青铜是人类历史上一项伟大发明，它是红铜和锡、铅的合金，也是金属冶铸史上最早的合金。青铜发明后，立刻盛行起来，从此人类历史也就进入新的阶段——青铜时代。中国的青铜时代，约始于公元前2000年左右，历经夏、商、周3代，青铜进入极盛时期。
铜鼓是中国南方与东南亚少数民族的传统的乐器之一。据考古资料表明，最早的铜鼓是万家坝铜鼓，发源于云南，年代约为春秋时代，至今已经有2700多年。而在这一时期，中原的金属冶铸技术正在发生着大转变。中原发达的冶铸技术不断地传播到欠发达的南方地区，从而促进了铜鼓朝着多样化、精美化发展，也保证了铜鼓的长盛不衰。
没有冶炼技术的不断发展，就不会有古代高超的青铜艺术。冶炼技术是青铜艺术的物质载体，只有当冶炼技术发展了，才能提供比例合适的铜来制作器物。晋曹毗《咏冶赋》中的著名诗句“冶石为器，千炉齐设”就真实描绘了我国古代冶铸生产的情景。
冶炼青铜的过程较复杂，大概是先把选好的矿石加入熔剂，再放在炼炉内，燃木炭熔炼，等火候成熟，取精炼铜液，弃去炼渣，即得初铜。初铜仍比较粗，需再经提炼才能获得纯净的红铜。红铜加锡、铅熔成合金，即是青铜。我国古代最初是使用自然铜，商代早期已能用火法炼制铜锡合金的青铜。已知商周时期的炼铜技术有氧化铜矿物还原，硫化铜矿物经死灰去硫还原、精炼和硫化铜矿物造硫再予吹炼得铜这三种方法可分别简称为“氧化矿——铜”法，“硫化矿——铜”法和“硫化矿——冰铜——铜”法。奴隶制度瓦解后，青铜制器在社会与生活中的作用被削弱了，但没有消亡，相反在冶铁技术的影响下，青铜冶炼方法得到了提高和发展，加强了火法冶炼技术。约在西汉以后，对于一些成分较复杂、品位较低的矿物，有了处理的办法，冶炼技术有了进一步提高。如东汉时期就能处理品位很低的黄铜矿(CuFeS2，古代叫做鍮石)。它的品位只有铜5％，要经过复杂的破碎冲洗砂过程，然后才能入炉炼。1958年考古工作者在山西运城东汉矿冶遗址就曾发现这种矿石，肯定是用来冶铜的原矿。南北朝开始认识和掌握水法炼铜(即胆铜法)，铜的获得有了更多的来源。硫化铜矿的使用，说明了冶铜技术的发展与提高，《淮南万毕术》就记载了“曾青得铁则化为铜”。到了北宋，这项技术得到大规模应用。南宋时期，由于社会、资源以及技术等方面的原因，这一炼铜方法更有进展，胆铜产量曾经占全国铜产量的85%，成为当时主要的冶铜工艺。《天工开物·五分篇》铜条有：“凡钢质有数种、有全体皆铜，不夹铅、银者，洪炉单炼而成。有与铅同体者，其煎炼炉法，旁通高低二孔。铅质先化从上孔流出，铜质后化从下孔流出。”这就增加了冶炼的复杂程度。
熔炼金属离不开熔炼炉、鼓风器、燃料、耐火材等必要的工具和材料。青铜冶炼技术的发明，是烧陶丰富经验的继续，最原始的熔炼炉当是直接借鉴陶窑。把世界其它地区早期炼铜技术和中国出土遗存相比较，可推想中国最早也是用地炉和坩埚炼铜的。考古发现，殷周及往后，有小型的陶质炼锅(将军盔)，也有大口陶尊类中型的炼炉，到春秋战国时期便出现了直径达1米，高1.2—1.5米的竖式熔炉，为铸造大铜器创造了条件。位于湖北省大冶的铜绿山春秋炼铜竖炉使用多种耐火材料混合后逐层夯筑，防潮保温等技术措施都很有特色。化学成份分析表明，铜绿山早期炼渣和现代炼铜渣属于同一类型，成分相近，渣内含铜量较低（现代采用鼓风炉对氧化矿进行还原熔炼，渣的含铜量一般为0.7%～1%），流动性好。所得铜料含铜量高，含铁量较低，足以证明该时期已成功地解决了炼炉构筑、保温、炉料整备、配料、鼓风、工艺操作等一系列问题，达到了较高的技术水平。
