天工开物
中篇·燔石
宋子曰：五行之内，土为万物之母。
子之贵者，岂惟五金哉。
金与水相守而流，功用谓莫尚焉矣。
石得燔而成功，盖愈出而愈奇焉。
水浸一婬一而败物，有隙必攻，所谓不遗丝发者。
调和一物以为外拒，漂海则冲洋澜，粘?则固城雉。
不烦历候远涉，而至宝得焉。
燔石之功，殆莫之与京矣。
至于矾现五金色之形，硫为群石之将，皆变化于烈火。
巧极丹铅炉火，方士纵焦劳唇舌，何尝肖像天工之万一哉！
○石灰
凡石灰经火焚炼为用。
成质之后，入水永劫不坏。
亿万舟楫，亿万垣墙，窒隙防一婬一，是必由之。
百里内外，土中必生可燔石，石以青色为上，黄白次之。
石必掩土内二三尺，掘取受燔，土面见风者不用。
燔灰火料煤炭居什九，薪炭居什一。
先取煤炭泥和做成饼，每煤饼一层叠石一层，铺薪其底，灼火燔之。
最佳者曰矿灰，最恶者曰窑滓灰。
火力到后，烧酥石性，置于风中久自吹化成粉。
急用者以水沃之，亦自解散。
凡灰用以固舟缝，则桐油、鱼油调厚绢、细罗，和油杵千下塞?念。
用以砌墙石，则筛去石块，水调粘合。
?墁则仍用油灰。
用以垩墙壁，则澄过入纸筋涂墁。
用以襄墓及贮水池，则灰一分，入河沙、黄土二分，用糯粳米、羊桃藤汁和匀，轻筑坚固，永不隳坏，名曰三和土。
其余造淀造纸。
功用难以枚述。
凡一温一 、台、闽、广海滨石不堪灰者，则天生蛎蚝以代之。
○蛎灰
凡海滨石山傍水处，咸浪积压，生出蛎房，闽中曰蚝房。
经年久者长成数丈，阔则数亩，崎岖如石假山形象。
蛤之类压入岩中，久则消化作肉一团一 ，名曰蛎黄，味极珍美。
凡燔蛎灰者，执椎与凿，濡足取来，（药铺所货牡蛎，即此碎块。
）叠煤架火燔成，与前石灰共法。
粘砌成墙、桥梁，调和桐油造舟，功皆相同。
有误以蚬灰（即蛤粉）为蛎灰者，不格物之故也。
○煤炭
凡煤炭普天皆生，以供锻炼金石之用。
南方秃山无草木者，下即有煤，北方勿论。
煤有三种，有明煤、碎煤、末煤。
明煤大块如斗许，燕、齐、秦、晋生之。
不用风箱鼓扇，以木炭少许引燃，??炽达昼夜。
其傍夹带碎屑，则用洁净黄土调水作饼而烧之。
碎煤有两种，多生吴、楚。
炎高者曰饭炭，用以炊烹；炎平者曰铁炭，用以治锻。
入炉先用水沃湿，必用鼓鞲后红，以次增添而用。
末煤如面者，名曰自来风。
泥水调成饼，入于炉内，既灼之后，与明煤相同，经昼夜不灭，半供炊爨。
半供熔铜、化石、升朱。
至于燔石为灰与矾、硫，则三煤皆可用也。
凡取煤经历久者，从土面能辨有无之色，然后掘挖，深至五丈许方始得煤。
初见煤端时，毒气灼人。
有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上，人从其下施?拾取者。
或一井而下，炭纵横广有，则随其左右阔取。
其上枝板，以防压崩耳。
凡煤炭取空而后，以土填实其井，以二三十年后，其下煤复生长，取之不尽。
其底及四周石卵，土人名曰铜炭者，取出烧皂矾与硫黄。
（详见后款）凡石卵单取硫黄者，其气薰甚，名曰臭煤，燕京房山、固安、湖广荆州等处间有之。
凡煤炭经焚而后，质随火神化去，总无灰滓。
盖金与土石之间，造化别现此种云。
