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第2章 古代军刀(1)

古代军刀,泛指冷兵器时代军队装备的劈砍类短兵器,是古代士兵手中最基本也是最实用的战斗武器。古代军刀是古代一个国家科技水平高低的完美体现。

中国青铜剑

血色青铜的思辨

剑是古代中国最常用也是最普通的兵器之一,在先秦时期,青铜剑曾经是古人征战沙场、防身护卫最主要的短兵器。考古证据表明,中国古代青铜剑的最初起源年代最迟在商代,文献对于剑的记载见于周代以后,以春秋、战国、秦、汉为盛。在先秦时期,中国经历了从青铜剑制作到铁剑制作的发展历程,而钢剑制作也是从先秦时期开始的。到西汉后期剑逐渐淡出战场短兵器行列,被由钢铁锻制的环首刀所代替。但是,剑一直被古人视作身份、智慧和勇武的象征,被尊为

“百刃之君,至尊至贵,君臣咸崇”,造就了剑在中华文明中非同一般的地位,形成了影响中国数千年的“剑文化”。剑始终代表着中华传统文化体系中强悍与勇武的精神。

在先秦时期的战争中,青铜剑作为近身格斗所使用的兵器,最主要的使用方法是突刺,以穿透对方的铠甲、刺入其身体而杀死敌人,同时兼有劈砍、划削的作用。青铜剑一般是采用铜锡合金冶炼铸造而成的。中国古代先民早在周代就已经通过长期的生产实践总结出了不同的铜锡配比,用以制作不同的器物,在《周礼·考工记》中就有“金有六齐”的记述,而这种配比基本符合现代科学的原理。到了战国时期,人们创造性地发展出了青铜复合剑的铸造技术,大大提高了剑的性能。

随着古人冶铜铸造技术的成熟发展,青铜剑的剑身一直在不断地加长。初兴之时,剑长只能达到200~300毫米;春秋战国之际,长度普遍达到500~600毫米;战国晚期,一些地方制作的青铜剑至少能够达到700毫米;及至秦代,某些秦剑的长度超过了800毫米,现今出土的最长的秦青铜剑将近950毫米。

中国青铜剑的典型代表,首推国人熟知的越王勾践剑,另外,秦俑坑出土的超长秦剑也为人称道。然而围绕它们,却有太多的违背科学与基本常识的误解。

享誉天下的千古一剑———越王勾践剑

越王勾践剑的横空出世

有志者,事竟成,破釜沉舟,百二秦关终属楚。

苦心人,天不负,卧薪尝胆,三千越甲可吞吴。

蒲松龄先生这副对联的下联说的是春秋时期,越王勾践“卧薪尝胆”20年,一举击败了强大的吴王夫差,上演了历史上春秋争霸的最后一幕。这个故事作为中国历史上的经典,多少年来,一直鼓励着人们奋发向上,告诉人们要想成功就要做一个有志者、苦心人。1965年的一次考古发掘,意外地为这个故事找到了物质载体。

1965年12月,在湖北省荆州市(江陵)附近望山1号楚墓中,出土了一把插在髹漆木鞘内的青铜剑。拔出铜剑,锈蚀十分轻微,保存完好,剑锋薄而锋利。考古人员以该剑划纸测试,21张纸一划而开。研究人员通过对剑身8个鸟篆铭文的研究探讨,解读为“越王勾践自作用剑”。

越王勾践剑全长556毫米,宽46毫米,剑格宽50毫米,剑体长456毫米,剑身的两侧均布满黑色的菱形花纹,剑首向外翻卷成圆箍形,内有间隔仅0.2毫米的11个同心圆,剑格正面镶有蓝色琉璃,背面镶有绿松石,制作工艺精良。越王勾践剑与其具有传奇色彩的主人那奋发图强的精神相结合,俨然已被国人升华到中华民族民族精神的一种代表。这件被国人誉为“天下第一剑”的国之重宝现收藏于湖北省博物馆。

越王勾践剑千古不锈之重重迷雾

从2000年左右开始,随着越王勾践剑各种“复制”、“克隆”或仿制品的相继出现,各媒体报道中普遍使用的说法是:越王勾践剑千年不锈的原因是剑身经过了硫化处理。

1977年曾经对越王勾践剑作过一次无损的科学检测,结果检测到剑身花纹含有硫,之后一些考古研究者基于这一结果提出了越王勾践剑“曾经采用了硫化处理技术来防锈。我国在春秋时期曾用过一种使青铜器表面发黑的硫化处理技术。其时距今约2500年,是历史上最早的金属表面硫化处理技术。”但是这种说法是不符合科学原理的,也与基本常识相违背,已经被考古学界否定。然而直到现在,媒体仍在报道中使用这种说法,以致谬误流传,误导世人。

