材料与人类文明发展

材料与人类文明发展

什么是材料？其重要意义是什么？

世界是由物质构成的，材料就是人们用来制成各种机器、器件、结构等具有某种特性的物质实体。材料是人类社会生活的物质基础，材料的发展导致时代的变迁，推动人类的物质文明和社会进步。人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上，材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力，决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志：如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代…… 在人类即将进入知识经济的新时代，材料与能源和信息并列为现代科学技术的三大支柱、其作用和意义尤为重要。

在人类社会的发展和进步过程中．材料是一个带有时代和文明标志的基础。人类和材料的关系非常广泛、非常密切。也非常重要，在这点上很少能有其他领域与之相比。其实，人类文明的发展史．就是一部学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。材料是人类一切生产和生活活动的物质基础，历来是生产力的标志，被看成是人类社会进步的里程碑。对材料的认识和利用的能力，决定着社会的形态和人类生活的质量，所以人类从来没有中断过追求更好的材料，让材料具有更优异的性质或者的所未有的功能来满足人类世世代代发展中层出不穷的新的需要和追求。

所以，一部人类文明史，从某种意义上说，也可以称之为世界材料发展史。每一种新材料的发现，每一项新材料技术的应用，都会结社会生产和人类的生活带来巨大改变，把人类社会推向前进。

在人类发展的历史长河中，材料起着举足轻重的作用，人类对材料的应用一直是社会文明进程的里程碑。古代的石器、青铜器、铁器等的兴起和广泛利用，极大地改变了人们的生活和生产方式，对社会进步起到了关键性的推动作用，这些具体的材料(石器、青铜器、铁器)被历史学家作为划分某一个时代的重要标志。如石器时代、青铜器时代、铁器时代等。

一、天然材料

在人类发展史的早期阶段，直接获取的自然财富被用于满足最简单的需要。自然财富、原料、材料、产品阶段几乎是协调一致的。由于没有分工，并且只不过是满足自身的直接需要，所以精加工的劳动比重很小。随着分工程度的深化，对在自然界寻觅到的原始材料进行加工的兴趣提高了。此后,长期以来所形成的社会关系，不断提供新的途径来更多地生产消费品和改善居住条件。如果人类想要改善生活条件，那么无论在哪个社会阶段，都必须发展技术及与此相联系的材

料使用为前提。人身体上的“工具”、“发动设备”和感官均有局限性。如果没有具备相应数量、质量、形式和布局的一定材料，没有必要的知识和技能，人类便会停留在原始阶段.

数百万年前，人类摆脱了动物界，开始有意识地使用石头。除了骨头之外，石头是人类最早使用的材料之一。起初这种材料造型粗糙，但后来经过加工，使人类得以掌握多倍于体力的力量，人类被迫发展那些在与环境斗争中取胜的能力。人类先是用石头和骨头制成简单、基本的工具来补充手掌、手指、指甲和牙齿的功能。这些工具是手握的。当他们获得了不仅使用原始石头，而且进行加工的能力后，几乎等于完成了一次革命。当人类约在 50 万年前使用火时，石料的价值就更大了。人类是由劳动创造的，劳动又是从制造工具开始的。在已经发现的旧石器时代的人类遗址里，可以看到我们的祖先用石头打磨制成的石刀、石斧、刮削器等，这些就是人类早期曾经用过的工具。劳动工具的出现，也带来了社会物质和人类文明的进步。四五十万年前北京猿人群居洞穴，狩猎为生，使用的工具主要源于石头和骨头，制作粗糙，用途尚未分化。他们的生产力水平低下，生活维艰,甚至弱肉强食。考古学家还发现猿人有食人之风，也许猿人根本没有意识到 这样做是否道德。至于打扮自己——美的概念，他们连想也不会想。在18，000年前山顶洞人的洞穴里，曾发现七件穿孔的石珠，五件穿孔的海蚶壳和一百多只穿孔的象牙。这说明了比较温饱的人类萌发了爱美之心。山顶洞人掌握了磨制和钻孔技术，能制造比较精致的石器和骨器，用骨针把兽皮缝制成衣服。 古生物学研究证明：在这个时期，除了能加工粗糙的石器外，还能制造工具。除了拳状锲之外，还有刮刀和刮板。骨头、象牙、石头和植物编织物被用来制造鱼叉、鱼钩和鱼网等。原始时代和史前时期用“划时代材料”来命名历史阶段，形象地说明了材料在人类历史上的重要性。