凡煤炭不生茂草盛木之乡，以见天心之妙。
其炊爨功用所不及者，唯结腐一种而已。
（结豆腐者用煤炉则焦苦。
）
○矾石白矾
凡矾燔石而成。
白矾一种，亦所在有之。
最盛者山西晋、南直无为等州，值价低贱，与寒水石相仿。
然煎水极沸，投矾化之，以之染物，则固结肤膜之间，外水永不入，故制糖饯与染画纸、红纸者需之。
其末干撒，又能冶浸一婬一恶水，故湿疮家亦急需之也。
凡白矾，掘土取磊块石，层叠煤炭饼锻炼，如烧石灰样。
火候已足，冷定入水。
煎水极沸时，盘中有溅溢如物飞出，俗名蝴蝶矾者，则矾成矣。
煎浓之后，入水缸内澄，其上隆结曰吊矾，洁白异常。
其沉下者曰缸矾。
轻虚如棉絮者曰柳絮矾，烧汁至尽，白如雪者，谓之巴石。
方药家锻过用者曰枯矾云。
○青矾红矾黄矾胆矾
凡皂、红、黄矾，皆出一种而成，变化其质。
取煤炭外矿石（俗名铜炭）子，每五百斤入炉，炉内用煤炭饼（自来风不用鼓鞲者）千余斤，周围包裹此石。
炉外砌筑土墙圈围，炉巅空一圆孔如茶碗口大，透炎直上，孔傍以矾滓厚罨。
（此滓不知起自何世，欲作新炉者，非旧滓罨盖则不成。
）然后从底发火，此火度经十日方熄。
其孔眼时有金色光直上。
（取硫，详后款。
）
锻经十日后，冷定取出。
半酥杂碎者另拣出，名曰时矾，为煎矾红用。
其中清淬如矿灰形者，取入缸中浸三个时，漉入釜中煎炼。
每水十石煎至一石，火候方足。
煎干之后，上结者皆佳好皂矾，下者为矾滓。
（后炉用此盖。
）此皂矾染家必需用。
中国煎者亦惟五六所。
原石五百斤成皂矾二百斤，其大端也。
其拣出时矾（俗又名鸡屎矾）每斤入黄土四两，入罐熬炼，则成矾红。
圬墁及油漆家用之。
其黄矾所出又奇甚，乃即炼皂矾炉侧土墙，春夏经受火石一精一气，至霜降、立冬之一交一 ，冷静之时，其墙上自然爆出此种，如淮北砖墙生焰硝样。
刮取下来，名曰黄矾，染家用之。
金色淡者涂炙，立成紫赤也。
其黄矾自外国来，打破，中有金丝者，名曰波斯矾，别是一种。
又山、陕烧取硫黄山上，其滓弃地，二三年后雨水浸淋，一精一液流入沟麓之中，自然结成皂矾。
取而货用，不假煎炼。
其中色佳者，人取以混石胆云。
石胆一名胆矾者，亦出晋、隰等州，乃山石穴中自结成者，故绿色带宝光。
烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也。
《本草》载矾虽五种，并未分别原委。
其昆仑矾状如黑泥，铁矾状如赤石脂者，皆西域产也。
○硫黄
凡硫黄，乃烧石承液而结就。
著书者误以焚石为矾石，逐有矾液之说。
然烧取硫黄，石半出特生白石，半出煤矿烧矾石，此矾液之说所由混也。
又言中国有一温一 泉处必有硫黄，今东海、广南产硫黄处又无一温一 泉，此因一温一 泉水气似硫黄，故意度言之也。
凡烧硫黄石，与煤矿石同形。
掘取其石，用煤炭饼包裹丛架，外筑土作炉。
炭与石皆载千斤于内，炉上用烧硫旧渣罨盖，中顶隆起，透一圆孔其中。
火力到时，孔内透出黄焰金光。
先教陶家烧一钵盂，其盂当中隆起，边弦卷成鱼袋样，覆于孔上。
石一精一感受火神，化出黄光飞走，遇盂掩住不能上飞，则化成汁液靠着盂底，其液流入弦袋之中，其弦又透小眼流入冷道灰槽小池，则凝结而成硫黄矣。
