被壓彎了兩千年的古劍在出土瞬間反彈平直?看科學家析其逆天表現

被壓彎了兩千年的古劍在出土瞬間反彈平直?看科學家析其逆天表現


據說,1974年,秦兵馬俑1號坑的發掘過程中,考古專家發掘在11號過洞處發現了一把青銅劍。這把青銅劍的處境很不妙,劍柄陷泥,劍尖被一尊重達 150公斤的陶俑死死壓住,致使劍身彎曲——彎曲角度接近45度。讓人難以置信的是,當考古專家們將陶俑搬開,這把又窄又薄、被壓彎了2200多年的青銅劍,竟在一瞬間反彈平直,自然恢復。在場的考古專家全驚呆了!要知道,這種特殊屬性只有“形態記憶合金”才具備。而形態記憶合金是在1932年才發現,首次應用則是在1969年。真是逆天了!難道,2200多年前的秦朝人,竟然已經掌握了“形態記憶合金”製造技術?!

可惜的是,以上這段“據說”僅僅只是“據說”,並不見於任何現場考古學家的報告和記述。

1994年3月1日,秦始皇兵馬俑2號俑坑正式開始挖掘。這次,又陸續出土了18把青銅劍。

這些劍同樣有其逆天之處。

逆天處一:本來,青銅材料易折易斷,用以鑄劍,只能鑄成短劍,並且劍面必須足夠寬。以號稱“中華第一劍”的越王勾踐劍為例,其全長不過55.6釐米。而秦兵馬俑1號坑於1974年發掘出的青銅劍,以及這次出土的18把青銅劍,長度都超過了80釐米,最長的將近95釐米!

被壓彎了兩千年的古劍在出土瞬間反彈平直?看科學家析其逆天表現


逆天處二:已經出土的19把青銅劍劍身都有8個稜面,通過用遊標卡尺測量,考古專家發現,這8個稜面誤差不足一根頭髮絲,並且劍劍如此,結構精密,讓人驚歎。

逆天處三:這些青銅古劍在地下已沉睡了2200多年,出土時,都光亮如新,劍身平滑,刃部磨紋細膩,鋒利無匹。試之以紙,一劃可透18層報紙。

為了破解這些逆天之謎,考古專家把這些青銅劍先後分送中國地質科學院、中國有色金屬研究院、上海冶煉廠等單位,進行激光顯微光譜、電子探針、X光熒光檢測和化學定量分析。

檢測結果出來,舉世譁然。

秦陵考古隊首任隊長袁仲一說:劍表面有一層密密的鉻鹽氧化屏,厚約十微米,相當於一張報紙厚度的十分之一,含鉻量為百分之O點六至百分之二。正是有了這層灰色的含鉻保護層,起到了強有力的抗銹耐蝕的作用。這比吳、越王劍表面採用硫化處理的防腐性能又提高了一步。

被壓彎了兩千年的古劍在出土瞬間反彈平直?看科學家析其逆天表現


在劍身上鍍鉻鹽化合物,學術界稱為“鉻氧化法”。

這種“鉻氧化法”是近代德國人、美國人研究出來的先進工藝。德國人於1932年、美國人於1950年先後對這種“鉻氧化法”申請了專利。

可是,從對這些劍的檢測結果來看,似乎,早在春秋戰國時期,中國人就已掌握了這一先進的工藝。

這樣的結論,是不是太恐怖了點?!

於是有人開玩笑說,應該是外星人把這種方法傳授給秦朝人的。

被壓彎了兩千年的古劍在出土瞬間反彈平直?看科學家析其逆天表現


另外有檢測數據表明,這批青銅古劍表面(邊部)含錫量為31%,內部(中心)含錫量為21.4%。

造成這種內外含錫量差別的原因是鑄造過程中發生錫的逆偏析(反偏析),即高錫青銅液注滿範腔後,凝固過程中結晶速度快的部位含錫量高,結晶速度慢的部位含錫量低。

由於含錫量的高低直接影響到該部位的硬度,而劍體刃薄,凝固快、結晶早,則其硬度值遠高於劍體的其它部位,因而鋒利無匹。

但內外成分不均勻就會降低合金力學性能,使其組織趨向稀鬆,抗壓抗擊性能差。

青銅兵器的性能主要體現在三方面上:硬度、塑性和抗拉強度。

這三方面性能都和含錫量有關。

隨著含錫量的增加,其硬度可以不斷上升;但其伸長率(塑性性能)在超過3%含錫量後就不斷下降,超過22%含錫量後,趨近於0%。抗拉強度則會在18%含錫量時達到頂峰,之後迅速下降。

