永乐大钟，中国现存最大的青铜钟。铸造于明永乐年间，万历三十五年（1607年），大钟被移到万寿寺。清雍正十一年（1733）移置觉生寺（今称大钟寺）。铜钟通高6.75米，钟壁厚度不等，最厚处185毫米，最薄处94毫米，重约46吨。钟体内外遍铸经文，共22.7万字。铜钟合金成分为：铜80.54%、锡16.40%、铅1.12%，为泥范铸造。
永乐大钟钟声悠扬悦耳，经专家测试，其声音振动频率与音乐上的标准频率相同或相似，轻击时，圆润深沉；重击时，浑厚洪亮，音波起伏，节奏明快优雅。声音最远可传90里，尾音长达2分钟以上，令人称奇叫绝。每年新年来临之际，永乐大钟就会敲响。这口大钟已敲击了五百多年，仍完好无损。 [1]
永乐大钟的铸造成功，是世界铸造史上的奇迹，在科学发达也难以实现。 [1]
- 中文名
- 永乐大钟
- 位 置
- 大钟寺
- 铸造工艺
- 泥范铸造
- 铸造日期
- 明代永乐年间
- 高 度
- 6.75米
- 直 径
- 3.7米
永乐大钟
永乐大钟大钟的外观（形式）设计赋予每道“平行环形线”2个功能：划分“铭文圈”和美化“合范缝”。划分“铭文圈”的实用性是为了“排版”和句读的需要，比如，钟体“中宫”外壁第1至第5“铭文圈”每行的字数都是43个字，与钟体下部逐渐外张相一致，每个“铭文圈”的行数在逐步增加，第1“铭文圈”共400行、第2“铭文圈”共408行、第3“铭文圈”416行、第4“铭文圈”424行、第5“铭文圈”441行，《诸佛名经》在永乐大钟内、外壁之间“三进三出”，也是通过其内、外壁的“铭文圈”实现的；美化“合范缝”指的是铸钟工艺的需要，永乐大钟的钟体虽说是一次性浇铸而成，但它采用的是“地坑造型表面陶化的泥范法”，在铸造准备过程中，其“外范”是将逐个制作的“铭文圈”合成一个整体外范，铸成后难免留下“合范”的缝隙痕迹，永乐大钟则运用若干条规整的“平行环形线”把其美化了。
永乐钟铜质精良，致密坚固，合金纯度考究。从大钟顶部一个微小的砂眼中取出一个微小的金属颗粒；从大钟底部不显眼的边缘刮掉一点金属粉末。化学定量分析结果表明，大钟上下部位的成份是均匀而一致的：铜80.54%；锡16.41%；铅1.12%；锌0.22%，永乐大钟除含有铜、锡、铅、铁、镁外，还含有金和银，而且含量很高，其中含金18.6公斤、含银38公斤；金占比0.03%、银占比0.04%。青铜的机械性能曲线显示，当含锡量在15%至17%时，抗拉强度达最高值，声学性能也达到最佳状态。还有铅、锌、铁、硅、镁等元素。这种成分配比，与《考工记》中的“六齐”项下的“钟鼎之齐”的记载极其近似。
该钟重约46吨，史载，明初的铜矿有江西德兴、铅山。后来扩展到四川梁山、山西五台、陕西宁羌、略阳和云南等地。这些铜矿的开采和冶炼为永乐大钟的铸造提供了充足的原料支持。其他金属的冶炼技术也对永乐大钟的铸造具有重要意义。如悬挂该钟的是一根165mm×65mm截面，长1125mm的穿钉，其外表是铜质，但却能吸附磁铁，说明里面包的是钢芯，而这个钢芯恰好反映了当时最先进的炼钢技术。
钟身内外铸满阳文楷书佛教经咒，是明初馆阁体书法艺术代表作。外面为《诸佛如来菩萨尊者神僧名经》、《弥陀经》和《十二因缘咒》，里面为《妙法莲花经》，钟唇为《金刚般若经》，蒲牢（钟纽）处刻《楞严咒》等，计有经咒17种，皆汉字楷书，字体工整，古朴道劲，匀称地分布在钟体各处，相传是明初书法家沈度的手笔。当初明成祖铸造这么多佛经於钟上，为的是弘扬佛法，使佛经传诸久远。
大钟所铸经文，几百年来误传是《华严经》，故有“华严钟”的叫法。近年查明钟上所铸乃以明永乐帝御制的《诸佛世尊如来菩萨尊者神僧名经》和以《法华经》为主的八种经，并无《华严经》。大钟铸造精致，钟形弧度多变，周身无磨削加工痕迹，充分显示铸造工艺高超，奇妙独特。
明成祖晚年潜心撰写《诸佛世尊如来菩萨尊者神僧名经》凡四十卷，二十万言。其中前二十卷十万字便刊登在永乐大钟不朽的版面上。钟上的铸字还有许多其它汉文佛经和梵文佛咒。有学者猜测，明成祖铸钟的初始动机便是为了给自己的呕心沥血之作寻找一个永恒的载体，以教化众生和流传百世。照这样看，经文和钟体便相当于灵与肉的关系了。23万字的版面，安排得如此匀称整齐，从头至尾绝无空白，又一字不多一字不少，真要经过一番精心的运筹和计算。据说是大书法家沈度率京中名士先在宣纸上把经文写就，然后用朱砂反印到钟模上，再由工匠雕刻成凹陷的阴文。剩下的事，便是以火为笔，以铜为墨，将这光洁挺秀、见棱见角的23万金字一挥而就了。
永乐大钟46.5吨的巨大重量是通过正反两个U型铜卡互相衔接交付给木质大梁来承担的。那根锁定两个铜卡的销钉何等纤细小巧，只有6.6公分宽，14.3公分高，科学家发现古代设计者为了既提高强度，又保持悬挂部位外观的色泽一致，在销钉中也横穿了一根钢芯。或者说，这是一根外面包了青铜的钢钉。根据所受剪应力计算，其安全系数为8.2，远远超过了当代飞机上材料强度的安全系数。有人还进一步作出动态计算，销钉可承受的钟体摆动速度为每秒15.4米。即使将大钟倒竖着举起，再任其自由落下做加速运动，也不会将销钉挣断。至于坚实的木梁和微微内倾的支柱，更是经过几百年多次强烈地震的严酷考验而纹丝不动。古人竟创造了这样简单廉价又万无一失的支撑系统。