其炭煤矿石浇取皂矾者，当其黄光上走时，仍用此法掩盖以取硫黄。
得硫一斤则减去皂矾三十余斤，其矾一精一华已结硫黄，则枯滓逐为弃物。
凡火药，硫为纯一陽一，硝为纯一陰一，两一精一逼合，成声成变，此乾坤幻出神物也。
硫黄不产北狄，或产而不知炼取亦不可知。
至奇炮出于西洋与红夷，则东徂西数万里，皆产硫黄之地也。
其琉球土硫黄、广南水硫黄，皆误纪也。
○砒石
凡烧砒霜，质料似土而坚，似石而碎，穴土数尺而取之。
一江一 西信郡、河南信一陽一州皆有砒井，故名信石。
近则出产独盛衡一陽一，一厂有造至万钧者。
凡砒石井中，其上常有浊绿水，先绞水尽，然后下凿。
砒有红、白两种，各因所出原石色烧成。
凡烧砒，下鞠土窑，纳石其上，上砌曲突，以铁釜倒悬覆突口。
其下灼炭举火。
其烟气从曲突内熏贴釜上。
度其已贴一层厚结寸许，下复息火。
待前烟冷定，又举次火，熏贴如前。
一釜之内数层已满，然后提下，毁釜而取砒。
故今砒底有铁沙，即破釜滓也。
凡白砒止此一法。
红砒则分金炉内银铜脑气有闪成者。
凡烧砒时，立者必于上风十余丈外，下风所近，草木皆死。
烧砒之人经两载即改徙，否则须发尽落。
此物生人食过分厘立死。
然每岁千万金钱速售不滞者，以晋地菽麦必用拌种，且驱田中黄鼠害，宁、绍郡稻田必用蘸秧根，则丰收也。
不然火药与染铜需用能几何哉！
【译文】
宋子说：在水、火、木、金、土这五行之中，土是产生万物之根本。
从土中产生的众多物质之中，贵重的岂止有金属这一类呢！金属和火相互作用而熔融流动，这种功用真可以算是足够大的了。
但是石头经过烈火焚烧以后也都有它的功用，而且越来越奇特。
水会浸坏东西，凡是有空隙的地方，水都可以渗透，可以说水连一根头发大小的裂缝都不放过。
但是，有了石灰这一类填补缝隙的东西，用它来填补船缝就能确保大船安全漂洋过海，用来砌砖筑城也能使城墙坚固。
这种宝物，并不需要经过长途跋涉的艰苦努力就能得到。
因此，大概没有什么东西比烧石的功用更大的了。
至于矾能呈现出五色的形态，硫能够成为群石的主将，这些也都是从烈火中变化生成的。
炼丹术可以说是最巧妙的了，然而，尽管炼丹术士唇焦舌烂地吹嘘，又怎能比得上自然力的万分之一呢！
石灰
凡是石灰都是由石灰石经过烈火煅烧而成的。
石灰一旦成形之后，即便遇到水也永远不会变坏。
多少船只，多少墙壁，凡是需要填隙防水的，一定要用到它。
方圆百里之间，必定会有可供煅烧石灰的石头。
这种石灰石以青色的为最好，黄白色的则差些。
石灰石一般埋在地下二三尺，可以挖取进行煅烧，但表面已经风化的石灰石就不能用了。
煅烧石灰的燃料，用煤的约占十分之九，用柴火或者炭的约占十分之一。
先把煤掺和泥做成煤饼，然后一层煤饼一层石相间着堆砌，底下铺柴引燃煅烧。
质量最好的叫做矿灰，最差的叫做窑滓灰。
火候足后，石头就会变脆。
放在空气中会慢慢风化成粉末。
着急用的时候洒上水，也会自动散开。
