你看過“打鐵花”嗎？

當(dāng)漫天星辰從勺中被擊打而出，千度鐵水在夜空中炸裂。今年春節(jié)期間，很多地方都上演了打鐵花表演，它不需要火藥，卻和煙花一樣灼熱滾燙。

“東風(fēng)夜放花千樹，更吹落，星如雨”丨小紅書@行言

那么，這種古老技藝究竟靠的是什么科學(xué)原理呢？一勺滾燙的鐵水為何能變成漫天火雨？打鐵花與煙花又有怎樣的本質(zhì)差別？

千年技藝，源自煉鐵工匠的智慧

打鐵花的起源可追溯至千年前的北宋甚至更早。最初，它可能只是冶鐵工匠在慶祝鑄造成功時(shí)即興而為，隨著時(shí)間推移演化為節(jié)慶儀式的一部分。古代冶煉業(yè)常與宗教、祭祀聯(lián)系在一起，道教文化便在其中留下深刻印記。

在一些保留傳統(tǒng)的村鎮(zhèn)里，打鐵花不只是為了娛樂，而是帶有祈福、驅(qū)邪、慶豐收等意義。表演者會在特定場地內(nèi)搭建花棚，柳枝、爆竹與鐵水構(gòu)成舞臺三要素，而在其背后，鐵水變成“金花”的每一步，都有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砼c化學(xué)過程。

圖｜攝影：Eva

打鐵花的科學(xué)原理是什么？

要讓鐵能“開花”，首先得將其熔化。鐵的熔點(diǎn)為1535°C，而實(shí)際表演所用的鐵水溫度通常在1600°C以上。如此高溫下，鐵呈現(xiàn)液態(tài)狀態(tài)，變得流動(dòng)性極強(qiáng)，具備了飛散的物理?xiàng)l件。

流動(dòng)的鐵水丨[4]

表演者使用一種特制木質(zhì)工具——常見的是浸水處理過的柳木勺或木拍。一手拿著盛有鐵汁的上棒，一手拿著未盛鐵汁的下棒，迅速跑至花棚下，用下棒猛擊上棒。借助這一擊打的力量，滾燙的鐵水就會被彈射到空中，劃出一道弧線，最終在空中炸裂成絢爛的鐵花。

打鐵花用的柳木勺丨[5]

此時(shí)，液態(tài)鐵因劇烈的撞擊與快速運(yùn)動(dòng)，在慣性和空氣阻力的作用下被撕裂成許多細(xì)小液滴。這些液滴是形成火花效果的關(guān)鍵：液滴越細(xì)小，越容易迅速冷卻并氧化，形成亮度更高、分布更廣的火花群。

鐵水為什么能變成“花”？

鐵花在空中的耀眼光芒，主要源于兩種物理機(jī)制：熱輻射與燃燒發(fā)光。

熱輻射

首先是熱輻射。任何高于絕對零度（-273.15°C）的物體都會向外發(fā)出電磁波，高溫下的金屬尤其明顯。根據(jù)普朗克輻射定律，溫度越高，輻射出的光波越短，顏色越接近白色。熔融鐵水初始就已處于白熾狀態(tài)，因而能在空中呈現(xiàn)金黃、橙紅乃至白亮的光芒。

普朗克輻射定律丨[6]

氧化反應(yīng)

其次是氧化反應(yīng)。當(dāng)鐵滴在空中與空氣中的氧氣充分接觸時(shí)，會發(fā)生放熱反應(yīng)，生成三氧化二鐵（Fe 2 O 3 ）及氧化亞鐵（FeO），進(jìn)一步維持其高溫狀態(tài)。

這一過程中釋放的能量既讓液滴持續(xù)發(fā)光，也為其提供炸裂開來的動(dòng)能。

部分鐵水中含有雜質(zhì)如碳，這些碳在高溫下可能與生成的氧化鐵反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，使液滴內(nèi)部形成氣泡。當(dāng)這些氣泡破裂時(shí)，鐵滴再次炸裂，制造出更為細(xì)密、爆發(fā)感更強(qiáng)的火花。

打鐵花與煙花的發(fā)光原理有何不同？

雖然打鐵花與現(xiàn)代煙花同為“夜空盛宴”，但它們的本質(zhì)卻完全不同。

煙花依賴火藥驅(qū)動(dòng)，核心發(fā)光機(jī)制是金屬鹽的焰色反應(yīng)。這是一種量子效應(yīng)——金屬離子（如鈉、鍶、鉀）吸收能量后電子躍遷，再回到低能級時(shí)釋放出特定波長的可見光。例如鈉發(fā)黃光、鉀發(fā)紫光、鍶發(fā)紅光。制造者可以通過調(diào)配金屬鹽來設(shè)計(jì)煙花顏色。

煙花綻放過程的焰色反應(yīng)丨pexels

而打鐵花沒有火藥成分，其發(fā)光來自連續(xù)光譜的黑體輻射和金屬燃燒后的熱發(fā)光，顏色以黃色、橙色為主，不如煙花那樣色彩斑斕，但更具原始的力量美。

此外，從安全機(jī)制上看，煙花更多依賴封裝、引線、自動(dòng)控制，而打鐵花則需要人工操作高溫鐵水，危險(xiǎn)系數(shù)更高，對表演者的技藝和經(jīng)驗(yàn)要求極高。

打鐵花如何保證安全？

打鐵花的熾烈美麗背后，是不可忽視的高危屬性。1600°C的鐵水飛濺四方，一旦操作不當(dāng)，極易引發(fā)嚴(yán)重燙傷甚至火災(zāi)。

因此，專業(yè)表演者會穿戴厚重的防護(hù)服，包括棉質(zhì)長袍、頭盔、護(hù)目鏡、厚手套等，全身不留裸露區(qū)域。有時(shí)還會在皮膚表面涂抹隔熱泥漿，以防飛濺鐵花穿透衣物。場地也要進(jìn)行特別布置——遠(yuǎn)離可燃物，周邊設(shè)有防火沙、水源、醫(yī)療點(diǎn)等，以應(yīng)對突發(fā)情況。

打鐵花｜圖蟲創(chuàng)意

觀看者更要聽從現(xiàn)場工作人員指揮，站在安全距離觀看。

也正因?yàn)樗奈ｋU(xiǎn)性與不可復(fù)制性，打鐵花表演更顯珍貴，它不是隨意的游戲，而是一場人與火較量后的藝術(shù)呈現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/DPaye6j0kuy6eXxYvCFgoA

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/unTA2CGvuDbtPdAA4DPotw

[3]https://mp.weixin.qq.com/s/DrkHmwQvwX-ZU_EWQXnXfg

[4]https://mp.weixin.qq.com/s/pkxHWII7g1wzou57oOkb1w

[5]https://mp.weixin.qq.com/s/UF9_nr-67lHjUBYBvfmUjQ

[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Planck%27s_law

[7]郭園園.文化旅游視角下打鐵花民俗文化的傳承研究[J].晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2020,13(03):1-3+20.

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