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中国汉朝“炒钢法”:江苏考古重大发现,比欧洲早了1900年

 百家杂评 2024-11-14 发布于江苏

西汉时期,奔袭匈奴大获全胜的陈汤,最有名的一句话是“明犯强汉者,虽远必诛”,次一句是“夫胡兵五而当汉兵一,何者?”也就是我们熟知的“一汉敌五胡”,其中原因就在于汉军的刀兵弓弩装备更好,但后来“今闻颇得汉巧,然犹三而当一”,就变成了“一汉敌三胡”了。

成书于东汉中晚期的道家经典《太平经》,相传神人授予方士于吉,其中一段记载“使工师击治石,求其铁,烧冶之,使成水,乃后使良工万锻之,乃成莫邪耶”,即生铁脱碳“万锻”成钢,这应该是“百炼钢”的方法。此外,东汉晚期还有灌钢法的最早记载,出自王粲《刀铭》。

问题在于:陈汤“一汉敌五胡”背后的兵器之利,到底是铁器技术先进,还是西汉已有“钢”?对此,江苏徐州楚王武库考古取得重大发现,原来西汉早期已有“炒钢法”,随后就被大规模应用,这一点比欧洲早了1900年。

世界最早炒钢技术

所谓“炒钢法”,就是以生铁为原料,在冶炼过程中,不断地搅拌犹如炒菜一样而得名,让其含碳量介于生铁与熟铁之间。其中,生铁含碳量超过了2%,熟铁的含碳量低于0.05%,而钢的含碳量则介于两者之间。

那么,世界上最早的炒钢始于何时何地呢?对此,江苏徐州考古取得重大发现,将中国炒钢历史前推了三百余年。

1984年,在江苏徐州市云龙区兵马俑路,考古发现“楚王陵”,墓主为西汉第二代楚王刘郢客或第三代楚王刘戊,其中出土了4000余件汉兵马俑,还有金缕玉衣,以及一座庞大的武库。

徐州狮子山楚王陵武库考古情况:在楚王武库中,考古发现堆满各式成捆的实战楚汉兵器,这些武器保存完好,其中有些甚至依然锋利无比。

更令人惊讶的是,北京科技大学冶金与材料史研究所对此研究结论是:西汉初期,中国钢铁技术正处于发展时期,淬火工艺、冷锻技术、炒钢制作均已使用。

根据史书记载,第三代楚王刘戊死于公元前154年。因此,楚王陵年代下限为公元前154年,当时中国已有炒钢技术,而且还以此制造了大量的兵器。

就目前全球考古来说,楚王武库是世界上最早的炒钢证据,时间是西汉早期。考虑到技术推广运用时间,因此炒钢出现时间应该还要前推,估计汉初、甚至秦朝时已经出现炒钢法。

难怪汉朝大败匈奴

楚王武库之后,考古发现的多座西汉冶铁遗址中,均有炒钢遗存。

河南巩义铁生沟冶铁遗址,面积约2.16万平方米,出土炼铁炉18座,断代是西汉中期到新莽,其中出土过含碳量1.28%、0.048%等炒钢产品。需要说明的是,该遗址中还发现了煤的应用。

河南南阳瓦房庄冶铁遗址,断代为西汉中期到东汉晚期,占地面积为12万平方米,其中炼炉17座,最大的一座长3.6米、宽1.82米,一次出铁大约2—2.5吨,其中也发现炒钢产品。

可见,楚王武库之后,西汉已经开始广泛运用炒钢法。当然,仅汉武帝时,就在全国设立了48个铁官,他们主要工作还是炼铁,炒钢产品可能主要用于制造兵器。

炒钢之后,汉朝冶金技术又有重大进步,即“百炼钢”与“灌钢法”。

所谓“百炼钢”,就是把炒钢反复锻打,每加热锻打一次称为一“炼”,以炼制成含杂质少而组织均匀的优质钢。本文开篇太平道记载中的“万锻”是虚词,但已说明了百炼钢的本质。

东汉时期,百炼钢已经有一定工艺标准,比如有“三十炼”、“五十炼”、“百炼”的说法。比如,下图山东苍山汉墓中的一把环首钢刀,上面铭文为“永初六年五月丙午造卅大刀”,其中“卅炼”就是三十炼;徐州铜山汉墓出土一把钢剑,上面也有50炼的铭文。显然,炼的次数越多,价值越高。

与百炼钢大概同时出现的,还有一种“灌钢”,又叫团钢法或生熟法,就是以生铁和“熟铁”为原料,合炼而成钢的办法。两者合炼之后,里面的含碳量就介于生铁与熟铁之间。

汉末王粲《刀铭》记载:“相时阴阳,制兹利兵,和诸色剂,考诸浊清;灌襞已数,质象已呈。附反载颖,舒中错形。”这是讲述制作宝刀的全过程,采用的就是灌钢法。宋代之后,梦溪笔谈、天工开物等记载一共有三种灌钢办法,即生铁陷入法、生铁覆盖法、生铁浇淋法(明朝发明)。

据此不难看到,汉朝不仅拥有大规模冶铁能力,而且还能较大规模的炼钢,这就带来两个基本变化:其一是更大范围的使用铁制工具,农业生产效率提升,汉朝国力更强;其二是拥有更多的更锐利的兵器,汉军战斗力更强。

相比之下,匈奴连铁器还未普及,考古发现匈奴铁箭很少,很多都是石制、骨制箭矢。在这种情况下,汉朝想要击败匈奴的障碍,其实就是距离,就是能否找到匈奴军队。史书表明,汉武帝之后,在兵力悬殊不大的情况下,匈奴总体的确打不过汉军。

相比之下,欧洲掌握炒钢法的时间,就要晚的多了。蒙古西征后的十四世纪,欧洲才会制作生铁;十八世纪中叶,英国才“发明”了炒钢法,随后在产业革命中起到了巨大的作用,连马克思盛赞这一发明。

但问题是:欧洲自己学会制作生铁,还是蒙古西征带去的?英国真的是自己“发明”了炒钢法,还是学习了中国技术?美国学者罗伯特·坦普尔在《中国:发明与发现的国度》书中指出“那些奠基现代世界的发明与发现,可能有一半以上均来自古代中国”,显然是有道理的,只不过“中国的原创成果,一直都被遗忘,或是蒙在鼓里”。

参考资料:《太平经》、《汉书》、《刀铭》等

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