在我国古文献中有不少比喻涉及到鼓风器，古籍称鼓风设备为“排橐”，或简称叫“排”。如《墨子·备穴篇》中说：“灶用四橐”；战国时著作的《老子道德经》说：“天地之间，其犹橐籥乎?虚而不出，动而愈出。”这是把宇宙整个空间比作鼓风器，“橐”这种大皮囊富于弹性，常是鼓起来的，越是推动它，空气越从皮囊里吹出来。在殷商、东西周时期的一些铸冶遗址内曾多次发现陶质风管残骸说明送风已采用风管，为获得高温创造了有利的条件。山东滕县宏道院曾发现一块东汉时期的画象石——冶铁鼓风炉图，说明早在商周及春秋战国时代鼓风是使用一种兽皮制作的特制大皮囊这种简单形状的鼓风器。《吴越春秋·阖闾内传》有“……童男童女三百人鼓橐装炭，金铁及濡”。汉代以后竖炉遗址发现四周都有风口通存在，这种大型化与多管送风的操作是使我国较早较快发展铸冶生产的重要原因。由于冶铁技术的发展需要，东汉早期发明了水排，它是南阳太守杜诗(？—38年)在总结劳动人民实践经验基础上发明出来的。因为它“用力少，见功多”(《后汉书·杜诗传》)，所以大家乐于使用。三国时期便把它推广开了。在魏国官营冶铁作坊中，用水排代替过去的马排、人排，四季不歇。水排不但节省了人力、畜力，而且鼓风能力比较强，因此促进了冶铁业的发展。冶铜业也大量采用这种新技术。
随着不同社会时代的需要，铜鼓体积经历了由小到大，又由大到小的过程，小的有5、6公斤，大的有3、4百公斤。现收藏于广西博物馆内的世界铜鼓之王——北流型101号铜鼓鼓足绝大部分已经残缺，但残重仍达300公斤。今天保藏在博物馆和留传在民间的铜鼓保守估计不少于3000面，由于各种原因(如文革)毁坏的铜鼓则无法估算。如此多的铜鼓必需有充足的铜料，因此只有掌握了较先进的炼铜技术和有较先进的冶炼工具及材料，才能为铜鼓的铸造打下基础。据考证，各种类型铜鼓的矿料绝大多数来源于其分布区域内的矿床，是就地取材，就近铸造。云南早期铜鼓的矿料几乎来源于滇池一带；麻江型铜鼓矿料主要来源于滇黔交界地区；北流型铜鼓和灵山型铜鼓的矿料来源于广西北流铜石岭及其邻区。
云南古代盛产铜矿，对此古代史籍中都有记载。如《汉书·地理志》、《后汉书·郡国志》等等。1984年，金正耀先生以铅同位素比值检测法，对著名的河南安阳商代妇好墓中的部分青铜器进行了检测，结果表明其原料与云南东川出产的铜矿的铅同位素比值最为接近，实际上反映了西南地区铜锡矿原料输入中原的事实。因此提出，殷墟时期黄河流域的青铜生产使用了来自云南东部亦即中国西南地区的金属矿产资源。这也间接证明了云南为中原大量输送丰富的铜矿资源的同时，也进行了技术交流，带回了中原先进的冶铸技术。并且很快就掌握了相当水平的青铜冶铸技术，为云南古代青铜文化辉煌发展打下了坚实基础，使得滇族制作大型和复杂的青铜器成为可能。
