中国镍白铜技术发明演变为“德国银”专利的历史考证

黄 超 梅 卓

中国镍白铜技术发明演变为“德国银”专利的历史考证

黄 超 梅 卓

通过对欧洲现存专利文本、科学实验及调查研究，证明在19世纪初西方曾利用中国古代冶金技术史上一项重要发明——镍白铜技术发明申请专利并获得保护，随后出现了“德国银”生产的兴起。西方近代史是资本主义萌芽、产生、确立的历史，也是专利制度建立的历史，在这一时期，中国科技、经济却从兴盛走向落后。西方曾经盗用中国技术并申请专利保护，故此应该让人们加强知识产权保护意识，保护自己民族的发明创造。

“德国银” 镍白铜 冶金史 专利 知识产权

引 言

原中国科技馆馆长、科技史专家王渝生教授认为，西方从14世纪欧洲文艺复兴、宗教改革以后，特别是16世纪科学革命引起工业革命之后，社会在近代科学的指引下，沿着资本主义生产方式飞速发展。此时的中国却还未从农业时代转向工业时代，其科学技术也随之开始落伍。换言之，中国近代科技的落伍与作为激励机制的专利制度的缺失有着密切关系，而西方社会科技大发展也在很大程度上得益于其专利制度的建立①王渝生：《学者访谈：从科技文明史看中国专利制度30年》，载《中国知识产权报》2011年。。

15世纪中期，威尼斯共和国颁布了世界上第一部专利法，其内容简单且带有浓厚的封建特权色彩，但这是现代专利制度之始祖。而学术界公认真正具有现代化特点的专利法，则是英国于16世纪20年代颁布的《垄断法》，被称为“现代专利法之始”②胡佐超著：《专利基础知识》，知识产权出版社2004年版，第13页。。在这段时期，地理大发现以及航海时代的到来，不仅使得西方世界能够通过海上交通的方式与东方直接联系，更深远地影响了资本主义的发展和近代科学技术的进步。这些新的变化同样改变了对技术认知的模式，技术在以产品的形式被转移的同时，越来越被视为追逐商业利益的有力工具，因此，以之为目的的技术被主动获取，开始成为技术转移的主要方式。

与此同时，近代西方资本主义一方面垂涎中国的疆土与物产，另一方面在中国全面开展科学考察活动，逐渐从沿海向内地深入考察中国古代的技术发明，为其国内的相关产业提供一手资料，进而便于相关产品的仿制、改进和商业化生产。随着西方专利制度的迅速发展，便有商人借机利用中国的技术发明进行专利注册，堂而皇之地冠以发明者之名，然后又将仿制品返销中国，导致相关产业在中国市场逐渐瓦解和消失。

然而，对于西方近代专利使用中国技术的例子，少有直接而又充分的证据证明之。本文在这方面进行了较为深入的研究，通过结合相关专利文本、史料及科学实验依据等多方面论据，证实中国古代一项原创技术发明在19世纪初已被西方专利制度吸收。这项原创技术发明就是近年来被著名科技史专家华觉明教授称为“中国古代的四十项重要发明”之一的镍白铜③华觉明：《中国古代究竟有哪几项大发明?》，载《自然科学史研究》2013年第4期，第427-435页。。

一、中国镍白铜与欧洲“德国银”专利

镍白铜是世界上最早出现并得到广泛应用的含镍合金，也是中国古代科技史上一项重要的独创技术发明。它一般指含镍且色泽银白的铜合金，中国古代镍白铜有两种，分别是铜镍二元合金和铜镍锌三元合金，后者就是著名的“云南白铜”或“云白铜”。据中国古代文献《华阳国志》记载，中国至迟可追溯到东晋时期已发明镍白铜；明清时期镍白铜得到大规模生产，成为当时应用最为广泛的金属材料之一；16世纪开始传入欧洲，随即被各国视为珍品，竞相仿制，从而推动了铜镍合金在欧洲的应用，对镍金属工业在欧洲的兴起产生了重大影响。

有关中国镍白铜历史的研究，始于20世纪20年代，美国著名学者劳费尔（Berthold Laufer）就已论及镍白铜的相关内容，至今已近百年；随后不断有国内外学者关注镍白铜历史的研究，包括勃宁（Alfred Bonnin）、王琎、张资珙、张子高、李约瑟、梅建军、李晓岑、凯思·平（Keith Pinn）等多学科背景的研究者，他们提出了很多重要的学术课题，如镍白铜起源和产地、镍白铜西传欧洲、镍白铜冶炼工艺，等等。中国是镍白铜的发祥地，产地主要集中在云南和四川，镍白铜是中国的原创发明已是不争的事实。对于欧洲仿制中国镍白铜产品的出现，却没有新的研究进展，普遍认为镍白铜与“德国银”的关系密切，但又没有直接证据证明之。