永乐大钟作为一个发声装置，它最根本的功能和终极的输出无疑是钟声。归根结底，应该以钟声的品质来鉴别技术成就的高低。在这方面，五百年间已有无数诗文对永乐大钟天下独美的音响作过精采描述。而科学工作者用的却是另一种语言。快速傅立叶变换法，旋转薄壳体有限元分析法，一记钟声如同一束白光通过牛顿的棱镜，频谱上出现了众多的分音。钟体在几何形状大致固定的情况下，单靠厚度的变化就能带来极为丰富的泛音。厚厚的钟唇是高音E3的主要震源，钟腰的厚度变化则送出了C3、A3分音。这是不同乐音奏出的和弦，是众多溪流汇成的洪波。永乐大钟铸成后，由于通体都是经文，根本不可能通过机械刮削来调音，但却一次性达到如此音响效果，这的确是俗手不办的事。由于差频现象和各分音在大气中衰减程度不一，便出现了钟声的抑扬起伏和各处听到的音调略有不同。重击一次，钟声持续时间可达三分钟之久。最后绕梁不绝的余音是最低的基音。
永乐大钟有“五绝”。第一绝是形大量重、历史悠久。第二绝，永乐大钟是世界上铭文字数最多的一口大钟。大钟奇妙优美的音响是第三绝，有位声学界的权威人士给永乐大钟的钟声下了八个字的评语：“幽雅感人、益寿延年”。科学的力学结构是永乐大钟的第四绝。永乐大钟的悬挂纽是靠一根与钟体相比显得很小的铜穿钉连接的。别看穿钉很小，却恰恰在它所能承受四十多吨的剪应力范围之内。永乐大钟第五绝是高超的铸造工艺。
中国的科技工作者曾对大钟的合金成分进行了测试，金铸在铜器中，可防止锈蚀，银则可提高浇铸液的流动性，这正是永乐大钟五百多年保持完好、钟声依然洪亮悠扬动听的原因。永乐大钟的铸造成功，是世界铸造史上的奇迹，就是科学发达也难以实现。
永乐大钟，钟壁薄而经得起重击，音质音色驰名天下。轻撞，声音清脆优扬，回荡不绝达一分钟。重撞，声音雄浑响亮，尾音长达2分钟以上，方圆50公里皆闻其音。据冶金部门分析，该钟配方科学，钟体强度达最佳值，故受撞五百多年，仍完好如初，二十三万多字的佛经铸在钟上，击钟一下，字字皆声，等于诵读一遍经文，自然是功德无量。
从钟体造型和声音设计来看，无疑吸收了战国时成书的《考工记》所总结的铸钟经验：“薄厚之所振动，清浊之所由出，侈弇之所由兴”，“钟厚则石，已薄则播”，“钟大而短则其声疾而短闻，钟小而长，则其声舒而远闻”，比较恰到好处地处理了钟的形状、厚薄与音质的关系。同时也考虑到了钟体合金比例对音质的影响，含锡占16%左右，加以少量铅的铜钟，其合金强度、硬度比较适中，既有利于振动发声，又易于熔化浇注。
经中科院声学所有关专家测量，永乐大钟钟声中一些重要的分音相当准确地与标准音高相符合，频律相近的分音产生的拍频声是钟声的一个重要特点。古书中所说钟声‘时远时近’就是听到这种拍频声的感受。在古时，在有利的声传播条件下，完全可能如古人所说的声闻数十里。
⒈悬挂结构（上下U形环）、蒲牢、钟唇、钟体内外壁全部铸满佛经，没有设计一般佛钟通常采用的具体蒲牢造型，也没有一般佛钟通常采用的莲花、袈裟纹（上四宫、下四宫等外观纹饰）浮雕。关于永乐大钟悬挂结构在力学方面的合理性，以往专家已经做过科学的计算和论证。虽然当时的铸钟工匠们是依据什么来设计这一巧妙的力学结构的，已难以稽考，但可以说，他们一定是在掌握了当时先进的力学知识的基础之上，才得以完成这一创造性设计工作的。
⒊永乐大钟上各个佛经的布局安排、起讫部位十分考究缜密，一些重要佛经的起讫部位大多安排在钟体的东方，不仅如此，《诸佛名经》在钟体外壁各“铭文圈”的衔接部位，以及在钟壁内外“三进三出”的出发点和回归点，大多也在各“铭文圈”的东方。
永乐大钟经过反复研究和考证，科学工作者已经能清晰描述当年铸造大钟的方法和过程。这是初创于两千多年前商周时代的陶范法。到了明代能工巧匠手中早已成为驾轻就熟、炉火纯青的工艺。他们营造了一个壮观而宏大的场面：在地上挖出十米见方的深坑巨穴，先按设计好的大钟模型，分七节制出供铸造使用的外范，低温阴干，焙烧成陶。再根据钟体不同断面的半径和厚度设计车刮板模，做出大钟的内范。当七个陶制外圈依次对接如七级浮屠之状时，浑然一体的大钟外范便拼装成功了。
这是天衣无缝的操作，纤毫之隙，分厘之差便会引起“跑火”，招致全盘失败。为了承受浇铸的压力并确保足够的强度，外范四周无疑是用泥土填满并层层夯实的。钟钮旁边四处不易觉察的疤痕，泄露了四个浇铸口的准确位置。我们看到了最典型的雨淋式浇铸法：几十座熔炉沿四条槽道排开，炉内大火流金、铜汁鼎沸；地坑里内外模范同时高温预热。当蓄满炉膛的万斛金汤相率奔泻而出后，这口万钧大钟便一气呵成了。回望此情此景，五百年前的手工作坊式生产，分明已经透出了近代大工业的规模和气概。