北流县铜石岭汉代采铜遗址是1966年地质普查时发现的。广西博物馆考古工作队进行了多次试掘，开了六条探沟，揭露面积200余平方米，发现炼炉14座，坑9个，排水沟2条，采集到鼓风管、铜渣、铜锭、铜矿石、木炭、陶瓷碎片等遗物。对遗址和遗物的调查研究表明，用矿石主要为孔雀石，炼炉为圆形，炼渣为玻璃状片或碎块，渣中含铜量仅0.5%。北京钢铁学院（现更名为北京科技大学，下同）冶金史研究室的专家们根据鼓风管风箱的鼓风量进行推算，当鼓风量在达到每小约55立方米的情况下，每座炼炉日产铜约18千克，假定每年工作日为180天，则每个炼炉年产铜可达3. 2吨。这一遗址所用冶铜设施和工艺，大体可反映华南地区该时期采铜、冶铜的技术水平，且和湖北铜绿山、云南东川、汤丹所用“硫化矿——铜”工艺相近，具有一脉相承的历史联系。
青铜中，铜和锡的成份比例，依所铸器物的用途不同而不同。锡加少了，铜的硬度达不到使用标准，加得太多又会使铜太脆，缺乏韧性。现有考古资料表明，我国早在夏代(公元前二十一世纪到公元前十六世纪)就掌握了红铜冷铅和铸造技术，夏末商初(公元前十六世纪到公元前十一世纪)就有了青铜冶炼和铸造，商代中期以后就创造了高度发展的青铜文化。在当时中国已经认识到合金成份与青铜的性能用途之间的关系，并于春秋时期将其总结成文字，这就是世界上最早的合金配比的科学著作——《考工记》，其中记载“金有六齐：六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。” “六齐”的成分配比规定是我国古代青铜技术高度发展的表现，其成分配比规定和现代科学的基本原理是完全相合的。我们知道铜锡合金的含锡量是百分之十四左右的，色黄，质坚而韧，音色也比较好，所以宣于制作钟和鼎。铜锡合金含锡量是百分之十七到百分之二十五，强度、硬度部比较高，所以宜于制作斧斤、戈戟、大刃和削杀矢。斧斤是工具，既要锌利，又要承受比较大的冲击载荷，所以含锡星不宜太高，否则太脆。戈乾、大刀、削杀矢都是兵器，都需要锋利。戈戟受力比较复杂，对韧性要求比较高，所以在兵刃中含锡量最低。大刃既需要锋利，也要求一定的韧性以防折断，所以含锡星比较高而又不太高。削杀矢比较小，主要考虑锐利，所以在兵器中它的台锡量最高。铜锡合金合锡且是百分之三十到百分之三十六的，颜色最洁白，硬度也比较高。色洁白，就宜于映照；硬度高，研磨时效不容易留下疤痕。所以这种铜铝合金宜于制作铜镜和阳燧。
对于铜鼓的合金成份，已经有很多专门的研究。据统计，按照合金成份的不同，铜鼓可分为红铜、锡青铜、铅青铜三种类型。红铜所含锡、铅都在2%以下，其中万家坝型和石寨山型铜鼓各有2面红铜鼓。 锡青铜的含锡高于2%，含铅低于2%，锡青铜鼓主要是万家坝型铜鼓和石寨山型铜鼓。铅锡青铜是三元青铜，铅锡含量都高于2%，成熟期以后的铜鼓绝大多数是铅锡铜鼓，如冷水冲型铜鼓，其合金元素含量的频率分布集中在含铜量75%—80%，含锡量5%—15%，含铅量10%—25%的范围内，属于高铅的三元合金鼓。麻江型铜鼓合金元素含量的频率分布则集中在含铜量75%—80%，含锡量10%—15%，含铅量0%—10%的范围内，属于高锡低铅的青铜鼓。
从变化与时代的关系上看，大致的发展是锡的含量在春秋时代很低，战国以后不断增加。锡与铅含量的总和也是从春秋、战国到南朝不断增加。唐宋到清代锡、铅、铜比例变化不大，趋于稳定。合金成份之所以有这样的变化社会的发展与铜鼓的社会功能的变化有着十分密切的关系。
