作为世界上现存最大的古代宫殿建筑群，紫禁城已有近600年的历史。即使过了很长一段时间，紫禁城里的古建筑仍然向世界展示着它们辉煌灿烂的外观。

黄金是一种灿烂的光泽颜色，但也是自然界中绚丽的纯色，并产生明亮华丽的视觉效果。除了黄色的琉璃瓦，紫禁城建筑辉煌的外观也反映在木制构件上的金色装饰。不仅如此，釉面砖是在普通瓷砖表面涂上一层黄色釉料制成的，而且木质构件表面的金色装饰也不一样，它的金色“外衣”上贴着真金。例如，太和殿的外立面由纯度为98%的黄金制成。

自古以来，黄金的价值赋予了它辉煌、高贵和神圣的象征意义。然而，古老的紫禁城总是能发出金光，这与黄金材料的性能密切相关:黄金不仅具有良好的延展性和可塑性，而且具有很强的稳定性，氧化速度非常慢，并能长期保持其光泽。经过几十万年后，它仍然像新的一样明亮，使得建筑无论花多长时间都会闪耀着金光。这件金色的外衣是紫禁城古建筑保持其辉煌的重要科学依据。黄金在紫禁城古建筑上的应用是中国古代传统镀金技术的体现。

所谓的镀金指的是由高度着色的金形成极薄的金箔(通常约0.12微米厚)。此时的金箔附着力强，可以用特定的材料粘贴在建筑构件表面，可以长时间保存而不脱落。

我国古代建筑的镀金技术可见于敦煌石窟第263窟，窟内有北魏壁画，装饰有镀金。到了唐宋时期，出现了一种用泥巴或粉末堆砌黄金的方法，在后世建造大型宫殿和寺庙的过程中发挥了极其重要的作用。到了明清时期，金箔在建筑装饰中的应用更加成熟，用金箔装饰的建筑也显得更加雄伟、庄严和威严。

紫禁城古建筑的镀金技术主要用于油饰部分(如立柱、门窗)和彩绘部分(如屋檐、托架和檩条)。根据应用范围，可分为泥金、片金、平金和镀金。

浑金是指给古代建筑的所有部件镀金的做法。金块是指古代建筑彩画中特定装饰图案的镀金。这是故宫古代建筑彩画中常见的一种黄金装饰方法。平金指的是平面上的贴金，通常用于给部件(如斗拱)的轮廓贴金。点金箔是指金箔粘贴在彩画的特定局部位置，而其他位置都用颜色表示。

烫金技术可以使金箔牢固地吸附在建筑物的外部，并长时间保持其光泽，这与粘合剂的科学应用是分不开的。金胶油是古代粘金的粘合剂。黄金胶油是以特制的粘性光油(即以桐子为主要原料熬制的油)为主要原料，加入适量的半干性油(如大豆油)制成的。选择金胶油的科学性在于它能保证金箔的亮度和烫金的合适时间。金胶油粘度高，油膜饱满，结膜厚实，不脱落，能保证烫金后金箔的亮度。此外，金箔油具有合适的干燥时间，能够在一定时间内保持良好的粘度，使金箔能够牢固地粘附在部件表面，添加的半干性油能够起到延长干燥时间的作用。由此，我们可以看出紫禁城古建筑的金色外壳是古代镀金技术的科学应用。

作为一种镀金材料，金箔的加工要求极其严格。金箔是一块经过锤炼的薄金箔。

明代宋《天工开物》卷十四载:“金箔制作时，用黑金纸包裹，切片后全力以赴。”众所周知，金箔中的金箔非常薄，所以金箔在古代也被称为“金箔”。金箔的材料要求非常讲究。黄金本身是软的，没有足够的强度。用纯金制作极薄的金箔很难。必须按照一定的比例加入其他元素使其合金化，以增加金的强度。由于银和金是完全可混溶的，它们的延展性仅次于金，所以银是最重要的添加元素，其次是铜。紫禁城古建筑中使用的金箔大部分是国库黄金，含有98%的黄金，其余的2%由银、铜和其他材料制成。此外，黑金纸是以生于北方的竹子为原料，经过十几年的水浸泡后，经打浆、烟熏而成。韧性强，乌黑发亮，主要用于制作金、银、铝箔的床上用品。紫禁城里用来给古建筑镀金的金箔厚度只有0.12微米。只有把25片金箔叠在一起，它们才能和蝉翼最薄的部分一样。这种金箔几乎是透明的，可以透射蓝绿色的光。它不仅美观豪华，还具有特殊的保暖和透光功能。金箔制作包括将黄金熔化成金锭、反复对金锭进行烫金以及将金箔包裹成黑色金纸的过程。值得一提的是，金箔没有成品率，所有未成形的金箔都被回收再利用。金箔生产工艺独特，技术要求高。它从古至今一直是手工制作的。铝箔制作是最难的工作。要把一个金“块”做成0.12微米厚的薄片，需要两个人面对面地做数万次。打好的金箔薄如蝉翼，柔软如缎。民间传说，由一两盎司黄金制成的金箔可以覆盖一英亩三部分土地。可见金箔制作技术的精髓，也是我国古代金属冷加工技术的体现。

紫禁城里的古建筑贴上黄金后，外表闪闪发光，这也蕴含着科学的机理:金箔在光的作用下有很强的反光性能。金箔粘贴在起伏不规则的图案上，并增加金箔的反光面。因此，古建筑装饰衬托出金箔的光泽，金箔上布满图案，充分体现了图案的质感，使装饰与金箔相辅相成，相互影响。寺庙屋檐下的构件上的光线是暗淡的，但是由于金箔的反射，它强烈地显示了金色图案的存在。同时，在金光的作用下，各种颜色的亮度也不同程度地增加了。即使欣赏者远离镀金建筑，他们仍能感受到其辉煌灿烂的艺术效果。由此，我们可以看出紫禁城古建筑的闪亮金色涂层是中国古代镀金技术的应用。其精湛的材料加工技术和其中蕴含的古代科学思想值得我们学习和借鉴。

(作者是故宫博物院的研究馆员)