大钟所含的其它微量金属锌、铝、铁、镁、金、银等虽然所用数量甚少，但冶炼这些金属的技术要求和技术含量是一样的，如当时居世界领先水平的炼锌术在这里派上了用场。加入少量的锌，按当时已知的铜、锌比例溶在一起可产生黄铜的原理，估计是为了增加一些金黄色的光泽以求视觉上的效果，而加入少量的金、银则被认为是为了显示梵钟的珍贵。
冷却又是一道致命的工序。坑内是一团没有熄灭的地火和流焰，必须控制冷却速度防止钟体炸裂。世界著名的俄罗斯大钟就因冷却过程中的闪失出现裂纹，结果沦为一口哑钟。而孕育永乐大钟的地坑此时是一个天然的自动冷却系统。可以想象当年劳苦的工匠们付出了多少精心呵护，才能确保永乐大钟在平安降温中平安降生。
大钟铸好后，待到冬天，先每隔一里挖一口井，再沿路挖沟引水，泼水结冰，然后开始搬运；大钟在路上步步滑行几十里才至宫中。再滑到冰土堆上，然后建钟楼，钟挂于楼顶，春天解冻后取土而钟悬。大钟支架四臂八叉，钟纽分上下两节，中间用穿钉固定于横梁上，用木杵轻轻一撞，便发出震心惊魂的钟声。永乐大钟是在德胜门内铸钟厂铸造的，铸好后存放在汉经厂（遗址在产今嵩祝寺一带）。
公元1420年前后，永乐大钟铸成，明成祖朱棣非常高兴，他招集大臣商议铸好的大钟应该悬挂于何处。大臣们议论纷纷，其实明成祖的心里早已有了主意，那就是要把大钟悬挂于汉经厂。汉经厂位于紫禁城的边上，属于皇家宫殿群的一部分。明成祖选定汉经厂来悬挂大钟，答案就在于永乐大钟那23万字的铭文上。明成祖朱棣戎马一生，虔诚信佛。受父皇朱元璋的影响，朱棣推崇利用佛教来巩固明王朝的统治。他曾下令：每遇重要节日，文武百官都要身披袈裟，像僧人一样撞钟诵经，完毕后再换上朝服。为了方便参拜，皇宫边上修建了汉经厂并悬挂起了永乐大钟。从此以后，汉经厂的钟声延绵不断，曾有“昼夜撞击，声闻数十里，时远时近，有异他钟”的记载。然而好景不长，迁都北京仅四年明成祖病逝，仁宗继位。汉经厂逐渐荒废，永乐大钟因为失去了明成祖这位知己，也没了往日那洪亮的钟声，在孤烛冷寺里独自承受着寒风露雨的寂寞。
公元1573年，明神宗朱翊钧即位，改年号为万历。万历五年即公元1577年，北京西郊新的皇家寺院万寿寺建成。万历皇帝想起了沉寂150多年的永乐大钟。他下令，把汉经厂的永乐大钟迁到万寿寺，每天命六位僧人撞钟。这样永乐大钟完成了它第二次搬迁，北京城里再次响起了永乐大钟延绵不绝的钟声。这一敲就是50多年，到了天启年间，北京城里却出现了这样一种传言，说城西有钟声会带来灾难。明熹宗朱由校害怕灾难临头，就降旨，把大钟卸了下来。从此，永乐大钟的钟声再次远离了北京城。
万历三十五年（1607年）永乐大钟被移到西直门外万寿寺悬挂起来，并为它专门建了一座方形钟楼，每天由六个和尚专司撞钟之职。据明人蒋一葵记述：“昼夜撞击，闻声数十里，其声谹谹，时远时近，有异它钟。”永乐大钟在万寿寺悬挂了20年左右，到明末，人们看到它已经躺在地上了。
清雍正十一年（1733年），北京城北的觉生寺建成。有一位大臣想起了万寿寺里的永乐大钟，就建议把永乐大钟移至觉生寺。经过朝臣们的一番争论，根据阴阳五行生克之说，认为大钟属金，北方属水，金水相生，因此，应该把它放在京城之北。于是雍正皇帝最后决定，将此钟置放在地处“京城之乾方，圆明园之日方”的风水宝地觉生寺。雍正也听说过永乐大钟的故事，皇家大钟岂容冷落，他立即颁旨迁大钟至觉生寺。
乾隆八年（1743年），移钟工程才完成。乾隆帝题“华严觉海”大匾高悬于钟楼之上。为了悬挂这口大钟，特地在寺后设计了一座两层钟楼，上层圆形，下层方形，楼内有梯盘旋而上。钟楼上各面都有窗，因之里面光线充足，能见度良好，可以清楚地看到钟纽和钟身顶部。悬钟的架子，是用粗大的木梁制成，它的四柱顶部内倾以散力，结构合理，所以经过二百多年毫无倾斜、歪闪的迹象。为了减低钟架的高度，在钟的下方挖了一个深70公分的八角形坑穴，人们可以在坑里观看大钟内壁的字迹。
距今580多年前，明永乐年间，这里民居稀少，地势开阔。一天，一位年逾古稀的老者来到这里，踏着杂草与荆棘，老人家显得心事重重。几个月前明成祖朱棣降旨要铸一口两层楼高的大钟，而且还要铸上23万字的佛经铭文。
这位心事重重的老人，是辅佐明成祖朱棣登上皇位的头号功臣道衍和尚。虽已年近八旬，但深得皇上信任的道衍还是被永乐帝指定为铸钟的监制。因为此次铸钟是永乐帝推行佛教治国的象征，非德高望重之人不能胜任。接旨后的道衍，深感责任重大，他立即开始广招天下能工巧匠，商议如何铸造这口举世无双的大钟。工匠们建议，采用地坑陶范法铸造。首先在地上挖出深坑，制作钟模。然后，几十座铜炉的铜水一起浇铸，必须保证大钟一次铸成，这样铸好的大钟才能发出声来。
钟是铸好了，但却不是大钟寺里的永乐大钟，原来永乐皇帝降旨要铸的钟，不仅上面要有23万字的经文，更重要的是形体巨大，是历史上从来没有过的，要铸成这样巨大的钟谁也没有把握，于是道衍和尚让人先铸了这口没有经文的大钟作为试验。