事实上，从19世纪20年代起，“德国银”开始在欧洲作为一种重要的金属合金材料，并投入大量生产，用于社会的各个方面，其名含有“德国”两字，故与德国有莫大关系，较为重要的生产者主要有三位，分别是德国的盖特纳（Ernst August Geitner）、亨宁格（Gebrüder Henniger）以及奥地利的格斯多夫（Johann Rudolf von Gersdorff），常常在各种文献中出现，而他们所生产的合金产品名称分别是Argentan、Neusilber和Packfong，这三个名称后世常常统一冠以“德国银”④注：“德国银”实际上并不是银，而是一种铜镍合金，外观似银，故需区别于德国之银、德国的银等表述，经作者考证，“德国银”的产品名有近百种，尤以此三种品名出现较早，而一直流行于德语区国家。为之译名。这三位生产者均生活在德语区，彼此间存在商业竞争，其中，率先获取“德国银”合法发明权的人是奥地利的格斯多夫，他最早对一种合金产品进行了专利注册。笔者有幸在奥地利考察中国镍白铜的西传历史过程中，获取到了格斯多夫1824年7月22日用德语撰写和注册的专利文件⑤von Gersdorff. Darstellung des Nickelmetalles: Austria, Nr.2425[P]. 1824-7-22. 注：该档案文件现藏于维也纳技术大学档案馆，档案编号为Privilegiensammlung Nr. 2425。，这是一份能证明“德国银”是中国镍白铜仿制品的文字线索，也是一份西方近代专利使用中国技术的文本证据。该专利文件主要由两部分内容组成，都是关于技术发明方面的内容，第一部分内容是关于废弃钴矿料中镍的还原方法；第二部分内容是关于一种合金的制作方法。显然，第二部分中的合金制作方法，就是运用化学配比的方法制作一种合金，其实际所得产物与中国的镍白铜相似，且是铜镍锌三元合金。综上可以看出，其具体的制作方法又有两种：第一种是通过3～5份的黄铜中加入1份的镍制成合金；第二种是通过金属铜、锌与镍直接合成。其中，镍在第一种制作方法中所得合金中的质量百分比大约是16%～25%。

现任英国剑桥大学李约瑟研究所所长梅建军教授曾指出：“中国古代镍白铜是由青矿和黄矿搭配炼成的；青矿为镍铁矿，黄矿为铜矿，冶炼过程分四步进行，经反复多次煅烧和冶炼，工序甚为繁复”；并认为：“著名的‘云南白铜’实际上是由会理炼出的铜镍二元合金，配以铜、锌及黄铜而熔炼出的铜镍锌三元合金”。⑥梅建军、柯俊：《中国古代镍白铜冶炼技术的研究》，载《自然科学史研究》1989年第1期，第77页。从所生成的产物来看，中国古代镍白铜，特别是云南白铜与格斯多夫专利文件制作的合金成分是相似的，虽然所使用的熔炼和配比方法不同，但是所要达到的目的一致，都是为了生产出铜镍锌三元合金。

二、科学考证与实验分析

根据奥地利格拉茨市（Graz）档案馆的档案记载，格斯多夫在1820年左右偶然在拍卖会上得到一个中国生产的茶叶盒，盒上的银色金属配饰吸引了他的注意，经过检测分析后，得知是铜镍锌为主的三元合金，便开始产生仿制的念头⑦Landesarchiv Baden-Württemberg, Abt. Staatsarchiv Ludwigsburg, E 21 Bü 14.。此想法得以实现的重要转折点在于1821年他被政府任命去改进奥地利一个蓝色染料厂的生产流程。在工作中，他发现废弃的材料中含有丰富的镍，因而想到可以借助这些废弃品中的镍进行镍合金的生产，但是首要任务就是要将其中的镍提取出来。经过几年的独立研究，在1824—1825年期间，他已经能够将染料工厂废弃物中的镍还原，总结出了一套有效的方法，还在奥地利建立起了第一座镍矿料处理工厂，目的也主要是希望通过生产镍金属来满足大批量生产镍白铜的需求，⑧Wei☒, Alfred. Johann Rudolf von Gersdorff und die Entwicklung der Pakfong-Erzeugung in ☒sterreich. // Ernst August Geitner, 1783-1852: Chemiker, Metallurge, Erfinder und Unternehmer: Tagung vom 12. bis 14. Juni 2008 in der Saigerhütte Olbernhau-Grünthal bei Freiberg in Sachsen[M], Freiberg (Sachsen): Drei Birken, 2008, pp.190-205.在此期间便申请了前面所提到的专利。据1842年莱特纳（Leithner）记载，格斯多夫在奥地利塔洛夫（Thalhof）的一处工厂，15年内生产出了100吨镍，并制造出了约560吨的金属合金产品。⑨Leithner, F.V. Fabriksmessige Erzeugung des Nickelmetalles, Wien: Inneroesterreichisches Industrie- und Gewerbeblatt, 1842, pp-94-95.