在古代世界中，我国青铜技术的产生并不是最早的，但发展很快。除资源等方面的原因外，在技术方面至少有两点，首先是我国很早就掌握了金属冶炼所需要的高温技术；其次是很早具有了水平比较高的合金技术。世界上不少国家在公元前二三千年就进入了青铜时代，但发展缓慢。我国却不是这样。我国人民一旦发明了冶铜技术，很快就具有丰富的合金知识，并且迅速地把整个青铜技术推到更高的阶段。我国古代劳动人民经过长期的劳动实践，总结出了青铜冶炼比例和火候，这是经验的积累和智慧的结晶。完美的冶炼技术，为我国青铜艺术的繁荣和发展创造了不可或缺的载体。
青铜铸造技术是青铜装饰艺术发展的手段。我国铜的铸造经历了冷锻和熔铸两个阶段。冷锻是最初阶段，河北大城山遗址及甘肃齐家文化遗址发现的许多红铜制品，如刀、指环、锥凿等主要以冷锻加工制成，但从发现的铜渣来看，当时己初步掌握了熔炼技术，但由于红铜的熔点高、质地软等缺点，使冶铜技术很长一段时期得不到发展，从而一直使用石器和陶器，处于铜石并用时期。
青铜的制作由冷锻发展到熔铸，是工艺上的一个巨大的飞跃。熔铸技术又分为许多阶段，它每前进一步都造就了艺术上的飞跃。
青铜铸造容器最早是使用单范制作简单的工具和容器，而制作空体容器则需要用合范法，合范法为容器的使用功能提供了造型上的可能性。空体容器的大体做法要经过三步，即造型、翻范、合范。造型就是先用细泥做出器物的样子，然后在上面雕刻纹样，纹饰凹下去的部分用刀直接刻画，凸出来的部分用泥贴塑，泥模做好烘干后，就要制作浇铸时用的内外范，即翻范，翻范是把澄滤过的细泥调制好，按附在前面所制模型的外部，使模上花纹反印在泥片内做成外范，内范的制法可将原来的泥模刮去一层，刮去的厚度刚好是器物所需的厚度。内范也可另外制作以保留原模。最后一步是合范，合范是把分片制成的外范合拢在一起，使合成一器物外腔，在中心加人内范，形成空腔。内外范接触处设子母扣以防错位。这样的铸造方法就能铸出带有花纹的、造型均匀的容器。大约商代以前的青铜器是使用这种方法制作的，但对于较复杂的器形，这种铸法就不免显得有些乏力了，所以商代又发明出分铸法。
分铸法是商代出现的，到西周及春秋早期，绝大部分铜器的附件都采用分铸法，这是青铜制造工艺的一个突出的进步，这种工艺使青铜器的造型达到了随心所欲的程度。该工艺在制范时，仍然要先做一个完整具备附件的模(或称之为“母范”、“母形”)，再从这样的整模上翻范。到春秋中晚期，才进一步发展到器身与附件分别单独做模。这种将器身和耳、足、纽等附件分铸，再用熔铸法或焊接法将其合为一体的方法，称为分铸法。如商代晚期的“四羊尊”(湖南宁乡出土)的羊角就是分开铸成后，嵌入羊头的外范内再浇合在一起。这种铸法使青铜器的装饰手法从平面、半立体走向立体。
与分铸法密切相关的焊接法，虽然早在西周时期就已发明，但比较普遍的使用似乎是从春秋中期开始的。河南新郑出土的莲鹤方壶就是这一时期的代表作，方壶以龙为耳，以兽为足，盖上两层向外张开的莲瓣，莲瓣中有一立鹤振翅欲飞，满腹龙凤纹，交互蟠绕，造型极其生动，若不是采用了分铸和焊接的方法，是很难具有如此高的艺术表现力的。