铸好的大钟上的确没有经文，这是因为大钟上要铸的23万字佛经铭文中有皇上亲自撰写的《诸佛名经》。道衍和尚深为了慎重起见，他先命工匠们铸一口体形相似的大钟作为尝试，并没有铸上经文。
永乐大钟随着人类社会的发展，人们对音阶与音律的认识渐趋完善，商周时期出现了青铜制作的铙、鎛钟、甬钟、编钟等演奏乐器。“钟鸣鼎食”，日益成为贵族统治者权势地位的标志。悬挂编钟，要严格按照礼乐制度规定的名位等级，天子宫悬（四面悬钟）、诸侯轩悬（三面悬钟）、卿大夫判悬（二面悬钟）、士特悬（一面悬钟）。制礼作乐成为当时治国安邦的大事。
战国时代的伟大诗人屈原有“黄钟毁弃，瓦釜雷鸣，馋人高张，贤士无名”的诗句传诵于世。它除了反映当时礼崩乐坏社会局面外，也说明古钟已成为人们心中崇高、公正、贤明、美好的华夏文明象征。到了秦朝，又出现了象征中央集权的巨型铜钟——朝钟。
由于中国是钟的故乡，随着印度佛教渐次传入中国，中国的佛教僧人又创造了具有中国特色的法器——佛钟。以后历代都竞相铸造各种朝钟、佛钟、道钟、乐钟。而珍藏在大钟寺的永乐大钟，可以说是一口集中国各类古钟之大成的巨钟。明、清两朝，每逢辞旧迎新之际，大钟寺的和尚都要敲钟108下。据说一是因为一年有l2个月、24个节气、72个侯；二是因为佛教认为人有108种烦恼，敲108下钟，人听了钟声便可消忧解愁。如今，为了保护永乐大钟，同时又能使广大游人欣赏钟王美妙之声，大钟寺古钟博物馆实行每年正月初一到初三每天敲钟三次，每次敲钟三下。每敲一下钟声可在殿中回荡70秒钟。
北京市人民政府已于1957年公布大钟寺为重点文物保护单位。1986年已建成一座古钟博物馆，现已收集历代古钟一百八十多口。大部分是明、清两代的古钟，花纹造型精美。其中一口原始社会末期制作的陶钟，据说已有约四千年的历史。大钟寺古钟博物馆陈列的各种古钟，不仅对研究中国的礼乐制度、思想史、音乐史、断代史等专史有重要价值，而且由于它们荟萃了中国古代工艺技巧之精华，代表了当时的铸造、声学、乐律学、力学的高超技术水平，也是研究中国传统科学技术的宝贵资料。每逢节日，永乐大钟鸣钟三次，钟声悠远。这口大钟可以说是中国“钟王”。
永乐大钟不仅钟体庞大，而且集前述若干优点于一身，它的铸造成功不仅仅取决于永乐帝的主观愿望，更主要的是取决于相应的经济实力和科技水平。而这种经济实力的积累和科技水平的提高，与明初所实行的一系列解放生产力和发展生产力的政策及措施密切相关。
政治方面
废除了元代的民族压迫制度以及与之相联系的奴隶制残余。众所周知，在元朝，蒙古统治者为了维护其最高统治地位，把国民分为蒙古、色目、汉人和南人（原南宋治下的居民）四等，并在政治、法律、人才任用和科举考试等方面做出一系列优待蒙古、色目而歧视、欺压汉人和南人的规定。这一制度虽然在元末农民大起义中被摧毁了，但与此相联系的奴隶制残余还存在，还有相当数量的被掠卖为“驱口”或“奴婢”的汉人和南人尚未获得解放。
这种状况残留到明初，对社会经济的发展已经形成了严重的束缚。奴隶地位低下，身受非人的奴役自不待言，在新兴的封建统治者看来，更重要的是他们被世家大族所隐没，使政府得不到足够的劳动人手和税收来源。因此，朱元璋于洪武五年（1372）五月下令解放奴隶，诏书中说：“曩者兵乱，人民流散，因而为人奴隶者，即日放还，复为民。”为了保证这一诏令的落实，在《大明律》中规定：“庶民之家，存养奴婢者，杖一百，即放为良。”同年，“福建两广等处有豪户阉割人驱使者，以阉割抵罪，没官为奴。”可见，朱元璋在民间废除奴隶制的决心之大和措施之严厉。这样一来，除了朝廷和明朝新贵尚保留着一定蓄奴权之外，民间的奴隶制残余基本得到遏止。
由于明初废除了元代的民族压迫政策和遗留下的奴隶制残余，使广大汉人和南人，特别是在战乱中沦为奴隶的各族人民得以解放，从而为明初农业和工商业的恢复和发展创造了必要的条件。
农业方面
所实行的政策和措施主要有：奖励垦荒，实行移民和屯田，满足了无地和少地农民的土地要求；治理水患，兴修陂塘、堰闸、河渠、堤防等水利工程；奖励农民种植棉、麻、桑树等经济作物；减轻田赋、徭役，实行使人民休养生息的政策等。这些政策极大地推动了明初农业经济的迅速恢复和发展。据《明史·食货志》记载，至永乐中期，每年“天下本色税粮三千余万石”，持续保持在洪武时期的较高水平上，朝廷和地方的粮食储备都十分充足，“计是时宇内富庶，赋入盈羡，米粟自输京师数百万石外，府县仓廪蓄积甚丰，至红腐不可食。”应该说，自洪武初至永乐中期农业经济的充分发展和丰富的粮食储备，为永乐帝迁都北京和营建紫禁城、修建天坛、铸造永乐大钟等耗资巨大的工程奠定了坚实的物质基础。
工商业方面