石灰的用途有很多，它能与桐油、鱼油调拌后同时加上舂烂的厚绢、细罗，则可以用来塞补船缝；用来砌墙时，则要先筛去石块，再用水调匀黏合；用来砌砖铺地面时，则仍用油灰；用来粉刷或者涂抹墙壁时，则要先将石灰水澄清，再加入纸筋，然后涂抹；用来造坟墓或者建蓄水池时，则是一份石灰加两份河沙和黄泥，再用粳糯米饭和猕猴桃汁拌匀，不必夯打便很坚固，永远不会损坏，这就叫做三和土（按原文称谓）。
此外，石灰还可以用于染色业和造纸业等方面，用途繁多而难以一一列举。
大体上说，在一温一 州、台州、福州、广州一带，沿海的石头如果不能用来煅烧石灰，可以寻找天然的牡蛎壳来代替它。
蛎灰
海滨一些背靠石山面临海水的地方，由于成质的海浪长期冲击，生长出一种蛎房，福建一带称为“蚝房”。
经过长时间积累而形成的这种蚝房可以达到几丈高、几亩宽，外形高低不平，如同假石山一样。
一些蛤蜊一类的生物被冲入像岩石似的蛎房里面，经过长久消化就变成了肉一团一 ，名叫“蛎黄”，味道非常珍美。
煅烧蛎灰的人，拿着椎和凿子，涉水将蛎房凿取下来（药房销一售的牡蛎就是这种碎块儿），去肉后，将蛎壳和煤饼堆砌在一起煅烧，方法与烧石灰的方法相同。
凡是砌城墙、桥梁等工程，将蛎灰调和桐油造船，功用都与石灰相同。
有人误以为蚬灰（即蛤蜊粉）是牡蛎灰，是因为没有考察客观事物的缘故。
煤炭
煤炭各地都有出产，供冶金和烧石之用。
南方不生长草木的秃山底下便有煤，北方却不一定是这样。
煤大致有三种：明煤、碎煤和末煤。
明煤块头大，有的像米斗那样大，产于河北、山东、陕西及山西。
明煤不必用风箱鼓风，只需加入少量木炭引燃，便能日夜炽烈地燃烧。
明煤的碎屑，则可以用干净的黄土调水做成煤饼来烧。
碎煤有两种，多产于一江一 苏、安徽和湖北等地区。
碎煤燃烧时，火焰高的叫做饭炭，用来煮饭；火焰平的叫做铁炭，用于冶炼。
碎煤先用水浇湿，入炉后再鼓风才能烧红，以后只要不断添煤，便可继续燃烧。
末煤呈粉状的叫做自来风，用泥水调成饼状，放入炉内，点燃之后，便和明煤一样，日夜燃烧不会熄灭。
末煤有的用来烧火做饭，有的用来炼铜、熔化矿石及升炼朱砂。
至于烧制石灰、矾或者硫，上述三种煤都可使用。
采煤经验多的人，从地面上的土质情况就能判断地下是不是有煤，然后再往下挖掘，挖到五丈深左右才能得到煤。
煤层出现时，毒气冒出能伤人。
一种方法是将大竹筒的中节凿通，削尖竹筒末端，插入煤层，毒气便通过竹筒往上空排出，人就可以下去用大锄挖煤了。
井下发现煤层向四方延伸，人就可以横打巷道进行挖取。
巷道要用木板支护，以防崩塌伤人。
煤层挖完以后，如果用土把井填实，二三十年后，煤又会重生，取之不尽。
煤层底板或者围岩中有一种石卵，当地人叫做铜炭，可以用来烧取皂矾和硫黄（在下文详述）。
只能用来烧取硫黄的铜炭，气味特别臭，叫做臭煤，在北京的房山、固安与湖北的荆州等地有时还可以采到。
煤炭燃烧的时候，煤质全部烧完，不会留下灰烬，这是自然界中介于金属与土石之间的特殊品种。
煤不产于草木茂盛的地方，可见自然界安排得十分巧妙。
如果说煤在炊事方面还有不足之处的话，那它仅仅是不适合用于做豆腐而已（用煤炉煮豆浆，结成的豆腐会有焦苦味）。
矾石白矾
明矾是由矾石烧制而成的。
白矾到处都有，出产最多的是山西的晋州和安徽的无为州等地，它的价钱十分便宜，同寒水石的价钱差不多。