失蜡法是一种镂空技术。这种工艺是将易熔化的黄蜡制成蜡模，用细泥浆多次浇淋，并涂上耐火材料使之硬化，做成模型。烘烤后黄蜡熔化流出，形成腔形，用以浇铸铜溶液。由于蜡可以精雕细琢，用这种方法铸出的模型，十分精细，表面光洁，尺寸精确，可以做出复杂的立体镂空装饰纹样，直至现代仍是世界上铸造精密铸件的方法，是我国金属铸造史上一次重要的技术革新。如果说分铸法及焊接法是将青铜器物的装饰从平面走向立体的话，那么，失蜡法则使这种立体的装饰达到了随心所欲的程度。古代蜡模制作工艺主要有两种，拨蜡法和贴蜡法。拨蜡法又称为捏蜡法、脱蜡法，是用可塑性好的蜡料，用手或简单的手工工具，将蜡料压、捏、拉、塑、雕成形。蜡模形状全凭雕塑者创造。由于不用模具，避免了造型时起模的困难，还可由雕塑者制作多种多样的形制和艺术珍品。南宋赵希鹄的金石学著作《洞天清禄集》记述了失蜡法的工艺过程，留下了世界最早记载失蜡法工艺的技术文献：
“古者铸器，必先用蜡为模。如此器样，又加款识刻画，然后以小桶加大而略宽，入模与桶中。其桶底之缝，微令有丝线漏处。以澄泥和水如薄糜，日一浇之，候干再浇，必令周足遮护。讫，解桶缚，去桶板，急以细黄土，多用盐并用纸筋固济于元澄泥之外，更加黄土二寸。留窍，中以铜汁泻入。然一铸未必成，此所以为贵也。”
贴蜡法是把蜡料压成与铸件壁厚相同的蜡片，剪裁成铸件需要的形状和大小，贴在预先制成的内范(泥芯)上，形成器物的壁厚，如果表面有纹饰，可用纹饰模板压印在蜡片上。这种制蜡模方法是用模板制纹，比拨蜡法手工塑蜡模简单、快捷，适于成批生产或大型铸件。明代宋应星《天工开物·冶铸》记述失蜡铸钟工艺：
“凡造万钧钟与铸鼎同，掘坑深丈几尺，燥筑其中如房舍，埏泥作模骨。其模骨用石灰三合土筑，不使有丝毫隙折。干燥之后，以牛油、黄蜡附其上数寸。油蜡分量，油居十八，蜡居十二，其上高蔽抵晴雨，(夏日不可为，油不冻结)。油蜡墁定，然后雕镂书文物象，丝发成就。然舂筛绝细粘土与炭末为泥，涂墁以渐而加厚至数寸。使其内外透体干坚，外施火力灸化其中油蜡从口上孔隙熔流净尽。则其中空处即钟、鼎托体之驱也。”
云南虽然不是我国最早使用失蜡法的铸造青铜器的地区，但是运用失蜡法却较早而且较普遍。在晋宁县、江川县出土的战国西汉时期的青铜贮贝器上，有许多人物活动场景，例如“战争器盖铜贮贝器”、“纺织场面器盖铜贮贝器”、“杀人祭铜柱器盖铜贮贝器”、“贡纳场面器盖铜贮贝器”的器盖上，铸有许多高度只有几厘米的人物，比例匀称，神情各异，不仅铸出四肢五官，有的人物甚至须眉、鼻翼、眼窝都铸造得栩栩如生。这很显然是用失蜡法铸造出来的，只有此法才能达到表面光滑、花纹精细、准确、清晰。在广西，有大量的考古资料表明，最迟有秦汉时期就已经使用失蜡法。泰国国家图书馆有一份《铜鼓制作全书》緬方材料，记述了缅甸克耶邦用失蜡法铸造西盟型铜鼓的工艺流程。据《缅甸百科全书》载，缅甸的铜鼓铸造技术是5百年前从中国广西壮族中传过去的。
在青铜铸造工艺日益成熟的同时，器物表面的装饰技巧也逐渐丰富起来了。商周时期是在器模上雕纹，进行器物表面的装饰。而到春秋中晚期，则进人了印纹阶段，这是铸铜工艺的另一个重要改进，就是趁铸造用的范尚未干时，用刻出基本花纹的印花模子，反复压印，每一印形成一个图案单位，以此方法印铸出连续的花纹。这种铸法的出现，节约了铸造中装饰纹样的制作时间，同时又使装饰纹样呈现出了秩序化、条理化的形式美感。在所有的铜鼓中，除了万家坝铜鼓的花纹稀少粗糙以外，其他种类的铜鼓的装饰花纹都非常精美。既有繁杂多变的几何纹样，也有各种栩栩如生的飞禽走兽，更有能深刻反映当时社会生产、生活的人物活动图。制作方法也灵活多样，常用雕刻法、滚压法、印痕法等。