除此以外，虽然格斯多夫申请专利之时还没有提到该专利所生产金属的名称，但是两年以后的1826年，格斯多夫在《物理与化学期刊》中发表了一篇关于“Packfong”的科学论文，进一步详细介绍了这种金属的制作过程和各金属的混合比例，以及各种成分配比所适用的器物范围⑩von Gersdorff. Ueber das Packfong[J]. Annalen der Physik, 1826(84), pp.103-106.。事实上，“Packfong”一词最早是出自1776年瑞典矿物学家恩吉斯特朗（Gust von Engeström）对中国镍白铜的分析论文。①von Engestr☒m G., Pak-fong, en Chinesisk huit Metall[J]. Kungliga Svenska Akademiens Handlingar F☒r ☒r 1776. Stockholm: Tyckt hos Johan Georg Lange, 1776(37)，pp.35-38.勃宁在其著作《锌与白铜》中认为，“Packfong”一词是恩吉斯特朗对于“Paktong”一词的错引，该词正是粤语中“白铜”的音译词，从那以后，该词便在欧洲国家一直持续而被广泛使用。②Alfred Bonnin. Tutenag & Paktong, with Notes on Other Alloys in Domestic Use during the Eighteenth Century [M]. Oxford: Oxford Press, 1924, pp.72-76.由此可见，格斯多夫的研究应该也是参考了前人的研究成果，否则，不会将此错误拼写带入其论文和之后的产品当中。凯思·平著《白铜：中国合金在欧洲（1680～1820）》中有一个“德国银”盐瓶（图1），其底部有“Packfong”的铭文（图2）。③Pinn Keith. Paktong: The Chinese Alloy in Europe (1680-1820) [M]. Antique Collectors Club Ltd, 1999.pp.70-71.笔者在德国民间也征集到一只勺子（图3），其背面也有铭文为“Packfong”（图4）的字样。

笔者还对现存具有“Packfong”铭文的样品的金属合金成分进行比较和分析，其中，样品科学分析数据见表1。

表1 “Packfong”样品的主要元素化学成分质量百分比④

图1 “ Packfongg”盐瓶

图2 “Packfong”盐瓶的铭文

图3 “ Packfonngg”勺

图4 “Packfong”勺的铭文

从表1中这组“Packfong”样本的实验数据来看，均属于云南白铜各成分的基本范围内，即：Cu占40%～65%、Ni占5%～20%、Zn占20%～50%①Gilmour Brian & Eldon Worrall. Paktong: The Trade in Chinese Nickel Brass to Europe. // Duncan R. Hook and David R.M. Gaimster （eds.）, Trade and Discovery: The Scientific Study of Artifacts from Post-Medieval Europe and Beyond [M]. London: British Museum. 1995, p.259.。因此，两器物可能都是效仿中国镍白铜配比制作而成的产品。其中，盐瓶的镍含量更符合和接近格斯多夫在专利文件所提到的镍含量的比例范围。因此，说明“Packfong”器物在欧洲的市场上已出现过。

综上，从档案记载、专利记录、实物遗存及实验分析结果来看，格斯多夫通过科学分析研究后所生产出的金属合金与中国镍白铜有渊源，其申请的专利技术很大可能是与中国镍白铜有关或受到其启发。

三、讨 论

毋庸置疑，中国历史上有过许多辉煌的发明创造，曾经影响中国乃至世界。然而许多发明都没有专利。每当提到中国四大发明的影响，更多地是对西方世界的影响，而不是对中国的影响②胡佐超、戴吾三编著：《影响世界的发明专利》，清华大学出版社2010年版，第3页。。显然，中国古代镍白铜这项中国冶金史上的伟大发明创造的境遇与诸多重要发明一样，不能得到有利发展。运用传统工艺技术生产的镍白铜逐渐退出了舞台，取而代之的是冠以欧洲专利头衔的“德国银”。笔者已对清末民国时期镍白铜的生产情况进行了研究，发现当时中国镍白铜的生产已经逐渐摒弃传统技术，开始使用西方的技术生产镍白铜③黄超：《清末民国时期的中国镍白铜述略》，载《兰台世界》2014年第1期，第116-117页。。