更有甚者,有些报道采用移花接木之术,将在秦俑坑出土的青铜兵器上检测到含有铬元素的事,安到了越王勾践剑身上。比如:“通过进一步的研究发现,越王勾践剑千年不锈的原因在于剑身上面被镀上了一层含铬的金属。大家知道,铬是一种极耐腐蚀的稀有金属,地球岩石中含铬量很低,提取十分不易。再者,铬还是一种耐高温的金属,它的熔点大约在4000℃……虽然中华文明中曾有过太多的秘密,但现代的科学发明竟会出现在2400

多年以前,在我们禁不住‘赞叹’的同时,也不得不‘敬佩’祖先的智慧。”这种无中生有、混淆视听的说法完全就是在造谣了。

越王勾践剑的科学检测

1977年12月,上海复旦大学静电加速器实验室的专家们与中国科学院上海原子核研究所活化分析组及北京钢铁学院《中国冶金史》编写组的学者们一道,采用质子X光非真空分析法对越王勾践剑进行了无损科学检测,得出了剑身青铜合金分配比的准确数据。那么,不同成分的配比在同一把剑上是怎样应用的呢?专家们分析认为,古人采用了复合金属工艺,即分两次浇铸使之复合成一体。这种复合金属工艺,世界上其他国家是到近代才开始使用的,而我国古代的能工巧匠早在2000多年前便已采用。

从科学原理分析青铜剑

(1)金属活泼顺序:

K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au分别对应着钾,钙,钠,镁,铝,锌,铁,锡,铅,(氢),铜,汞,银,铂,金。以氢为分界,氢前面的为活泼金属,后面的为不活泼(惰性)金属。从左到右金属活动性由强减弱。

a.从理论上讲,排在氢前的金属才能和酸反应,置换出氢元素。

b.在常温水溶液中,排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

c.排名越后的金属越容易也越先从它们的化合物中被置换出来。

d.排名越前的金属越容易也越先把其他化合物中的金属置换出来。

(2)金属腐蚀的原理:

根据腐蚀的作用原理,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀:单质金属或合金直接与外部介质进行异相化学反应而使表面遭受的腐蚀损坏。在腐蚀过程中不起电化学反应。

电化学腐蚀:金属与周围介质(主要指电解质溶液)相互作用,在界面上发生电化学反应而造成的腐蚀。电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀类型,当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中,金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池,相对活泼的金属作为阳极发生氧化反应被溶解腐蚀,相对不活泼的金属(或者可导电物质)作为阴极一般只起传递电子的作用而被保护,阴极上发生还原反应。比如钢铁实际上是合金,即除铁之外,还含有碳(石墨)、渗碳体(FeC3)以及其他金属和杂质,它们大多数没有铁活泼,这样形成的腐蚀电池的阳极为铁而阴极为碳等各种杂质,又由于铁与杂质紧密接触,使得腐蚀不断进行,铁被溶解消耗而锈蚀损失。

由上述简单的科学原理,我们很容易分析出青铜剑能够长期埋藏地下而不易锈损的内在原因———铜是一种不活泼的金属,不易被腐蚀,青铜剑即使发生一定程度的腐蚀,因其表面有镀锡或富锡层的存在(锡相对铜较活泼),会首先发生腐蚀,这将起到一定的保护作用。

金属活泼顺序和金属腐蚀的原理决定了埋于地下2000多年的青铜器被大量较好保存,而那些铁器,哪怕只埋了几百年,也大多锈蚀不堪,甚至连渣都不剩。

越王勾践剑是不可能经过古人硫化处理的根据现代科学知识我们知道,硫化铜是一种结构并不致密的物质,无法在青铜器的表面形成一层保护膜,现代文物工作者在保护古代青铜器时从来也未使用过硫或硫化物。古代工匠们是否在越王勾践剑的表面采用过硫化处理的工艺呢?答案是否定的。因为硫化铜的结构并不致密,不能在金属表面牢固附着,在用剑时,人的手指常会摸到剑格,该处的硫化铜很快就会被抹去。既然如此,还有必要进行硫化处理吗?

