将木柴燃烧最旺时炽热的炭,称为“焙炭”;而“炼炭”则是把未烧透的木炭再行烧炼,使之安全炭化,即烧熟了的炭(唐·康骈《剧谈录·李使君》)。

火柴为何会称为“洋火”呢?

提到火柴,不禁让人联想到安徒生于19世纪创作的著名童话《卖火柴的小女孩》。火柴曾有一段辉煌的历史,即使在30年前,它也是人们日常生活不可或缺的必备小物件,但随着打火机的普及而渐渐淡出人们的视野。

火柴在中国出现的历史可不短,或许可追溯到西汉的淮南王时期,恰如宋代·高承《事物纪原·布帛杂事·法烛》所载:“然则法烛之起,自汉刘安始也。”此处的“法烛”,便是后来的“发烛”,即火柴的前身。

不过,世界公认的最早的火柴出现于公元557年的南北朝时期,当时叫作“发烛”,即将硫磺涂于松木小片尖端,只要借助火刀或火石,便可点燃火,又名“碎儿”即“燧儿”(元末明初·陶宗仪《南村辍耕录》)。

19世纪初,现代的火柴却是由西方人发明的,即将赤磷(黄磷的同素异形体)、硫磺和氯酸钾混合后,用树胶和水调成膏状,并涂于一根小木棒顶端,且在砂纸上一擦,就产生了火。这种火柴于20世纪初才传入我国,称之为“洋火”。直至1920年, “中国火柴大王”刘鸿生,才在中国创办了鸿生火柴公司,最终点亮了我们民族产业的火花。


关于冶炼金属所用燃料——《浅谈我国古代金属铸币生产中所用燃料》(“闻道山人”,2019-2-21)文中进行了详尽地梳理总结:冶铜燃料,最初是木柴和柴草,其后是木柴和木炭,再后北方多用木炭、南方多用竹炭(因地制宜之故)。竹炭“炼好铁”(《太平御览·剑解》);“邛州出铁,烹炼利于竹炭”(《老学庵笔记》),表明宋代冶铁燃料,既有木炭,又有竹炭。

其实,木炭或竹炭最大的优点有三:一是发热量大,远高于木材或竹子;二是利于燃烧,因孔隙较多、与空气接触面大;三是双重作用,冶铜时,木炭或竹炭既是燃料,又是还原剂。恰如明·宋应星《天工开物》所载:“凡山林无煤之处,锻工先择坚硬条木烧成火墨,其焰更烈于煤。”

北京钢铁学院(现北京科技大学)编著有《中国古代冶金》(1978),书中写道:“冶炼生铁每吨耗用木炭,可能为四五吨,甚至更多。”约翰·霍布森《西方文明的东方起源》(2009)中统计:1064 — 1078年的宋朝,冶炼生铁约90 400 ~ 125 000吨,推算每年所需木炭约40万 ~ 60万吨,若再将这些生铁精炼成熟铁或钢铁,而后又进行锻造,足见当时木炭需求量之巨大,进而造成森林的砍伐与破坏。

工业革命前,人类的基本生活能源主要是薪柴——具有悠久历史的生活用能。众所周知,森林多,树木就多,薪柴也多,因此世界各国都在提高森林覆盖率。2023年3月12日——我国第45个植树节发布,我国森林覆盖率已快速增至24%。其中,薪柴主要有三类:一是采伐自“薪炭林”(专门用作薪柴的林种)的树木,当今世界提倡种植“能源林”(如新银合欢、桉树等),发展至“速生优质能源林”(如泓森槐、竹柳等),更推广“能源树”(如西谷椰子、西蒙得木、巴西橡胶树、海南省特产油楠树等“石油植物”),以期获得丰产优质的木质燃料,甚至“燃料油”;二是四类林种(包括防护林、用材林、经济林和特种用途林),以及“四旁”林(指路旁、沟旁、渠旁和宅旁零星植树的总称)的修枝、抚育、间伐等提供的薪柴;三是采伐竹木时、加工竹木材后、收获农作物后的残余物,以及杂草、芦苇、稻谷壳甚至牛粪等薪柴。当今,第三世界国家农村中95%的家庭仍用薪柴作为燃料,特别是在不产煤的偏远山区,仍沿用薪柴焙烧陶窑、冶铜炼铁、冶铸金属工具。我国作为人口大国特别是农村人口众多,是世界上利用薪柴作为生活燃料最多的国家,没有之一。

总之,自从远古时代人类学会使用火以来,薪柴就作为人类最基本的能源而存在。在200多万年的历史长河中,“学会用火”,可以说是人类最早也是最伟大的能源开发利用实践。人类先祖使用木、竹、柴草作为燃料,实现了从生活用火——食用熟食、取暖御寒、照明驱兽等,到生产用火——烧制陶瓷、炼铜冶铁、制造玻璃等的升华。相应地,人类也经历了从石器时代跃迁到陶器时代,再从青铜器时代跃迁到铁器时代的漫长历程。简便的薪柴所提供的热力或生物质能,在无形中影响了整个人类文明的发展进程。时至今日,世界能源格局发生了重大变革,作为传统能源的薪柴,并没有因此而退出历史舞台,薪柴所提供的能源更是占世界能源的5%以上,是继石油、煤炭、天然气之后的第四种主要能源,而以薪柴为主要能量载体的生物质能,也是唯一一种可再生的碳资源。同时也是世界各国竞相发展的一种新能源。可以说,薪柴时代横跨了人类漫长的农业文明,更是贯穿了整个人类历史。

参考文献

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