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铜和锡需要从地层沉积的矿石里提取，而与金、银等矿物质以及煤炭、石油等有机物质一样，这些矿石并非均匀地分布在地表。它们的形成，也是构成大洋和大陆的宏大地质过程所造成的结果。正如一些地区有煤炭和石油的沉积一样，在另一些地区也有铜和锡的沉积。[2]中国相互作用圈所在的位置之下恰好拥有大量的铜矿和锡矿。没有这些矿藏或对它们的挖掘，这里的人们就不可能发明青铜器，后来的中华“文明”很可能也就不会这样向前发展了。
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中国青铜工业的发展有别于世界其他地区，部分是由于好运气（大量的矿藏），部分也是由于中国国家的发展提供了大量非农劳动力来从事这项工作。此外，当时已很先进且复杂的陶瓷工业也提供了很多专业人员，他们熟悉黏土容器加热和成型的一般原则，知道将金属加热熔融后更容易铸造成他们熟悉的各种形态。经过这样的一系列工序，中国青铜器就通过铸造而非捶打的方式制造出来了。由于铜和锡的充裕供应，中国当时生产了大量的青铜礼器、武器和工具。考古学者罗伯特·巴格利（Robert Bagley）注意到，铸造会对社会产生显著的影响：“相较于捶打而言，铸造更能鼓励劳动分工，对于那些规模仅受限于资源和统治者要求的工场而言，铸造也更有利于引入高效的组织管理。”[3]
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正如富兰克林（Ursula Franklin）所总结的：“在早期中国的背景下，青铜的制造规模和它精美的工艺一样令人叹为观止。如此高水平的青铜工艺需要一个重要的先决条件，即组织严密的大规模开采和冶炼工业。在我看来，没有一个数量庞大的强制劳动力群体是不可能支撑起这个工业的，其数量甚至要远远大于真正从事青铜器制造的劳动力数量。”[4]我们将看到，商朝社会秩序的特征之一就是有大量的非自由劳动力，他们或者被迫务农，或者从事采矿和冶炼这样令人不快而危险的工作。
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最初，青铜产业的规模很小，但到公元前1500年时，已经有规模达到三个橄榄球场面积（1万平方米）的大型铸造场在日夜忙碌了。这些大型铸造场分布在现在的洛阳周边以及更南面长江支流上的江西省新干县，很可能还有其他地区，但考古证据暂未发现。[5]在世界其他产生青铜铸造技术的地区，这种铸造厂或者只临近铜矿，或者只位于锡矿附近，这就需要长距离的贸易输送。就我所知，对中国的金属制造工人来说，这两种矿石供应都很充足，不过仍然很有可能是属于不同的方国，因此发生战争的一个重要原因，很可能就是某些政权出于战略需要希望能够同时控制两种矿藏而无须再通过贸易获得矿石。在商朝晚期约公元前1200年时，铜和锡甚至可能是从数千英里以外的地方运到都城安阳的。[6]
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公元前1500—公元前500年生产的青铜器数量相当惊人，巴格利将之命名为“中国青铜时代”毫不为过。在过去的一个世纪中，出土了大量用于贮存、准备或盛放饮食——很可能是用于礼仪场合——的青铜器。其中，约公元前1200年铸造的后母戊鼎重达875公斤（将近1吨），而公元前5世纪的曾侯乙墓中更随葬了多达10吨的青铜器件。[7]
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中国的青铜器铸造技术需要大量的金属原料，其中很多都在制作过程中浪费掉了。铜和锡矿石的充足供应使得中国的青铜时代迥异于世界其他国家，尤其是近东地区，这些地区由于金属原料异常珍贵，青铜器都是通过捶打成型而避免有所损失。巨大的青铜制造量也意味着中国当时必然拥有规模宏大的采矿业和运输业，将加工过的矿石不断运往位于城市里的铸造场。
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商朝的青铜铸造因此也焚烧了大量木材用以开矿、冶炼和铸造。由于铜和锡需要从遥远的矿山运抵都城，矿石都需要先经过选炼并分成不同等级再予以运输，毫无疑问，这些矿山首先对周遭的环境造成了重大影响。随着后几个世纪冶铁业的发展，这些金属制造业的生产逐渐开始受限于当地木材的供应：当森林被耗尽时，这个矿山也就会被遗弃。铜和锡运抵都城的铸造场之后，还需要更多的木材来提炼熔合成为青铜坯料，以便于最后的铸造。在此过程中到底需要多少木材不得而知，不过当铸造场里的熔炉开启时，当地的空气质量无疑是恶化的。附近的森林是否提供了充足的材料？商的都城一再迁址是否跟周围森林的减少有关？或者，随意处置的工业和生活废弃物是否污染了水源？面对这些问题，我们同样没有答案。
