引言
我國是世界上較早發現煤和使用煤的國家，至遲在新石器時代，我國就已認識到了煤的可雕刻性，用煤玉（也叫煤精，是一種質地緻密堅硬的煤）來雕刻成各種裝飾藝術品。近年，遼寧瀋陽市新樂遺址中出土了四十六件煤玉雕刻品，其原料就是採自今撫順西部煤田［1］。陝西寶雞也出土了一批西周時期的煤玉雕刻物［2］。
而就認識煤的可燃性功能來說，我國差不多從兩漢時就已知道了以煤作燃料。對兩漢時河南古滎鎮冶鐵遺址的發掘，“發現有一座窯的火池中發現煤渣和煤餅，可能用煤作燃料”。［3］在河南鞏縣鐵生溝兩漢冶鐵遺址中也發現了原煤塊、煤餅、煤渣［4］。從古文獻方面說，《水經注》引《釋氏兩域記》說：“屈茨北二百里有山，夜則火光，晝日但煙，人取此山石炭，冶此山鐵”（石炭即煤炭）［5］。《後漢書》劉昭注引《豫章記》曰：“縣有葛鄉，有石炭二頃，可燃以爨”［6］而關於此時期我國用煤的記載還有一些，因本文討論的重點不在此，故不具錄，上引二書均已佚。《釋氏西域記》據梁啟超、岑仲勉考證為東晉釋道安所著［7］。《豫章記》則為南朝劉宋人雷次宗所撰［8］。若僅以上述兩書的成書年代來計，則我國至遲在兩晉、南北朝初期就已有了以煤鍊鐵和炊事的明確記載。可是，在此之後直至宋代的這數百年裡，有關我國用煤的文獻記載一直很少。至於考古研究方而，則除了發現兩漢冶鐵用煤的遺址外，從兩漢以後到宋以前這段時期中均未發現其它與煤炭有關的遺蹟。當然，將來利用考古和古文獻，我們肯定還會發現一些此時期、或是更早一些時期我國用煤的情況。但是，我們可以說，宋代已是我國廣泛應用煤炭的時代則是沒有疑問的。為什麼我國在公元前後就已知道用煤作燃料，而要等到十世紀後半葉以後的宋代，社會生產領域才開始廣泛用煤？這是本文所將探討的問題之一。本文主要是對我國北宋時期的炭煤生產及其應用狀況從面上到點上的分析與研究。
一、傳統燃料的危機
木柴、木炭是人類古代數千年乃至數十萬年來的傳統燃料，它們源於地球上的森林資源。樹木雖可再植，但不為古人所重。並且人工植樹也遠遠趕不上人類亂砍亂伐的速度。最初，當聚落周圍平地林木被伐盡時，人們的砍伐會推向遠處、或山谷；而當這種中程砍伐也成問題時，就只有進行跨地區的遠端砍伐，甚至是到最邊遠的山區。我國到了宋代，森林資源更為減少。當時沈括曾為此而浩嘆：“今齊、魯間松林盡矣，漸至太行、京西、江南，松山太半皆童矣”［9］。就是最高統治者也感到了“伐材採木、山谷漸深，輦致勞苦”的艱難，而下詔“宜檢約之”［10］。林木資源的減少勢必也影響到宋代的燃料使用。史載：“河朔、山東養蠶之利，逾於稼穡。村人寒月盜伐桑枝以為柴薪，為害甚大”［11］。黃河流域的蠶桑事業自北宋以後開始衰落，看來同這種挖肉補瘡的蠢事分不開。而這種伐桑棗為柴薪的現象還在北宋開國之初就很嚴重，因此，太祖建隆三年就有“禁民伐桑棗為薪”之詔［12］。並且對犯此禁者懲處很重，《續資治通鑑長編》說：“祖宗時重盜剝桑柘之禁，枯者以尺計，積四十二尺為一功，三功以上抵死”［13］。