据考古资料显示，岭南地区在距今3000年前左右就有自己的青铜铸造技术了，但是，这种铸造技术是相当原始的，铸范基本上是用砂岩制成。因为砂岩受石质的限制，既不能制造大型的范，又不能在它上面雕刻精致的纹饰，只能铸造小件青铜器，而且多是素面的，或是只有简单花纹的青铜器。大件的，薄胎容器和装饰花纹复杂细致的铜器还得从外地输人。如在在广西武鸣县马头乡勉岭发现商末周初的铜卣和铜戈，在桂北兴安县出土过周初铜卣；在广东曲江、佛岗发现过西周铜饶，信宜出土过西周铜盉，这些铜器大多具有中原文化色彩，很可能是直接从中原地区传入的。
中原先进冶铸技术的传入，大大缩短了岭南先民掌握青铜冶铸技术的过程。进人春秋战国时期，岭南地区青铜冶铸业有了较大的发展。从考古发现来看，青铜器出土的地点明显增多，还发现许多随葬铜器的墓葬。如广西恭城、武鸣、宾阳、平乐、象州、岑溪、田东，广东怀集、四会、罗定、清远、和平、德庆、肇庆、广宁、封开等地所出土的随葬铜器，无论体积、装饰、精细程度等，都比以前有了很大的提高。铸造这些青铜器，用砂石范显然是不行了，必须用泥范或者石范与泥范结合。观察这些青铜器，推测当时已采用单范、多范、复合范.铸造工艺有浑铸法、铸接法和铸后焊接法，并且掌握了热处理和退火工艺。说明岭南的青铜铸造水平得到了较快的发展。秦统一岭南后，大批先进冶铸技术更是源源不断地注入岭南，促使该地区的青铜铸造工艺达到新高峰。
丰富的铸造技术让古人能够得心应手地运用多种技术来铸造铜鼓。合范法、分铸法、浑铸法、失蜡法、雕刻法、滚压法、印痕法，等等都能在铜鼓上淋漓尽致地体现出来。铸造铜鼓时往往将合范法与失蜡法结合使用，用合范法做鼓身，用失蜡法做鼓耳和各种动物塑像。北京钢铁学院研究室曾分析过80面铜鼓的铸造工艺，其中采用泥型合范法的有73面，占91.2%；采用失蜡法的有5面，占6.3%；铸造方法不明的2面。
鼓耳与鼓身的结合有3种方法。第一种是用整铸法和鼓身一起铸成，如万家坝铜鼓耳根部没有任何焊接痕迹，显然是采用此法。第二种是铜鼓耳范单独做成后，与鼓身范组合在一起，用浑铸法一次铸成。第三种是采用分铸法，先用鼓耳范单独浇注成金属鼓耳，然后嵌入鼓身范。当浇注铜鼓鼓身时，灼热的铜水将金属鼓耳两根部与鼓身铸接为一体。
铜鼓上的青蛙、乘骑、马、牛、鸟、龟等塑像装饰，结构复杂，做工精细，从痕迹上分析，应是采用失蜡法铸造成型，再用多块范组合的浑铸法把它们铸接到鼓体上去。令人有点遗憾的是在中原先后出现的镶嵌工艺、线刻工艺、错金银工艺、夔金工艺中，运用于铜鼓铸造的似乎只有镶嵌工艺和线刻工艺。
另外值得注意的是，受中原先进的青铜编钟调音技术影响，南方的铜鼓调音技术也在一定程度上发展起来，主要表现在对北流型和灵山型铜鼓的调音上。可以说南方铜鼓调音技术是中原先进的青铜文化传承发展。［18］
综上所述，南方的铜鼓虽然土生土长，却离不开中原先进的冶铸技术。青铜工艺历经冶炼、铸造技艺的发展，达到了炉火纯青的程度，铁器的使用使青铜器由繁盛走向衰落。秦代以后，尽管青铜器的高峰期已过，但青铜器的艺术生命并未完结，铜鼓在青铜艺术的颓败之初诞生、发展并传承至今，写下了青铜艺术的新篇章，使人赞叹不已。
中国冶金报/中国钢铁新闻网法律顾问：大成律师事务所 杨贵生律师 电话 Email：guisheng.