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巴格利认为，大量青铜器铭文重构起的记录表明：“城市社会在（公元前）第二个千年的前半期开始在黄河中游地区兴起。大约（公元前）1500年时，一个重要的政权（商）建立起来并不断向外扩张和——也许只是短暂地——占领了大片土地；而到（公元前）1300年时，（商）可能是迫于边境上新势力的兴起而有所退却。在此之后的数百年，几个政权之间互动形成的关系网构成了中国文明。”[8]这些互动，无论是和平的贸易、迁徙、结盟，还是暴力的战争，都共同创造和分享了它们的文化元素，例如青铜技术、等级制社会结构——由中心城市、军队和被强制从事制造业和农业的劳动者所构成的国家。这些国家的建立和它们之间的相互作用无疑增加了对资源和能源的需求，也加大了人们对中国环境的影响。
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青铜时代的商朝，公元前1500—公元前1046年
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有清晰的证据表明，商，这个后来在华北平原的相互作用圈里处于中心地位的早期政权，具有广袤的领土和稠密的人口。它的统治者坐镇宏伟的都城，管理乡野并组织对外作战。在一处约公元前1500年的早期遗址（二里头，靠近今天的洛阳）上发掘的一座房屋地基边长超过了100米，显示了其宏大的建筑结构，这很有可能是宫殿的遗迹。[9]“如果这是用来举行仪式的大厅，”巴格利设想，“那么它将可同时容纳数千听众。”[10]公元前1500—公元前1300年的另一处稍晚遗址（二里岗，位于郑州附近）规模更大，面积达到25平方公里，有将近7公里长的城墙，夯土基址宽60英尺，高30英尺，各段长达2 385英尺。按照保罗·惠特利（Paul Wheatley）的估计，这需要1万名劳动力花18年的时间才能完成。[11]
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可见，商朝人是城市和城墙的建筑家，他们建于今洛阳和郑州附近的几个都城均规模可观，居民达到数万甚至十万，其中包括王室成员、祭司和武士，还有大量从事青铜铸造、陶瓷和军需物资制造的劳动者。这些城市并不是因中国北方广大村民之间的频繁交易而产生的，而是建在统治集团所选定的特殊地理位置上，并由高大的城墙所包围。城墙由夯土筑成，即利用木制模板将混合的石块和泥土压制成合适的尺寸，然后垒砌到需要的高度。这些城墙是防御性的，用来抵御其他国家的战争侵略，而不是为了防备周围森林里的象和虎。在邻近的国家里有多少这样的城市不得而知，不过从后来文献中提到的“万邦”来看，应不在少数。这个数字显然是修饰性的，但也表明当时有相当数量的国家，其组织结构与商类似。张光直称在商的记载中与之有过联系的、有确切名字的国家达到了33个。[12]
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1.安阳
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在所有关于商的考古发现中，规模最为宏伟的当属公元前1200年前后的安阳城。在安阳发掘出的证据表明，这是一个高度等级化的城市社会，有一个结合紧密的统治集团，有大量的工匠以及高效的农业，他们的青铜器不仅用于礼仪或烹煮，还用于军事，其中有熟练弓箭手用的弓和数匹马拉的战车或运输车，另外最重要的是，他们还拥有相互之间或与祖先和神灵之间交流的文字系统。在商建都安阳的时候，它已经是一个成熟的国家了，其中很多元素构成了日后中国组织社会经济及与自然环境互动方式的重要特征。
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安阳还因出土了大量文字史料而闻名，从这些文字中，我们了解到了很多当时的人物、事件及其动因。这些文字史料都刻在“甲骨”上（参见图2-1），商王的占卜师用这些甲骨向未来寻求一些启示——例如，王应不应该去打猎，孩子出生能否顺利，是否要亲征，另外还有很多是贞问农事（收成、开荒等等）或战争，而得到的启示则显示在烧热的骨头或龟壳的裂纹上。
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因为在安阳出土整理的甲骨文字达到了约1 000个，并且这些文字已相当完善，考古学家推测文字书写系统应早已发展，只不过因为媒介可能是草、竹或其他易腐烂降解的材质才没有留存下来。骨质的稳定性令20万片甲骨和刻在上面的文字得以幸存，其中已有4.8万片得到了学者的研究。随着1920年代甲骨的大量发掘，大部分的甲骨文已经被破译，部分原因是语言学家发现，甲骨文就是中国沿用了三千多年的汉字系统的早期形式。[13]
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2.商朝的社会组织