儘管朝廷量刑很重，但往往“每有敗獲，估贓不多，薄刑不足以戒。欲禁系以苦之，則憚於囚眾”［14］。顯然，伐桑、棗為薪的人實在太多，而有囚滿為患、法不制眾之勢，官府才會有“憚於囚眾”之懼。甚至軍隊中也出現“輒入村落伐桑棗為薪”的現象”［15］。到後來，有人就乾脆“歲伐桑、棗鬻而為薪”［16］。桑、棗樹作為柴薪也進入了市場，足見這一違禁現象不僅廣泛，而且是公開化了。它不僅反映了北宋時北方地區傳統燃料危機的嚴重，而且也促成了這一地區蠶桑事業的衰落，而不得不被後起的南方蠶桑業所代替。從“河北難得薪柴”［17］的記載來看，河北路是北宋木柴危機最為嚴重的地區。
除了伐桑棗為薪外，最使北宋政府感到頭疼的另一個問題，就是所謂先聖先賢的靈蹟、廟祠以及歷代帝王、功臣的陵墓區的林木不斷被人樵採為薪。對此，北宋王朝屢有禁令。如宋太祖時有“先賢邱壠並禁樵採”［18］之令。真宗時詔：“歷代帝王陵寢申禁樵採，犯者所在官司並論其罪”［19］。而象這樣的禁令，僅據《續資治通鑑長編》統計，太祖時就有四個，真宗時又有十個［20］。儘管政府一再三令五申，終不能禁止。熙寧十年時，“（唐太宗）昭陵，木已翦伐無遺。熙寧令：前代帝王陵寢並禁樵採”［21］。因為人的生存不能缺少燃料。所以，宋人為了找到燃料，也就什麼都不顧忌了。
而在南方，由於經濟開發的時間要比北方晚得多，傳統燃料的取給狀況到宋代也要比北方好得多。只是到了北宋末期與南宋政權建立時，個別地方才出現了燃料危機問題。如：“今駐蹕吳、越，山林之廣，不足以供樵蘇。雖佳花美竹，墳墓之松楸。歲月之間，盡成赤地。根枿之微。斫撅皆遍，芽櫱無復可生。思石炭之利而不可得”。［22］這是宋高宗南逃時，長江三角洲地區燃料危機的景象，也不亞於北方多少。不但山林有伐盡之勢，而且佳花、美竹、鎮墓之樹也被砍伐到了掘底刨根的地步，草木連再生的機會也蕩然失盡。這裡，佳花、美竹的觀賞價值，對於困於燃料危機絕境中的人來說，已遠遠不如將它們直接送入灶膛更有價值。而至於伐桑、棗為薪，樵採風景名勝區的林木又何足惜哉！
在這場危機中，缺薪之嚴重，莫過於北宋京城開封。上百萬之眾集中在一個聚居點上，燃料的供應本來就是個問題，而又處在木柴危機的年代，其生活、生產用能問題就更為突出。儘管北宋王朝從開國起就經常對運進開封的柴草、薪、炭給以免稅優待［23］，以期增加開封之燃料來源。然而，綆短汲深、鞭長莫及。終北宋時期，開封的燃料緊缺狀況未得緩和。大中祥符五年冬天，“民間乏炭，其價甚貴，每秤可及二百文。雖開封府不住條約，其如販夫求利，唯務增長”［24］。為賑濟寒凍之中的居民，“三司出炭四十萬減半價鬻與貧民”［25］。雪中見炭的市民們奮而擠購，終於造成了“擁並至有踐死者”［26］的慘重傷亡事件。此後幾年，三司不得不仿常平倉之制，“於年支外，別計度五十萬秤般載赴京，以備濟民”［27］。大中祥符八年，“三司以炭十萬秤減價出賣以濟貧民”，“自是畜藏薪、炭之家無以邀致厚利而小民獲濟焉”［28］，開封的燃料緊缺似乎有所減緩。