解不开的秘密（上）

华中30-1铸造宝剑

解不开的秘密（上）

 

秦始皇统一中国之后，对华中的文化和武器实在不放心。典籍付之一炬，禁止学习或背诵；收缴流散在民间的各种兵器，集中到咸阳销毁，铸成十二个巨大的铜人，每位体重4.5万公斤，站在皇宫大门口捍卫中央政权。

秦始皇统一中国后，典籍付之一炬。 秦始皇统一中国后，集中销毁民间兵器，铸成十二个铜人站在皇宫大门口。

 

秦始皇南巡到苏州，听见阖闾墓在虎丘山脚，就调派大批工人去挖掘。华中大地不认输，挖着挖着坑中冒出水泉，形成「剑池」，宝剑始终隐藏在地底。

宝剑现身

楚国郢都面对云梦大泽，是个先进的大都会。那个郊外曾经多么热闹，现在叫「江陵」，繁华消退了。1970年代发生干旱，正在修建水渠，忽然出现黄紫赫色夹陈的「五花土」-- 天然土壤（一色土）在墓地经过两次翻搅（开挖和回填），破坏了原有的层次和颜色界限。

不寻常的土壤，提供一种不寻常的暗示。

华中文化被华北忽视、秦始皇顾忌，本来注定要「船过水无痕」（湮灭）了。上帝却重视并且保护它，某些遗迹埋藏在地下，一部份在韩国流传下去，现在这扇尘封的大门快要打开了。考古队赶来，发现这个地区散布着大小墓葬五十几座。

最大的贵族墓叫「望山一号墓」，墓主左手边一个黑色的漆木箱里，存放着一把青铜宝剑。领队谭维四教授（后来成为湖北博物馆馆长），经常回想那个难忘的场景。

1970年郢都修筑水渠，发现了楚国贵族墓的遗迹。

考古队把宝剑捧出来，抽出剑鞘。短短半公尺，宽度将近五公分，剑身用黑色的菱形暗纹装饰，漂亮极了！长期浸泡在水里，在地下沈睡了两千四百年，依旧寒光袭人，完全看不出锈蚀。

试试锋芒吧，剑锋（前端）有两道弧度，剑刃（剑身的锋利部位）薄而锐利，轻轻用力就划破20层白纸。有个开采队员稍不留神就割伤了，手指涌出鲜血。

 

剑格（区隔剑身和剑柄）正反面，分别镶嵌着蓝色琉璃和绿松石，在灯光下发出充满魅力的光泽。

剑柄上缠着丝绳；剑首（底座）外翻成圆箍，圆箍上铸造了11道精细的同心圆。队员开始赞叹：「太棒了，真是宝贝！」

这是谁的宝剑呢？剑身刻着两行错金的鸟篆铭文，又大方又细腻。方壮猷、郭沫若和一票学者专家讨论两个月，认定这八个字是「越王勾践，自作用剑」。

那位卧薪尝胆的国王，是不是拿着这把剑终结了吴国？

一堆谜团

「越王勾践剑」现身，竖立在恒温的玻璃柜中。用纯净的高锡青铜合金铸造，之后精细地错磨，把附饰嵌镶上去，再进行菱形暗纹的表面处理。锐利的锋刃散发出一股霸气，在黑暗当中发出幽幽的蓝光，能看到毫发粗细的错金铭文。

天下第一剑：越王勾践剑

非得叫「天下第一剑」不可！现代人很难想象，古中国用简单的机械和加工技术，超越现代技术。他们心里浮现出一堆谜团：

（1）整体设计：

剑身的合金成分很复杂，为什么要这样设计呢？不同的合金怎样铸接成一体？

（2）表面处理：

菱形暗纹具有强大的附着力，怎样擦拭都不会消失。显然不是用机械方法镶嵌的，手段看起来是电镀。问题是春秋时代还没发现电，这花纹又是怎样「镀」上去的？在墓里浸水两千多年，剑身为什么没有生锈或腐蚀？

（3）装饰：

剑首有11个同心圆镶铸在铜片表层，采用了哪种精密技术？间距只有0.2公分，凌驾今天的车床技术。

（1）整体设计

精密铸造＋复合金属技术？

上海和北京两地的专家（复旦大学、北京科技大学、中科院上海原子核研究所），进行不会损伤宝剑的「质子X荧（读「营」）光非真空分析法」检测，得到「金属成分比例」的准确数据表，同时也「无损检测」另一件菱形纹饰剑。

剑身是青铜合金（铜锡合金），主要成分是铜（含量80％）和锡（含量19％）。其余1％成分猜想是杂质，有铝、铁、镍和硫。

这把复合剑（双色剑、插心剑），应该是用「复合金属技术」分两次浇铸的：

﹡先浇铸剑脊、剑格、剑柄和剑首。

﹡再浇铸剑刃。

﹡最后把结果复合成一体。

一把剑的各部位，出现两种「金属成分（铜锡）比例」：

剑刃

含锡量高，因此硬度（强度）高，而且用媲美现代精密磨床技术（精磨技术）的工夫打磨到很薄。又硬又薄的剑极锋利，用来砍人再理想不过了。

但硬度高的东西也有软肋-- 像肌肉猛男，韧性差，容易脆裂。砍着砍着正威风呢，可能就折断了；必须用剑脊和剑格来补强这把宝剑。

剑脊、剑格

含铜量（剑脊）或含铅量（剑格）高，再加上人工氧化处理，结果是韧性高，让宝剑坚韧而不容易折断。

楚墓里也出土过复合戈。你能想象吴越兵器有多讲究吗？用复合金属技术铸造，同一把武器包含两种矛盾的特性，刚柔相济，让常规技术成品显得很逊。

 