明太祖和成祖突破了“重农抑商”或“崇本抑末”的传统思想。太祖时鼓励“农尽力畎亩，士笃于仁义，商贾以通有无，工技专于艺业”，并于洪武十九年（1386）“榜谕天下”，“令四民，务在各守本业。”明成祖当上皇帝后也一直是奉行这种思想，如永乐七年（1409）他曾对北京耆老说：“农力于稼穑，毋后赋税；工专于技艺，毋作淫巧；商勤于生理，毋为游荡。贫富相睦，邻里相?NB456?……相安相乐，有无穷之福。”在这种思想指导下，明初采取了如下一些有利于工商业发展的措施：改变了元朝手工业奴隶的身份，使世袭的手工业者除了定期轮流应役外，大部分时间可以自己制造手工业品到市场上去出售；减轻工商业税收，规定“三十而税一”；鼓励国内贸易，有限度地开展对外贸易，各国可持政府所颁凭证通商；开展疏通运河等有利于商贸的基础设施建设等等。这些政策和措施有效地调动了工商业者的生产积极性，刺激了他们聪明才智的发挥，使明初50年间，手工业、交通运输和商业贸易都得到了较快的恢复和发展。特别是手工业中的矿山开采、金属冶炼、铸造工艺等行业都有很大发展，积累了丰富的生产经验和技术，不少技术创新在当时居于世界领先水平，这些为永乐大钟的成功铸造提供了必不可少的技术准备。
宋应星（1587～1667?）的《天工开物》对明代和明代以前的农业和各种手工业技术进行了系统的总结。其中的《五金》篇总结了金、银、铜、铁、锡、铅、锌等金属矿物的开采、选矿、洗矿、冶炼和分离等技术，并附有珍贵的生产设备图。这里所述的以生铁水“渗淋熟铁之中，两相投合”的炼钢法，锌的冶炼工艺，铜与锌按不同比例炼出不同性能的黄铜合金等，既比明以前同类工艺有重要的突破，也是世界冶金史上的首创；《冶铸》篇总结了中国传统的铸造技术，着重叙述了铜钟、铜鼎、铜钱和铁锅的铸造技术及设备，总结出失蜡、实模和无模三种基本铸造方法，这些方法在当时也处于世界领先地位；上述两篇著作中还附有20个拉杆活塞式风箱图，未作文字说明，可能是当时在冶、铸生产中使用这种风箱已经司空见惯，无须再费笔墨的缘故，这种风箱被世界科学界看作是近代冶炼鼓风设备的先驱。
综上所述，明成祖作为在儒家思想和中国历史传统熏陶下成长起来的一代大有作为的守成帝王，他自然以“修、齐、治、平”为行为准则，以维护和扩大明朝统一为己任。因此，他在迁都北京之际，下令铸造永乐大钟是为了利用佛教来宣传他在《大明神咒回向》中所提出的以“敬愿大明永一统”为最终目标的系统而完整的施政纲领，既非单纯地宣扬佛法，也不仅仅是为炫耀功绩和迁都纪念，更与“忏悔”之说无涉。
从客观条件上看，一方面，他能尊重当时的佛教发展状况而因势利导，从而想出了铸造永乐大钟而融政、教于一体，维护明朝“大一统”的独到办法；另一方面，他实施了一系列促进农业和工商业发展的政策，造就了永乐中期的富庶景象，把当时的科技水平推向了世界领先的高度，从而才实现了他铸造永乐大钟的设想，永乐大钟也因此得以成为集当时世界冶金、铸造、声学、力学乃至佛教艺术之大成的历史文化瑰宝。
现存北京大钟寺古钟博物馆的永乐大钟在世界古钟史上占有重要地位，从其存世历史之悠久、钟体之博大美观、钟声之悦耳远播和钟体内外所铸佛经铭文之多以及悬挂结构之巧妙、铸造工艺之高超等方面而言，堪称“世界之最”。关于它的历史成因，清代以来曾有不少说法：
- 1.
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- 3.弘扬佛法说。认为明成祖铸造永乐大钟是为了弘扬佛法。
- 4.炫耀功绩、迁都纪念和展示科技水平说。
“忏悔”说源自乾隆皇帝所作《大钟歌》中：“谨严难逃南史笔，忏悔讵赖佛寺钟”。由于该诗系帝王所作，又刻碑立于觉生寺（即大钟寺）永乐大钟之东侧，故“忏悔”说广为流传。殊不知这种说法是乾隆帝借题发挥，属一厢情愿的主观臆断，与史实有严重抵触。
首先，在中国历史上，宫廷政变屡见不鲜，可以说每次政变都是十分残酷的，未见哪个因政变登基的帝王“忏悔”过。比较典型的如唐初秦王李世民不就是通过“玄武门之变”，杀兄弟逼父皇，剪除异己之后登上皇位的吗?然而，他为政大有作为，创造了历史上有名的“贞观之治”，成为大唐盛世的主要开创者。明成祖当政后对唐太宗的许多做法和政策都赞许有加，并积极效法，由此观之，明成祖何“忏悔”之有?他不仅从未因“靖难之役”而忏悔过，而且恰恰相反，他曾多次谈到“靖难之役”的正当性。比如他在永乐十五年（1417）为刻在永乐大钟上的御制《诸佛如来世尊菩萨尊者神僧名经》所作序文中说：“谗言君臣，诬毁善良，所造罪业，无量无边。……今王法所诛皆不忠不孝之人，凶暴无赖，非化所迁。所以拔恶类，扶植善良，显扬三宝，永隆佛教，广利一切。”第二年，他在御制《姚少师神道碑》中又说：“及皇考宾天，而奸臣擅命，变革旧章，构为祸乱，危迫朕躬。朕惟宗社至重，匡救之责，时有所在……内难即平，社稷奠安。”《明太宗实录》（卷12）说得更加直白：“建文中，信任奸回，以残骨肉。朕于其时，迫于危祸，不得已起兵。赖天地祖宗之灵，克平内难云云。”
其次，负责监造永乐大钟的僧录司左善世姚广孝在乾隆诗中两次被提到：“晁谋弗善野战龙，金川门开烈焰红”和“道衍俨被荣将命，犍椎冶尽丹阳铜”。据此有学者认为姚广孝因自己曾帮燕王朱棣策划和指挥“靖难之役”而罪感深重，故有借铸钟“忏悔”之意。此说并无史实根据。虽然姚广孝因“靖难之役”确曾遭到亲、朋的冷遇和措词严厉的谴责，但他并未因此消沉，而是仍然当他的“僧录司左善世”，积极帮助永乐帝料理佛教事务，包括监制永乐大钟和从事著述等，直到84岁逝世为止。