可是，好景不長，慶曆四年正月，“京城積雪，民多凍餒，其令三司置場減價出米穀、薪炭以濟之”［29］。而嘉祐三年冬天至次年春，可算開封缺薪年代中最為可怕的一年。史載：“自去年雨雪不止，民飢寒死道路甚眾”；“今自立春以來，陰寒雨雪，小民失業，坊市寂寥，寒凍之人，死損不少，薪炭、食物，其價倍增”；“有投井、投河，不死之人皆稱因為貧寒，自求死所，今日有一婦女，凍死其夫，尋亦自縊，竊惟里巷之中，失所之人，何可勝數”［30］。面對這觸目驚心的慘象，仁宗皇帝也不能不節食減膳，以示“畏天憂民”之心，宋代年節中最為盛大、熱鬧的元宵燈會在這雪虐風饕，腥風慘慘之中也只好暫告停止［31］。元符元年冬，開封“市中石炭價高，冬寒細民不給。詔專委吳居厚措置出賣在京石炭”［32］。在這場傳統燃料的危機中，石炭給北宋後期開封的燃料使用確乎帶來了不少轉機。難怪南宋人莊綽說：“昔汴都數百萬家，盡仰石炭”［33］。不過，終北宋一世，缺薪的陰影始終籠罩著開封。北宋末年，戶部猶言：“京邑之大，生齒繁眾，薪、炭之用，民所甚急，”“嚴冬祈寒有足慮者”［34］。
以上是民間的情況，而官府手工業憑藉著政治的保障，按理不會存在缺薪的問題。可是，鹹平六年，戶部也不得不請示皇帝：“東、西窯務缺柴薪，乞置場收市”［35］。然而，京城本來就缺柴薪，若官再收買，勢必更加深這一危機。所以，真宗皇帝只得“令省司別作計度”而已。［36］其後四年，也就“廢東、西窯務，以薪蒸分給諸班直、諸軍”［37］。就銅錢監來說，“饒州官市薪炭不能給，鼓鑄分於池州”［38］。鐵錢監方面，“嘉、鄧以率買鐵、炭為擾，自嘉祐四年停鑄十年”［39］。大概就是因為鄧州木柴越來越少，這裡的人才發明了燒巨竹成竹炭來鍊鐵［40］，以竹柴頂替告缺的木柴。
正由於木柴、木炭這一傳統燃料短缺的危機，才為煤炭在宋代的深入發掘、廣泛應用提供了時機和廣闊的市場。因此，早在兩漢時就已被我國用作鍊鐵燃料的煤炭，在長期未被重視以後，才得以在宋代重展新姿。
二、礦業開發與燃料
宋代是中國古代冶金手工業飛速發展的一個黃金時期。元豐元年，其銅產量高達一四，六○五，九六九斤［41］，幾乎是唐*元十五年銅產數的五十五倍［42］。宋代的貨幣鑄造額之高，也是中國封建社會獨一無二的。“國朝初，乎江南，歲鑄錢七萬貫，自後稍增廣，至天聖中，歲鑄一百餘萬貫，慶曆間至三百萬貫；熙寧六年以後，歲鑄銅、鐵錢六百餘萬貫”［43］。這樣高的鑄幣額前朝沒有，其後也沒有哪一個朝代能出其右。鐵產量，在治平年間達到了宋代的最高額，年產八，二四一，○○一斤［44］。幾近唐開元十五年的四倍［45］。這個產量，今天看來微不足道，但在手工操作的古代農業社會是很可觀的。
宋代也是中國製瓷業大放異彩的時代。經唐代奠基的瓷器生產，入宋始臻於大成，達到了爐火純青之境，瓷窯遍佈全國，其品種、產量及工藝均遠遠超越了唐代。各類精粗瓷器不僅滿足國內的需要，而且大量運銷海外，使瓷器在繼古代絲綢出口之後，一躍成為大宗出口商品。宋人也說當時外貿商船“貨多陶器”［46］。
