【考古】秦兵器40年来被指拥防锈技术 最新科研发现源自这个误会
二千多年前统一中国的秦始皇,他麾下百万秦军在当时又有“虎狼之师”称号,军队出没之处让六国闻风丧胆。这队雄师除了因军功制封爵奖励下,勇往直前绝不畏缩外,硬件上秦军兵器精良,亦造就战场上杀敌的破坏力。这次便为大家介绍秦国兵器制造一些较少人提及的技术,当中亦有新的科研发现,推翻一些我们对秦兵器技术的错误认识。
1974年兵马俑的出土,出土了约4万余件青铜兵器,为我们解答了很多秦军兵器的谜团。
“物勒工名”严格品质监控
秦国实行监工制度,兵器铸造高度标准化,增加训练和使用兵器的效率。曾有专家对秦军的弩箭头做过金属分析,结果发现数以万计的箭头,金属配比基本相同,制作标准全部一样,兵器大小亦误差不超毫米。
在兵马俑出土的武器上面,极大部份都发现有刻字,当中大多是人名,出现最多的是“相邦 吕不韦”字样。吕不韦是当时秦国的丞相,他著的《吕氏春秋》中记载有“物勒工名”一词,意思是器物的制作者,要把自己的名字刻在上面。
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为了应付统一战争,量产兵器成为当务之急,对品质鉴控因此也成为重要把关一环。丞相吕不韦亲自把关担任兵工厂的最高监管人,他下面是寺工,寺工下面是丞,最后是工匠。秦国对失职罪的惩罚是相当残酷,作为最底层的工匠,如果没有如期完工,或者是没有按照指定标准制作的话,将会受到处罚。
大家可以联想到,秦军夜以继日运作的兵工厂,在层层把关下让每一件兵器都按照官方标准统一铸造,并有品质检查,批量生产,任何一个环节出现质量问题,都可以根据兵器上的名字,找到相应的责任人,这便是“物勒工名”用以保障秦军称霸的保障制度。
秦军黑科技制特长剑
铸造技术方面,秦兵器亦有不少令人震惊的技术发现。
战国后期虽然开始有铁器应用,但技术仍未成熟,青铜兵器仍然是战场上的主流,秦国便在青铜兵器上下了很多功夫,例如改良了合金比例,还将其应用到各种武器上,包括戈、矛、戟、剑、弩等,极大地增强了秦军战斗力。
其次,秦剑的长度也比其他国家要长上许多,战国时各国青铜剑长度大约在50~60厘米左右,只有极少数超过了70厘米,但秦剑的长度因为含锡量在18%-21%之间,让剑长普遍可在80厘米以上,最长的甚至达到了95厘米。青铜器在坚硬程度上并不如后来的铁器,所以战国时青铜剑一般不能生产得太长,以减少折断风险,但秦国却突破了这个技术限制。所谓“一寸长,一寸强”,秦剑的长度可以在作战时给秦军带来优势,所以在民间流传的荆轲刺秦皇故事中,有说秦始皇并不是因为惊慌而忘了拔剑(或因此拔不到剑),而是因为秦剑的长度本身颇长,他的配剑不是挂腰,而是背悬式的在背上,一时翻手不及拔剑所至。
可是,秦军黑科技一度为考古学家高估,当中例如兵器研究书籍多年来一直谈论的防锈技术,认为秦军有技术使用当代才发明的防锈物料涂在兵器上便是一例。
秦兵器防锈物料见于当代德军
考古学家曾仔细研究过兵马俑大量兵器,一直相信这些青铜兵器之所以能保存完好,是当时工匠为兵器加工镀上防止锈蚀的铬。他们经分析化验得知,秦剑表面有一层10μm左右的铬盐氧化物,认为这才是秦剑2000余年未曾腐朽的秘密,而这种防锈技术的实验始于19世纪的欧洲,直到20世纪才被德国人研究出来。可是最近的研究却推翻了镀铬理论,指出铬元素来自生漆,而保存条件要归功于黄土。
40年来学者一直相信兵马俑兵器可能浸泡过氧化铬溶液,这种防锈技术称作转化铬酸盐膜(chromate conversion coating),和现代使用铬金属的电镀铬技术有所不同。可是根据2019年《科学报告》(Scientific Reports)期刊4月刊登的一篇论文指出,化学转化膜或是电镀膜两种技术都没有用在兵马俑兵器上。
根据《国家地理频道》引述该论文,来自伦敦大学学院和秦始皇帝陵博物院的研究人员,分析了464件青铜箭簇、刃茎、刃箍、剑身、剑饰与弩机,他们用先进检测技术,发现兵马俑兵器上的铬常见于金属和木制或竹制的手柄、箭杆、剑饰与系带等物接触的部位,这些木制与竹制品原先应该有以生漆打底,再涂上色漆。青铜物件保存最完善的部位则通常找不到铬。进一步的分析显示,其实生漆才是早期研究中测得的铬元素来源。
科学家在遗址土壤研究发现更多线索,当地黄土呈碱性且相当细密,因此限制空气流动与有机质增长,使得金属物件能够长期稳定保存。
即是说“大家想多了”!秦军兵器虽然在当时有品质保证,但时代所限仍然有其不足地方。
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