永乐大钟第三、袁宏道《万寿寺观文皇旧钟》诗中的“先皇举手移天毂，无冠少师鬓发秃。已将周吼一齐周，更假释梵庇冥族。”两句诗不能作为“忏悔”说的证据。袁宏道乃万历二十年进士，当是正统观念很强的人，他对道衍和尚及“靖难之役”颇具微辞是可以理解的，但他的观点正确与否也要看有无事实根据。事实上，如前所述，明成祖令姚广孝监制永乐大钟之前，先对在靖难之役中被杀之人口诛笔伐一番，说他们是“凶暴无赖，非化所迁”的“不忠不孝之人”，他怎么还可能以耗费巨资，铸万钧佛钟的方式去“庇护”这批“冥族”呢？因此，袁宏道之言也纯属掺杂着顽固的封建正统观念和诗人想象成份在内的主观臆测，不足为凭。
由上述可见，乾隆帝的“忏悔”说不能成立。那么，明成祖令姚广孝监制大钟的真正意图到底是什么呢?我们认为，这应该到永乐大钟的铭文和永乐帝的施政活动以及他的思想根源中去寻找，看其内心世界到底是怎样产生的这些想法，然后才有可能正确地判断其铸钟的真实意图。
其实，明成祖铸钟意图已明确地表述在御制《大明神咒回向》当中了，它被铸在大钟东侧下方大钟“御制款识”附近非常容易看到的显著位置，这是经过将23万余字佛经铭文按“三进三出”的方式，精心排列的结果，我们推测其目的很可能是为了突出这一《回向》文及其中心思想。
该《回向》文的主要内容有：“惟愿如来阐教宗，惟愿大发慈悲念，惟愿皇图万世隆，惟愿国泰民安乐，惟愿时丰五谷登，惟愿人人尽忠孝，惟愿华夷一文轨，惟愿治世常太平，惟愿人民登寿域，惟愿灾难悉清除，惟愿盗贼自殄绝，惟愿和气作祯祥”，……“敬愿大明永一统”。从铭文的内容和逻辑分析，应该说，前边的所谓“十二大愿”既被囊括在“敬愿大明永一统”当中，又构成它的前提，因为如果这“十二大愿”仰仗佛祖保佑和经过自身努力都实现了，就可顺理成章地达到“大明永一统”的理想境界。
明成祖之所以煞费苦心御制《大明神咒回向》并把“大明永一统”作为最终的理想追求，绝非偶然，而是有其深刻的政治和思想文化根源。
从政治上说，明成祖作为一个有作为的守成帝王，他必须要考虑以他所能想到并有能力加以实施的种种方式来巩固和扩大由乃父朱元璋所创下的大明基业。早在永乐元年（1403）七月，他就命翰林侍读学士解缙负责编纂大型类书，并要求：“凡书契以来，经史子集百家之书，至于天文、地志、阴阳、医卜、僧道、技艺之言，备辑为一书，毋厌浩繁”。第二年十一月，解缙等将所编图书进上，明成祖经过仔细翻检，发现“尚多未备”，于是又命姚广孝、刘季篪和解缙等组织人力重修，于永乐五年（1407）完成，赐名为《永乐大典》并亲制序文，其中说：“朕嗣承鸿基，勔思缵述，尚惟有大混一之时，必有一统之制作，所以齐政治而同风俗。序百王之传，总历代之典。……”可见编《永乐大典》是为了“齐政治”，“同风俗”，从而维护和巩固有明大一统的局面。
明太祖在位时期，历经30年的浴血奋战和苦心经营，通过用兵和招抚等手段，逐步统一了全国的大部分地区：“东起朝鲜，西距吐蕃，南包安南，北距大碛，东西一万一千七百五十里，南北一万零九百四里。”初步奠定了明朝的疆域。但是，它在面积上远不及汉、唐，西北尚未完全统一，北方还经常受到蒙元残余势力的威胁。明成祖夺得皇位之后，在加强中央集权，促进经济发展，努力增强国力的基础上，积极采取措施，拓展大明边疆，试图巩固和扩大明朝多民族国家的统一。其中有成功的举措如建立努尔干都司确立对东北地区的管辖；实行“改土归流”，设立贵州布政司，加强对西南边疆的治理；积极经营西北并设立哈密卫；通过派郑和下西洋，踏察了南海诸岛屿，扩大了同海外几十个国家的友好往来；册封西藏各派宗教领袖并通过他们加强了对西藏的管理等。
这些举措都充分表明，他维护和扩大“大明统一”，促进“华夷一文轨”的坚定信念以及他为实现这一信念所做的不懈努力。据杨荣：《后北征记》记载，他晚年于永乐二十、二十一、二十二年（1424）连续三次北征蒙古，试图以武力征服之，但均无功而返。在最后一次北征的回师途中的一次宴会上，他回顾了太祖御制词五章之后，举杯感慨道：“此先帝垂谕创业守成之难，……朕嗣先帝鸿业兢兢焉，惟恐失坠。虽今军旅之中，君臣杯酒之欢，不敢忘也。尚相与共勉之。”表明了他要光大“先帝鸿业”的心迹。不久，他就死在这次返师的途中。征服和统一蒙古的事业未竟，成了他终身的遗憾。因此，可以说，他当年铸永乐大钟不是为了别的，正是为了利用佛法对世人的感召力，来弘扬他统一中国的宏图伟愿。