剑刃、剑脊、剑格

（2）表面处理防锈防腐

剑身上的菱形暗格，绚烂如同蛇鳞，线条微微凸起。表面处理运用了哪种技术呢？四十年以来，各方面的专家始终没办法破解，只能根据检测结果做些推断罢了。

美国佛利尔艺术博物馆收藏了一把「吴越菱形纹饰剑」，邀请加拿大多伦多大学共同研究。他们没有找到答案，只提出一些假设：是用天然植物酸或酸性盐来蚀刻表面吗？还是采用渗透、上釉和封闭技术？

涂一层金属膏剂（固体渗透）？（物理）

剑身经过防腐防锈处理，在表面形成「保护层」（防腐外衣）。其它出土的青铜器，也披着这层斑驳的外衣。

 

古董不能触碰，研究工作很难进行。上海博物馆库藏着一块菱形纹饰剑残段，长度只有半公分，名义上属于没办法在展览亮相的「废品」，却能用来探究宝剑的秘密。上海博物馆和上海材料研究所不客气了，拿出扫描镜、电子探针和金相显微镜这些现代测试手段，分析菱形纹饰的表层和断面。

他们推测古人应该没有使用涂镀（涂装电镀）技术，而是采用现代的固体渗透技术。因此他们模拟了金属膏剂涂层的表面处理技术，结果剑表出现黄白相间的图案：

1.     黄色（没有涂膏剂的部分，保持青铜原色）：

﹡遮盖剑身的某些区块，这里就不可能涂敷膏剂了，因此保持青铜原色（黄色）。

2.     银白色（涂布膏剂的部分穿上结晶层，变成银白色）：

﹡裸露（没遮住）的区块均匀地涂上一层锡粉（金属膏剂）。

﹡加温一段时间，膏剂受热熔化成一层液态金属。

﹡冷却以后，凝固成一层银白色的结晶体，附着在剑身上。

加温时间越长、温度越高，结晶层的厚度就会递增。手工产品学问很大，每件青铜器的结晶型态都是独特的，由这些因素决定厚度-- 膏剂的含锡量、表面处理的温度和时间、冷却速度，以及种种的因素。那你知道老师傅的优势地位了吧？累积经验越久，手艺越高超，拿捏得越精准。

再加上硫化处理？（化学）

用硫粉或硫化物进行「硫化处理」，青铜器表面就会产生黑色或暗灰的硫化层，黄白相间的剑身，会变成「灰黄--黑亮相间」。这个灰灰黑黑的硫化结果貌不惊人，却能阻止其它的化学作用，宝剑就不容易生锈或腐蚀了。

硫化层的厚度只有0.1公厘，相当于一张报纸厚度的10％。这层保护膜让古剑不锈不腐，是古代科技史上的重大成就。最后还要进行抛光（polish）处理，剑表才会光滑。

 

北京有色金属总院进行的「X射线衍射分析」显示，菱形花纹含有较多的锡、硫。用同一种方法测定另一把越王剑，结果大体上相同。专家推测，吴越地区在两千五百年前已经普遍运用「硫化处理」技术了。

秦朝承接了这些表面处理经验，进一步发展出「铬（读「各」）盐氧化法」。用铬盐在剑表形成一层极细密的保护膜（防腐外衣），防腐能力超强啊！直到20世纪后半，西方世界才开始应用这种技术。

多亏了密死循环境？（大自然）

即使并没有「硫化处理」，宝剑长年埋藏在土壤里，花纹部分照样有机会产生0.5％含硫量。

湖北省博物馆某些考古学家认为，战事连年延烧，青铜兵器消耗量惊人，不可能也没必要进行防锈处理。但这句谚语显示，古人知道怎样保存埋藏物：「干千年，湿万年，不干不湿只半年。」

「越王句践剑」正是根据这种经验原则保存的：

﹡「越王句践剑」紧紧插进剑鞘。

﹡一椁两棺层层相套。

﹡「望山一号楚墓」密封得滴水不漏-- 椁室周围用木炭隔潮，并且用白膏泥填塞。这膏泥不是普通的膏泥，它曾经用人工淘洗，致密性极高，几乎能全面隔绝空气。

墓室深藏在含氧量低的中性土层里，构成一个密闭性高、跟外界隔绝的的环境。江南地带地下水位高，墓室长期浸泡在地下水（含氧量低）当中，结果是内部的空气非常稀少。

在这个密闭的环境里，墓室里的尸体、丝绸衣物和食物腐烂之后，有机会在剑表产生硫化物，让剑身维持光亮，锈蚀只达到肉眼难以辨识的程度。

青铜剑的主要成分是铜，它属于不活泼金属，不容易锈蚀。几百年后产制的西汉铁剑「活泼」多了，每把铁剑都带着斑斑的锈迹出土。所以说，你如果想为自己立个像，原料清单绝对要排除铁，可以考虑铜或青铜。

 

以上这几种技术，都是现代西方的科学突破。难道古人早在两千五百年前（领先欧美两千多年），就懂得应用「精密铸造」、「复合金属技术」、「金属膏剂涂层」和「硫化处理」这些黑科技？古人用简单的机械和加工技术，媲美甚至超越现代技术，这是现代人没办法想象或破解的。