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考古和文字记录显示安阳作为商的都城，前后经历了九个王，始于约公元前1200年的武丁，终于一百五十年之后中国北方另一个竞争对手周的征服。安阳城很大，面积达到15～24平方公里，不过很可能并没有城墙。城市中央是王宫、庙宇和祭坛，周围围绕着青铜、陶瓷、玉器和武器的制造场所。再远处则是一些半地下的小型房屋，很可能是工人和士兵的居所。在它们的另一边则是墓葬，其中大部分隶属于王室。城外是一些农田环绕的村落，还有王室的庄苑。在商的政治和军事直接控制范围（介于10～50英里）之外就是敌对的其他政权了。
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商的社会非常复杂，等级分明。王代表了王室世袭的血统，从约公元前1200年的武丁上溯至约公元前1500年共有16代君王。这些先祖受到后人的礼祀，后人也定期通过占卜来询问他们的意见和喜好。王室包括了王的儿子们以及以他们为首的宗族谱系，还有血缘关系更远一些拥有自己谱系的宗族。另外一些与王室没有血缘关系的权势家族也有自己的谱系，他们率领自己的士兵为王征战疆场，并获准铸造有他们宗族标志的青铜器。还有约120名神职人员，他们虽然与王室关联，但不能自行举行祭祀仪式。都城之外分布的则是次等的官员和首领，他们很多都要征召和亲自率领士兵为王征战。更外围的首领们则主要通过进贡物品来表示效忠，大部分贡品是用于占卜的龟甲和牛肩胛骨，他们的初次受封在时空上与商王越远，似乎也越具有独立性。
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商王非常关注农业的各个方面，经常占卜贞问合适的收获时间，规划开荒种植，视察农田和农人的劳动等等。农作物包括两种稷以及水稻和桑树——这是“蚕的首要食物，甲骨文中详细记录了桑树、蚕和丝的特征”。考古发现的丝制品遗存表明到商代时，养蚕早已是中国农业系统的一个重要组成部分了。[14]显然，王的这些财产是用来供给王室、统治集团、铸造工人和其他工匠、军官以及专职军队的。王还亲自率众打猎，不仅为统治集团提供了丰富的肉食，而且也相当于军事训练。火的使用不仅驱动了狩猎者的游戏，还为耕作提供了更多的土地。
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3.野牛的驯化和灭绝
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如前所述，我们之所以能够了解商代的社会、政治、经济组织及其对华北环境的影响，部分原因就在于甲骨文。最近，研究人员一直在用新的DNA技术“解读”这些甲骨。这些DNA分析向我们讲述了一个公元前1900年前后华北地区牛类种群的有趣故事——包括可能源自近东的驯化黄牛（Bos taurus）、本土的野生原牛（Bos primigenius）和野生水牛（Bubalus mephistopheles）——所有这些牛种的肩胛骨都曾被用于商代的占卜，如今又都被现代研究者用于恢复和分析保存下来的古代DNA。这些DNA分析表明，本土野生原牛和野生水牛都已经灭绝，不过灭绝的时间和原因尚不清楚。研究人员指出，驯化牛和野生牛之间的杂交可能是自发的，也可能是通过人类干预而实现的。[15]但很难想象本土野生原牛和野生水牛的灭绝也是自然过程的结果，更有可能是由于商朝时期人类活动的影响，驯化牛才在栖息地和食物的竞争中战胜了野生牛。
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4.食物
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农耕的目的，自然是为了提高食品供应量，不仅要保证人类生存，还要使得人口数量不断增加。因此，对食品的需求量总是大于维持现有人口所需要的量。稷或稻本身并不是“食物”，它们还需要经过一系列的加工处理才能成为即使不可口但也能入口的食品和饮料。
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稷和稻都会被烹煮成一种粥状的主食，对贵族来说，还会加入切碎成能“一口吃下”的肉或鱼，此外还有盐和醋等调料以及各种豆类（公元前1000年大豆在食物中已变得很重要了）。我们对贵族的饮食了解比平民要多，因为贵族经常会将各种仪式和节日宴会场合的饮食记录下来。
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《楚辞·招魂》就为我们提供了一些线索。在这篇文章中，作者用尽各种美食来吸引那个深受其爱戴的人魂魄归来。在他所列举的食物中，既有家养的，也有狩猎采集来的——稻米、高粱、稷、盐、“臑若芳些”的牛腱、炖甲鱼、煲野鸭，还有玉液琼浆。[16]
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