所以,含錫量超過20%後,青銅塑性極低,基本上無法形變,抗拉強度也很低,工業上已無實用價值。

本來,對於含錫量較低的青銅,其塑性數值較高,可以通過冷鍛來提升硬度和強度。但含錫量太高,硬度高、塑性低,無法採取冷鍛技術,只能通過淬火、退火等法進行熱處理。

這些青銅秦劍的硬度均在200HB以上,可知其並未經過淬火、退火等法對其塑性進行改善。

被壓彎了兩千年的古劍在出土瞬間反彈平直?看科學家析其逆天表現


那麼,一個冷酷的事實擺在眼前:這些青銅秦劍屬於不折不扣的硬脆材料,各項性能數值與常見玻璃、陶瓷的數值十分接近,稍不留神掉到地下就會成為碎片。

也由此可推本文開頭提到的“據說”純屬好事者捏造的謠言,這種青銅長劍一折即斷,還談什麼“形態記憶合金”技術呢?

劉佔成先生是目睹秦劍出土、並親手捧過秦劍實物的考古專家,他坦承:“……從性能上講秦劍是脆而易斷。俑坑中出土較多劍身殘斷後的斷節,恰好反映了秦劍很脆的特性……”

橫向比較一下:秦國統一全國之時(公元前221年-公元前207年),羅馬軍團的Gladius劍、高盧人的凱爾特長劍、色雷斯蠻子的Rhomphaia長刀,全是鋼鐵煅造。

再縱向比較:中國科學院自然科學史研究所的何堂坤曾對66件西周-戰國時期的刃器進行檢測,其中的2件曾經過淬火處理,國外的古希臘、古意大利文明也均有對高錫青銅進行淬火的記錄。而由出土的楊家山鐵劍證明,我國不但在春秋時期已經出現了鋼鐵兵器,還經過滲碳和退火處理。燕下都出土的大批鋼鐵兵器也表明,在戰國時期,經過淬火處理的鋼鐵兵器已經成為了戰場上的主要角色,戰國末期,青銅已經走向了沒落。

被壓彎了兩千年的古劍在出土瞬間反彈平直?看科學家析其逆天表現


那麼,該怎麼解釋秦青銅劍的“鉻鹽氧化法領先世界2000年”呢?

何堂坤先生深入研究發現,這種鍍鉻技術並非秦青銅劍獨有,除了這批青銅秦劍,他已在6件物品上出現過類似的含鉻物質,時間跨度為西周早期到漢代,長達1000年左右。

何堂坤先生在《幾件表面含鉻青銅器的分析》一書中提出:青銅秦劍上的鉻,應該是使用、埋藏過程中偶然滲入。理由有五:一、事例較少,古代含鉻的青銅器試樣不到10件;二、表面含鉻量較低,10個分析點鉻的平均含量僅為1.056%;三、不存在有意滲入的實際依據;四、表面含鉻量波動稍大,極不均勻;五、沒有有關記載文字,傳統工藝中也無類似操作。

《中國古代軍事工程技術史》一書也指出,銅兵器表層中鉻的含量,並不高於其中鐵、鋁、硅等雜質的含量,人們一般都把後者視作土壤腐蝕的結果,故此,不能完全排除土壤腐蝕導致銅兵器表層含微量鉻的可能性。

說到這兒,最後的問題來了。

被壓彎了兩千年的古劍在出土瞬間反彈平直?看科學家析其逆天表現


既然這批一度被視為“逆天”神作的青銅秦劍不過鑄造者採用中國古代最簡單、也是最常見的青銅鑄劍法鑄造成的劣質之作,那其最終目的和用途是什麼呢?

考慮到兵馬俑裡的陶俑全都是精心製成的陪葬品,那麼,這批秦劍的真實身份應該也是陪葬品。


分享到:


相關文章: