紫禁城古建的黄金外衣——贴金技术的应用
（本文载于《科技日报》2019年12月6日第8版，有修改）
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其金碧辉煌的外表。金色是一种最辉煌的光泽色，更是大自然中至高无上的纯色，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。如图1所示的太和殿外立面，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：黄金的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。
图1 太和殿外立面的黄金装饰
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，见图2；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，见图3；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，见图3；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，见图4。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。
图2 太和殿藻井的浑金彩画
图3 太和殿额枋龙纹片金和斗拱轮廓平金做法
图4 神武门额枋的点金做法
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，见图5。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。
图5 金箔的使用
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。