明成祖之所以形成“大明永一统”的信念，其思想文化根源主要是儒家关于经过“修、齐、治、平”而达到“大一统”的理念。“大一统”思想首倡于孔子，他在《论语·季氏》中把春秋末年的“混乱”与西周时期的“秩序”加以比较：“天下有道，则礼乐征伐自天子出；天下无道，则礼乐征伐自诸侯出。”在这里，他又把“春秋”这个“天下无道”时期分为三个阶段，即“礼乐征伐自诸侯出”、“自大夫出”和“陪臣执国命”，从而看出政权愈是下移，社会愈是混乱。因此，他主张建立象西周那样的“礼乐征伐自天子出”的中央集权制的统一国家，认为只有这样才能结束战乱，恢复秩序。这虽然在形式上是“复古”，但骨子里却是要求实现国家统一。从汉代的董仲舒到宋代的程、朱理学均对孔子的“大一统”思想作过进一步的阐发，特别是朱熹，他通过对《大学》思想的解说，阐明了“大一统”观念的具体内容和实现途径，即所谓能容纳儒家精髓的“三纲八目”。“三纲”是指明明德、亲民和止于至善，概括了“大一统”的内容；“八目”包括：格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国和平天下，指明了实现“大一统”的途径。
明成祖在为《五经大全》、《四书大全》和《性理大全》所作序文中说，要用孔孟之道和朱熹理学统一全国的思想，“使天下人获睹经书之全，探见圣学之蕴。由是穷理以明道，立诚以达本，修之于身，行之于家，用之于国，而达之天下。使家不异政，国不殊俗，大回淳古之风，以绍先王之统……。”可见，他对“圣学”之底蕴理解得十分透彻，修身、齐家、治国的最终目的是“平天下”，是拓展祖宗基业，扩大统一范围，是要实现“大明永一统”的理想境界。
正因为这些思想在他的头脑中已经根深蒂固，所以在永乐十四年（1416）讨论迁都和营建北京城的时候，有臣下奏言，称北京为形胜之地，“足以控四夷，制天下，诚帝王万世之都也”。他十分赞赏，并决定马上开工营建北京城，为迁都做准备。可见，迁都北京正是他“控四夷，制天下”的关键举措。因此，可以说，在迁都北京之际借助弘扬佛法来宣传以“大明永一统”为核心内容的施政纲领，才是他下令铸造永乐大钟的真实目的。
永乐大钟元代佛教之所以出现寺院林立、僧团庞大和信徒众多的情况，固然有元朝统治者过度崇佛的因素在起作用，但归根到底是因为在当时阶级压迫和民族压迫十分严重的历史条件下，特别是元末战乱的黑暗岁月里，广大人民群众因无法摆脱现实生活中的苦难，便纷纷到佛教中去寻求精神上的解脱，从而使佛教赢得了广泛的信教群众基础。
这是新兴的明朝统治者无法回避和必须认真对待的现实。弄得好可以得到这一宗教群体的归顺和拥护，弄不好必将危及新兴王朝的统治和稳定。这一点，朱元璋和朱棣都看得比较清楚。朱元璋在登基之初招揽“善世禅师”时就曾说过：“佛教肇兴西土，流传遍被华夷，善世凶顽，佐王纲而理道，今古崇瞻，由慈心而顾重。是故出三界而脱沉沦，永彰不灭，”认为：“景张佛教……人皆在家为善，安得不世之清泰。”朱棣在为重刻《法华经》、《金刚经》所作序文中也明确指出：佛教具有“阴翊王度”和“善世”之功能。
正因为朱元璋父子对佛教的发展状况和佛教对巩固政权的重要意义都有了较深刻的认识，所以在他们当了皇帝以后，对佛教都采取推崇、扶植、利用和控制的方针。这一方针以及一系列具体的政策、措施诸如礼遇名僧，频举法会，广泛册封藏传佛教各派领袖，重建或修缮寺院，扶植寺院经济，大量刊印佛典，通过限制发放度牒和僧侣数目、年龄以及实行考试制度等方式抑制僧侣数目的过快增长，防止滥竽充数，严禁寺院藏匿非法之徒和取缔秘密宗教组织等。这些政策和措施，说到底都是为了在克服佛教负作用的基础上，更有效、更充分地利用它的强大感召力、凝聚力和巨大的社会能量来为巩固明朝统治服务。
上述方针、政策和具体措施的实行对促进明初50年的社会稳定，特别是西藏地区的稳定起到明显的效果。在内地，有众多著名高僧如绍兴宝林寺别峰、杭州天竺寺东溟等等都率徒众接受朝廷的礼遇和规范，趋之若鹜地参与朝廷频频举办的各种“大法会”，大力弘扬佛法，劝人一心向善。这些都对促进社会稳定大有帮助，使明初50年的政局比较稳定。永乐年间（1403～1424）除了1420年山东唐赛儿假白莲教起义短时间就被镇压之外，没有再出现较大的不稳定因素。在西藏，由于明成祖在太祖册封藏传佛教各宗派领袖为“国师”并加强同西藏地区“茶马”贸易的基础上，进一步实行了对西藏佛教各宗派大小首领加封“大法王”、“大国师”及“西天佛子”等名号的举措，使他们“转相导化，以共尊中国”，从而实现了“西陲宴然，终明之世无番寇之患”的安定局面。
永乐大钟正是在这种情况下，着手铸造的，其目的是进一步以寓政治目标于佛教的方式，利用人们信佛的心理和佛教由来已久的影响力及感召力来潜移默化地引导人们：只有自觉地奉行“三纲五常”的伦理准则，维护国家统一、民族团结和社会稳定，才能实现现世的安康幸福和对来世的美好憧憬。
首先，如前所述，永乐大钟虽然在形式上是铸满经文、咒语的佛钟，但它也绝不是单纯为宣扬佛法，而是想借助弘扬佛法来宣传明成祖的政治主张和政治理想，也就是《大明神咒回向》所表述的内容及其中心思想。在佛家看来，“回向”一般是指以自己所修功德去教化人民，普度众生，引导人们尊奉佛法，积德行善，最后修成正果，进入西方极乐世界。明成祖正是利用了这一点，他铸钟供养佛法，劝人为善，其最终目的是要利用佛法教化民众，使之共同来维护明朝的“大一统”江山。