然而，当水煮开之后，将明矾放入沸水中溶化并用它来染东西时，它就能够固结在所染物品的表面，使其他的水分永不渗入。
所以，制蜜饯、染画纸、染红纸都要用到明矾。
此外，用干燥的明矾粉末撒在患处，能治疗流出臭水的湿疹和疱疮等病症，因此也是皮肤科急需的药品。
烧制明矾时，先挖取矾石，用煤饼逐层垒积再行烧炼，烧制的方法与烧石灰大体相同。
等到火候烧足的时候，让它自然冷却，再放入水中进行溶解。
再将水溶液煮沸，当看见有一些俗名叫做“蝴蝶矾”的东西飞溅出来之时，明矾便可算制成功了。
煮浓之后，要装入缸内澄清。
上面凝结的一层，颜色非常洁白，叫做吊矾；沉淀在缸底的叫做缸矾；质地轻如棉絮的叫做柳絮矾。
溶液蒸发干之后，剩下的便是雪白的巴石。
经方药家煅制后用来当做药的，叫做枯矾。
青矾 红矾 黄矾 胆矾
皂矾、红矾、黄矾，都是由同一物质变化而来，性质却各不相同。
先收取五百斤煤炭外层的矿石子（俗名“铜炭”）放入炉内，将一千多斤煤饼（不必鼓风就能燃烧的那种煤粉，因此名叫“自来风”）放在铜炭周围并包住这些矿石。
在锅炉外修筑一个土墙绕圈围着，在炉顶留出一个圆孔，孔径好像茶碗口大，让火焰能够从炉孔中透出，炉孔旁边用矾渣盖严实（不知是从什么时候开始有的矾渣。
奇妙的是，凡是起新炉子，不用旧渣掩住炉孔就会烧不成功），然后从炉底发火，大概估计这炉火要连续烧十天才能熄灭。
燃烧时炉孔眼不时会有金色光焰冒出来（后文将详细叙述具体如何取硫），煅烧十天以后，等待矾石都冷却了这才取出。
其中半酥碎的另外挑出，名叫“时矾”，用来煎炼红矾。
将矿灰样的一精一华部分放进缸里，用水浸泡约六个小时，把它过滤后再放入锅中煎炼，要将十石水熬成一石水，这才说明火候够足。
等水快干时，上层结成的是优质的皂矾，下层便是矾渣了（下一炉用另外一只孔）。
这种皂矾是印染业所必需的原料，整个中国制矾的也不外五六家。
大概每五百斤石料可以炼出二百斤皂矾来。
另外挑出的“时矾”（俗名又叫“鸡屎矾”），每斤加进黄土四两，再入罐熬炼，便成红矾了。
泥水工和油漆工经常用到这两种矾。
至于黄矾的出现就更加奇异了。
在每年春夏炼皂矾时，炉旁的土墙因为吸附了矾的蒸气，到了霜降与立冬相一交一 的季节，土墙干冷，矾便析出来就好像淮北的砖墙上生出火硝一样，刮取下来，便是黄矾了，染坊经常会用到它。
如果金色太淡了，把黄矾涂上去放在火上一烤，立刻就会变成紫赤色。
此外，还有外国运来的黄矾，打破以后中间会现出金丝来，名叫波斯矾，这是另外一个品种。
山西、陕西等地烧硫黄的山上，随地丢弃废渣两三年后，其中的矾质经过雨水的淋洗溶解后流到山沟里，经过蒸发也能结成皂矾。
这种皂矾，取用或拿去出一售时就不必再炼了，其中色泽美丽的，听说还可以用来冒充石胆。
石胆又叫做胆矾，产自陕西省隰县等地。
胆矾是在山崖洞穴中自然结晶的，因此它的绿色具有宝石般的光泽。
将烧红的铁器淬入胆矾水中，铁器会立刻现出黄铜的颜色。
明朝李时珍的《本草纲目》中虽然记载了矾有五类，但并没有区别它们的来源和关系。
昆仑矾好像黑泥，铁矾好像赤石脂，都是西北出产的。
硫黄