中国近代没有建立专利制度，从而，缺乏对发明创造的激励和保护，也缺乏对产业化的自觉实施。又由于中国古代技术最突出的特征是以人和物作为共同的载体，这种人与物的合一使得技术的传播需要通过工匠以口头、文字或图示的方式才能得以完全实现。换言之，古代技术的完整传递在多数情况下不能脱离人与人的交流，这致使许多历史上曾经光辉灿烂的技术文明逐渐不为世人所知，反倒是类似“德国银”这样的科学仿制产品流传至今。

相比之下，欧洲国家为了其自身产业发展需要，很早就开始借助于中国的传统手工业和商业往来，获取到当地的新材料或新产品，并通过当时专利制度的合法途径将其为己所用。在商业目的驱使之下，这些新材料或新产品所蕴含的技术信息受到了格外关注，在近代科学理论与试验方法的发展模式下，使得这些实物所承载的技术信息可以被更大程度地提取和重现。由此，人在以往人与物紧密结合的古代技术中的作用开始逐渐淡化，在不依靠工匠口头或文字的指导之下，技术已能够发生较为完整地传递。又正是在这样的背景之下，镍白铜作为冶炼与加工技术的载体，其所包含的大量技术信息得以在西方被提取、利用和重现，一旦衍生出相关的技术发明和产品后，便及时进行专利注册，一方面生产者及发明者让自身所谓的研究得到法律的有效保护，同时，也为了避免在一定时期内有同类产品出现在商品市场中，达到短期内使产品得到专利制度保护的目的。

结 论

镍白铜这项中国传统技术发明作为冶炼与加工技术的载体，包含着的技术信息在西方工业化背景下被提取、重现和利用，衍生出相关的技术研究和诸如“德国银”这样的仿制品，最终都成为西方工厂的产品。奥地利的格斯多夫最早将这项技术发明进行专利注册，通过对其专利文件内容和相关文献资料、实验分析的研究，应该能够肯定他正是在西方专利制度保护下使用中国技术并进行工业化生产产品的其中一位商人。

正是由于西方很早建立了专利制度，从而使得像格斯多夫这样的商人获得了巨大商业利益，并最终体现在西方工业技术的进步和发展中。而中国由于各种因素导致知识产权制度、专利制度的缺位，进而使当时的高精尖技术没有得到保护，甚至逐渐走向衰亡，在西方知识产权制度的潮流下，中国的独创发明被他人所利用，成为西方资本家营利的工具。

事实上，中国现今依然还有许多类似镍白铜这样的传统工艺技术发明被长期忽略，甚至由于缺乏技术改进而无法进行批量化生产，随着时间的流逝和现代化建设的逐日推进，这些技术也可能被人们所遗忘。虽然有少部分的传统工艺品已经得到关注，或进行了商品注册，或被进行了专利注册，或认定为物质文化遗产，但是对于中国这样具有悠久历史的古代科技大国而言，这些传统工艺品也仅仅是这些古代技术发明中很少的一部分，还有很多需要有识之士对其进行技术改进和申请专利保护，只有这样才能得以延续和发展。以史为鉴，期望类似镍白铜这样的重要技术发明不再为他所用，同时，让人们加强知识产权保护意识，保护自己民族的发明创造。

Based on the European patent text， scientif i c experiments and research survey， it's conf i rmed that an important invention in the Chinese history of metallurgy， precisely the technological invention of Paktong，which was absorbed as “German Silver” by the patent of the West in the early 19th century. Modern history of Western is the history of capitalism sprouted， produced and established， and it was also an establishment for the history of the patent system， yet Chinese science and technology and economy endured from historical prosperity to degeneration. This paper aims to discuss the West had unauthorized to utilize China's technology and got a patent protection， which should allow Chinese people to strengthen IPR protection awareness and protect the national inventions.

German-silver； paktong； history of metallurgy； patent； IPR

黄超，北京科技大学科学技术与文明研究中心博士研究生

梅卓，中国知识产权培训中心教务三处助理研究员

④ 注：TUB-1413样品为柏林工业大学Zelmi实验室实验员Christoph Fahrenson协助进行SEM+EDS分析检测的结果。