春秋战国时期统治者们的墓葬中一般都有大量的陪葬品,情况十分复杂。勾践剑表面上的硫化物,其实是墓室中尸体、丝绸衣物、食物等腐烂后产生的。硫化物容易与金属发生反应,这就是越王勾践剑上硫的真正来源,而不是古代工匠有意做过硫化处理。裸露在外的剑格处含硫量高,而剑鞘内的剑体上含硫量极低甚至没有,也充分证明了这一点。

总之,越王勾践剑的千古不锈根本不是谜,古人也没有进行过有意的防锈蚀处理,完全是青铜本身性质和所处地下的环境因素造成的。另外,越王勾践剑的划体上的菱形花纹是用金属锡或复合金属的材料制成的,这已为现代科学分析所证实。春秋战国时期,青铜器的表面有多种装饰,锡材料是其中之一,青铜的亮黄色与锡的亮白色相互衬托,耀眼美观。但是锡很容易被氧化而使光泽暗淡、变黑,这也是我们看到出土的勾践剑表面花纹呈黑色的主要原因。

越王勾践剑不锈的外部原因

青铜剑的主要成分铜是一种不活泼的金属,在日常条件下一般不容易发生锈蚀,但是如果保存环境恶劣,接触介质腐蚀性强,也会引起较严重的锈蚀损坏。

湖北省博物馆考古所研究员侯德俊先生曾撰文指出:越王勾践剑出土时并不是绝对没有生锈,只是其锈蚀的程度十分轻微,人们比较难看出。该剑出土的墓室曾经长期被基本无腐蚀性的中性地下水浸泡,同时剑所处的环境完全隔绝氧气,这两点也是其不锈的主要原因。在古代墓葬中,青铜器发生锈蚀的途径一般说来有这样几条:在潮湿的条件下,有空气或氧气存在时,发生锈蚀,生成铜盐;在潮湿的条件下与贵重金属(如金、银等)接触,产生电化学腐蚀;与硫或含有硫的物质接触,生成铜的硫化物等。

我们来看考古报告揭示的越王勾践剑所处的外部环境:该剑出土时插在髹漆的木质剑鞘内。墓葬深埋在数米的地下,一椁两棺,层层相套,椁室四周用一种质地细密的白色黏土(考古学界称之为白膏泥)填塞,其下部采用的还是经过人工淘洗过的白膏泥,致密性更好。加上基坑上部经过夯实的填土等原因,使该墓的墓室几乎成了一个密闭的空间,这么多的密封层基本上隔绝了墓室与外界之间的空气交换。现代科学研究表明:在完全隔绝氧气的条件下,即使在中性或微酸性的水中,钢铁都是不会生锈的。这是越王勾践剑不锈的外部环境原因之一。望山1号楚墓处在现代荆州附近的漳河二干渠上,地下水位较高,该墓的墓室曾经长期被地下水浸泡,地下水酸碱性不大,基本上为中性,没有腐蚀性。地下水浸泡后,墓室内空气的含量更少。这是越王勾践剑不锈的外部环境原因之二。越王勾践剑的千年不锈很大程度上要归因于它所处的环境条件相当好。

越王勾践剑引发的种种现象

除了越王勾践剑千年不锈之“谜”,还被媒体广为报道的就是剑的锋利程度。在全国各地展出时,各大媒体纷纷以《越王勾践剑出土时可划破16层白纸》、《越王勾践剑一下划破20层复印纸》、《越王勾践剑一下可划破26层复印纸》等为题竞相报道,但说法不同,莫衷一是。好像国宝每到一地都要表演一次划纸游戏,不然怎么各大媒体报道的数据都不一样呢?

最离奇的是如下报道:越王勾践剑到目前为止依然锋利无比,所谓“吹毛断发”对越王勾践剑而言毫不夸张,出土后的实验中,剑刃曾轻易地一次性划开了26张白纸。曾有工作人员拿自己的一根头发,自然地落到剑刃上,头发立刻断成两截。直到现在,这把剑仍存在出土身世、铸造工艺等很多谜团。

目前人们日常能接触到的刀具,最锋利的当数剃须刀片了,读者不妨拿片未使用过的刀片试一试,单靠吹不加其他外力能不能“吹毛断发”。如果你不能做到,那么恭喜你,你是正常人,你的头发也基本正常!

其实,越王勾践剑在出土后不久做的划纸测试,倒是有视频资料的。越王勾践剑剑体宽大厚重,剑刃开锋很薄,锋角很小,在地下环境中保存2000多年后锋刃没有锈蚀损毁,划开十几层纸也不是特别神奇的事情。至于编排出“头发落刃而断”的故事,倒真是信口开河了,如果误导了青少年就更是不对。

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