当然，唐宋以来有不少铸有少量佛经、咒语或简短吉祥祝语的佛钟。但是，象永乐大钟这样把《诸佛世尊如来菩萨尊者神僧名经》、《大明神咒回向》、《妙法莲华经》、《金刚般若波罗密经》、《佛说阿弥陀经》、《仁王护国陀罗尼经》、《佛顶大白伞盖楞严陀罗尼经》、《般若波罗密多心经》等经文以及百余种中、梵文咒语共23万余字都和谐有序地铸在如此硕大的钟体上，而且以《大明神咒回向》的形式把皇帝的施政纲领铸到经文环绕的显著位置，在历史上则为仅见。
其次，把上述经文铸到钟上，劝人念佛向善，是想借助佛教关于生死轮回和因果报应思想来维护儒家“三纲五常”的封建伦理观念，从而达到巩固明朝封建专制主义统治的目的。明成祖“御制”《诸佛世尊如来菩萨尊者神僧名经》约13万言，占大钟铭文的一多半，在铸上大钟之前，他还命人谱了曲，并向民间广为散发，鼓动民众念佛名求善报，目的是“朕统临天下，夙夜拳拳，以化民务。”其内容主要是宣扬忠孝观念和因果报应思想，鼓吹“孝弟忠信最为先”，“至孝在忠君”，并把忠孝观念和因果报应结合起来，强调“不忠不孝即为大恶”，“天网恢恢，报应甚速”等等。正像他在该《佛名经》序中所说：“凡发善心称赞诸佛世尊如来菩萨尊者神僧名号者，即得种种善报，轻薄侮慢不敬不信者即得种种恶报……，所谓为善者，忠于君上，孝于父母，敬天地，奉祖宗，尊三宝，敬神明，遵王法，谨言行，爱惜物命，……如是则生享富贵，殁升天堂，受诸快乐。所谓为恶者，不忠于君，不孝于亲，不敬天地，不奉祖宗，不尊三宝，不敬神明，不遵王法，不谨言行，残害物命，……如是则生遭重遣，死堕地狱，受诸苦报。”
铸《法华经》、《金刚经》等，其实质也是在利用佛教的因果报应思想来维护“三纲五常”。他在《金刚经》序中劝导世人说，想达智慧成正果，“觉路非遥，履之即至”，“惟尽心以忠于君，竭诚以孝于亲，不亏六行（据《金刚三昧经》载，六行包括：十信行、十住行、十行行、十回向行、十地行、等觉行。——引者），不犯五刑（中国古代的五种刑法，隋至清代指笞刑、杖刑、徒刑、流刑、死刑），不缠根尘，心无妄想，无所住著，即见本性，不离宗旨，又能持诵此经，勤行修习，当即证大乘。”
佛钟亦称梵钟，大约产生于东汉时期，因为这时圆形的报时钟已广泛用于民间，而佛教恰好在东汉时期广泛在中国传播，为了适应中国的国情，在原有犍稚的基础上，采用当时流行的报时钟的形式来警示僧众和传播梵音。按《长阿含五?尼沙经》的说法，梵音有五大特点：正直、和雅、清澈、深满和遍周远闻，故采用报时钟来传播梵音和弘扬佛法比木制的“犍稚”更能满足这些要求。现存最早的佛钟即南朝陈太建七年（575）钟就是一口圆形钟。在以后的发展中，为了更好的传播梵音，人们不断地改进圆形钟的形态和铸造方法，追求钟声的完美、庄重、悠扬和远播，从而使钟成了寺院不可缺少的法器，以至达到了“有寺必有钟”的程度。
可见梵钟是佛教与中国文化相结合的产物。由于它的功能除了作为起居作息和召集僧众的信号之外，更主要的是传播梵音、醒世弘法和拯救众生。如唐朝和尚释道世所撰《法苑珠林·鸣钟部》所言：“洪钟震响觉群生，声遍十方无量土。含识群生普闻知，祓除众生长夜苦。”又大钟寺古钟博物馆所藏北宋熙宁十年（1077）所铸铜钟载有阴刻铭文：“增一阿含经云，若打钟愿一切恶道并皆停止，得除五百亿劫生死罪，云云。”受这些信念的影响，普通大众对钟声的神奇功能也深信不疑，还编出了朗朗上口的歌谣在民间流传，并把它郑重其事地铸到了钟上：“闻钟声，烦恼轻，智慧长，菩提生，离地狱，出火坑，愿成佛，度众生。”
永乐帝正是适应和利用这种需要，在迁都北京之际动员了众多能工巧匠的智力，耗费巨资铸造了这口空前的寓政治理念于神祉的永乐大钟。它承载着经过精心编撰的经文、咒语，一击，“声闻数十里”，字字皆音，达到了使“梵音”以其“正直、和雅、清澈、深满”的谹谹之声“遍周远闻”的极至，意在使佛祖保佑他，信徒支持他，实现《大明神咒回向》中所提出的以“敬愿大明永一统”为终极诉求的一系列政治理念。
因此可以说，永乐大钟是寓政治于佛教的成功典范，是永乐帝利用佛教的一大创举，也是留给我们的历史文化遗产。剔除其封建专制主义的糟粕，宣传其维护国家统一、民族团结、社会稳定和谋求人民生活幸福的理念，仍然具有十分重要的现实意义。
早在民国时期，北洋军阀张宗昌就曾对永乐大钟的钟身铭文做过一次拓印整理，但极不完整，现已残损不堪。此后，在90年代中期，北京各界人士联手对大钟铭文进行全面补拓、整理和编辑，并采用传统印刷、装帧工艺，出版了《永乐大钟铭文真迹》。对于这次历时多年的拓印工程，内行人称，由于钟体的经文都是阳文雕刻，传统的纸张拓印，非常不清晰，更加无法作为字帖用。 [2]
起初，计算中心的工作人员也曾尝试从3D照片中直接抠字，结果，即使是一个熟练的工程师，大半天也只能抠出六七个字。不仅如此，刘清珺直言，这样效率低不说，且顶多是去掉背景的局部照片，绝非真正意义上的拓印。 [2]