值得注意的是，不論是冶金手工業的迅速發展，還是制瓷業的大踏步前進，都與燃料息息相關。沒有燃料，這些行業都會一無所成。在煤被普遍使用以前，冶金和制瓷手工業所消耗的燃料是傳統能源木柴木炭。而木材出木炭率大約是30%，按0.8號/1立米的材積比重來算，燒製一噸木炭約需四立方米多的木材。“古代每煉一噸生鐵耗用木炭可能要四、五噸左右或更多些”［47］。另有人估計要耗七噸木炭［48］。這裡姑且取其二者之中數，以煉一噸鐵耗木炭六噸計，假定治平年間的生鐵全以木炭來煉，那麼，一年煉生鐵（八百多萬斤，）將約耗十二萬多立方米的木材（換算中的重量是根據吳承洛《中國度量衡史》中宋代一斤等於五九六．八二克的比例來計的）。耗去這樣多的木材所得到的生鐵還只是初級產品，要把它們加工成各種器皿用具、武器、農具、鑄幣或鍊鋼，這種再溶煉，又將燒掉多少木炭。不言而喻，銅器和銅鑄幣的生產也同樣是如此。而根據明代鍊銅，“大率一籮可得銅一斤，以每秤銅一料用礦二百五十籮、炭七百擔、柴一千七百段”［49］比例估算，鍊銅消耗燃料數倍於鍊鐵。此外，陶瓷業、煮鹽業、釀酒業、金、銀、鉛、錫、礬礦冶業以及人們日常生活用能與各種木器的製作，建築用材、毀林開荒等等，一年耗用木材將以千百萬立方計。如從五十萬年前北京猿人學會用火算起，累計到宋代，所耗費的木材數將是一個驚人的天文數字，而這是以砍伐森林資源為背景的，以迄宋代，林木資源寥寥可數，而生產、生活所需能源孔急，終於形成了上述的傳統燃料危機。重新估價和廣泛開發、應用煤炭能源也就自然地落在宋人身上。而我國煤炭蘊藏資源豐廣，則提供了廣泛採用的有利條件。在煤田不易發現的地方，人們也會找到別的木柴代用品。如“蜀又有竹炭，燒巨竹為之，易燃無煙耐久，亦奇物。邛州出鐵，烹煉利於竹炭，皆用牛車載以人城”［50］。這是南宋初年陸放翁之見聞，可見竹炭之用，北宋時便已有之。
在尋找新的燃料能源的同時，宋人也開始注意到了節約能源的意義。在京畿路造酒業中，就有人發明了一種新型節能灶，曰連三灶。史稱：“畿內酒坊等處連三灶，歲省柴四十餘萬斤，推之陳留一縣，省三十二萬斤，約諸州歲省柴錢十六萬緡”［51］，可見這一新型節能灶的發明與推廣，確實節約了大批燃料。僅陳留一縣，一年便可省三十二萬斤柴，數目可觀。
就象下文要說到的那樣，宋代礦冶手工業的發展需要，必然要促進煤炭的廣泛使用；而煤炭的廣泛應用，又大大地推動了宋代礦冶業的發展。關於此，宋人蘇軾的《石炭詩》作了最好的說明。原詩解題雲：彭城舊無石炭。元豐元年十二月，始遣人訪獲於州之西南白土鎮之北，以冶鐵作兵，犀利勝常雲：
君不見前年雨雪行人斷，城中居民風裂肝。
溼薪半束抱衾裯，日暮敲門無處換。
豈料山中有遺寶，磊落如□萬車炭。
流膏迸液無人知，陣陣腥風自吹散。
根苗一發浩無際，萬人鼓舞千人看。
投泥潑水愈光明，爍玉流金見精悍。
南山慄林漸可息，北山頑鑛何勞鍛。
為君鑄作百鍊刀，要斬長鯨為萬段［52］。