但人类只能利用岩石、树木、兽皮、骨骼等天然材料并进行粗糙的加工，除此之外别无他物。所以，石器时代的生产工具极其落后，人类社会的生产力也是极端低下，所以社会发展极其缓慢，人类文化也是相当简单和粗俗的。

二、陶瓷 约在公元前7000年，开始了最早的社会分工，形成了游牧部落和农耕。同时，材料及其产品有了进一步的发展，如罐壶、纺织和编织产品。至此，人类活动的产物主要来自直接支出的劳动，即活劳动。直到劳动分工和出现专式的制作时，劳动过程的组成部分才被加以区别。这就是劳动力、劳动工具和劳动对象。这个时期 （其演变过程长达数千年）可看作是材料诞生的时期，劳动是慢慢地被物化了. 六千多年前的西安半坡遗址为我们提供了丰富的文物和史料。出土的

汲水用尖底陶罐、鱼纹彩陶盆、口沿有几十种符号的陶钵都十分精美。半坡人普

遍使用磨制的石铲、石刀等石器。他们还把骨、角制成针、锥、鱼钩、鱼叉和弓箭。岩石、兽骨和陶土成为他们熟悉的材料.

陶器可以说是人类创造的第一个无机非金属材料。这个划时代的发明不仅意味着使用材料的变化，而且比这更深远重要的是人类第一次有意识地创造发明了

图2骨针 图1 石制品

自然界没有的，并且全新性能的“新”材料。从此人类能离开上天的赐予而进入自力创造材料的时代。恩格斯曾论述人类从低级阶段向文明阶段的发展是从学会制陶开始的。

陶器是由粘土或以粘土、长石、石英等为主的混合物，经成型、干燥、烧制（烧制温度低于1200℃）而成的制品的总称。陶土可塑性强，可以获得人们希望形状的器物。陶的出现，使蒸煮食物更为方便，促进人类进化。陶俑的出现，代替了以人殉葬的野蛮做法。

陶器在中国具有悠久的历史沉淀。半坡村出土的碗、钵、釜、罐、瓶等，甚至还有吹气能发声的陶埙。从著名的仰韶和龙山文化遗址出土的陶器中，人们发现当时祖先们已经掌握了烧制黑色陶器和白色陶器的配方和技术。

瓷器与陶器的关系密不可分。当部分掺有高岭土（或长石、石英、石灰等天然釉料）以及其他含有氧化铜、氧化铁、氧化亚铅等天然色彩成份的原料在烧结陶器时，会自然在陶器表面结成一成薄釉。在中国的历史上，明代以前中国的瓷器以素瓷（没有装饰花纹，以色彩纯净度的高低为优劣标准的瓷器）为主。

在设计陶瓷配方时，根据使用要求，加入了较多的熔剂原料，并且配方中所使用的原料在焙烧过程中所产生的气体也较少，这样焙烧后产生的空洞少，有足

够的玻璃相物质填充，制品形成的气孔较少，这种吸水率小于0.5%的陶瓷称瓷器。另外，瓷器一般表面有釉，也是属于烧制产生的玻璃质物质。

瓷器是一种由瓷石、高岭土、石英石、莫来石等组成，外表施有玻璃质釉或彩绘的物器。瓷器的成形要通过在窑内经过高温（约1280℃-1400℃）烧制，瓷器表面的釉色会因为温度的不同从而发生各种化学变化。烧结的瓷器胎一般仅含3%不到的铁元素，且不透水，因其较为低廉的成本和耐磨不透水的特性广为世界各地的民众所使用山水爱瓷，是中华文明展示的瑰宝。

中国瓷器是从陶器发展演变而成的，原始瓷器起源于3000多年前。至宋代时，名瓷名窑已遍及大半个中国，是瓷业最为繁荣的时期。当时的汝窑、官窑、哥窑、钧窑和定窑并称为宋代五大名窑。被称为瓷都的江西景德镇在元代出产的青特花瓷已成为瓷器的代表。青花瓷釉质透明如水，胎体质薄轻巧，洁白的瓷体上敷以蓝色纹饰，素雅清新，充满生机。青花瓷一经出现便风靡一时，成为景德镇的传统名瓷之冠。与青花瓷共同并称四大名瓷的还有青花玲珑瓷、粉彩瓷和颜色釉瓷。另外，还有雕塑瓷、薄胎瓷、五彩胎瓷等，均精美非常，各有特色。多姿多彩的瓷器是中国古代的

图3 陶埙

图4 仰韶白陶瓶图5 龙山黑陶瓶