硫黄是由烧炼矿石时得到的液体经过冷却后凝结而成的，过去的著书者误以为硫黄都是煅烧矾石而取得的，就把它叫做矾液。
事实上，煅烧硫黄的原料，有的是来自当地特产的白石，有的是来自煤矿的煅烧矾石，矾液的说法就是这样混杂进来的。
又有人说中国凡是有一温一 泉的地方就一定会有硫黄，可是，东南沿海一带出产硫黄的地方并没有一温一 泉，这可能是因为一温一 泉的气味很像硫黄而猜想到的吧。
烧取硫黄的矿石与煤矿石的形状相同。
煅烧硫黄的大致步骤是：先用煤饼包裹矿石并堆垒起来，外面用泥土夯实并建造熔炉。
每炉的石料和煤饼都有千斤左右，炉上用烧硫黄的旧渣掩盖，炉顶中间要隆起，空出一个圆孔。
燃烧到一定程度，炉孔内便会有金黄色的气体冒出。
预先请陶工烧制一个中部隆起的盂钵，盂钵边缘往内卷成像鱼膘状的凹槽，烧硫黄时，将盂钵覆盖在炉孔上。
硫黄的黄色蒸气沿着炉孔上升，被盂钵挡住而不能跑掉，于是便冷凝成液体，沿着盂钵的内壁流入凹槽，又透过小眼沿着冷却管道流进小池子，最终凝结而变成固体硫黄。
用含煤黄铁矿烧取皂矾，当黄色的蒸气上升时，也可以用这种方法收取硫黄。
得硫一斤，就要减收皂矾三十多斤，因为皂矾的一精一华都已经转化为硫了，剩下的枯渣便成了废物。
火药的主要原料是硫黄和硝石，硫黄是纯一陽一，硝石是纯一陰一，两种物质相互作用能引起爆炸，产生巨大的声响，这真是自然界变化出来的奇物。
北方少数民族居住的地方不出产硫黄，或者也有可能是有硫黄出产而不会炼取。
新式槍炮出现在西洋与荷兰，这说明由东往西数万里，都有出产硫黄的地方。
但是所谓琉球的土硫黄、广东南部的水硫黄，却都是一种错误的记载。
砒石
烧砒霜的原料好像泥土却又比泥土硬实，类似石头但又比石头坚脆，向下掘土几尺就能够获取到。
一江一 西信郡（今天的上饶地区）、河南信一陽一一带都有砒井，因此砒石又名信石。
近来生产砒霜最多的则是湖南衡一陽一，一间工厂的年产量，能有达到上万斤的。
砒井中，常常积有绿色的浊水，开采时要先将水除尽，然后再往下凿取。
砒霜有红、白两种，各由原来的红、白色砒石烧制而成。
烧制砒霜的时候，先在下面挖个土窑堆放砒石，在上面砌个弯曲的烟囱，然后把铁锅倒过来覆盖在烟囱口上。
在窑下引火焙烧，烟便从烟囱内上升，熏贴在锅的内壁上。
估计累计达到约有一寸厚时就熄灭炉火，等烟气已经冷却，便再次起火燃烧。
这样反复几次，一直到锅内贴满砒霜为止，才把锅拿下来，打碎锅而剥取砒霜。
因此接近锅底的砒霜常留有铁渣，那是锅的碎屑。
白砒霜的制作方法只有这一种，至于红砒霜，则还有在冶炼含砷的银铜矿石时，由分金炉内析出的蒸气冷结而成的。
烧制砒霜时，操作者必须站在风向上方十多丈远的地方。
风向下方所触及的地方，草木都会死去。
所以烧砒霜的人两年后一定要改行，否则就会须发全部脱光。
砒霜有剧毒，人只要吃一点点就会立即死亡。
然而，每年却都有价值千百万的砒霜畅销无阻，这是因为山西等地乡民都要用它来给豆和麦子拌种，而且还用它来驱除田中的鼠害；浙一江一 宁波绍兴一带，也有用砒霜来蘸秧根而使水稻获得丰收的。
不然的话，如果砒霜仅仅是用于火药和炼铜方面，那又能用得了多少呢！