开云电竞:从武侠中学化学:古代削铁如泥的宝剑,其实是来源于天外陨铁

2023-11-04 阅读次数:

开云电竞:从武侠中学化学:古代削铁如泥的宝剑,其实是来源于天外陨铁(图1)

首先声明,削铁如泥不是传说,虽然夸张了一些,但是江湖上有这种兵器,历史上有这种兵器,现在也有这种兵器。小说《越女剑》开篇,吴越剑士一决胜负,说的就是这种宝剑。

东首锦衫剑士队中走出一条身材魁梧的汉子,手提大剑。这剑长逾五尺,剑身极厚,显然分量甚重。

西首走出一名青衣剑士,中等身材,脸上尽是剑疤,东一道、西一道,少说也有十二、三道,一张脸已无复人形,足见身经百战,不知已和人比过多少次剑了。两人先向王者屈膝致敬,然后转过身来,相向而立,躬身行礼。

......

只听得锦衫剑士一声大喝,声若雷震,大剑横扫过去。青衣剑士避无可避,提长剑奋力挡格。「当」的一声响,双剑相交,半截大剑飞了出去,原来青衣剑士手中长剑锋利无比,竟将大剑斩为两截,那利剑跟着直划而下,将锦衫剑士自咽喉而至小腹,划了一道两尺来长的口子。锦衫剑士连声狂吼,扑倒在地。青衣剑士向地下魁梧的身形凝视片刻,这才还剑入鞘,屈膝向王者行礼,脸上掩不住得意之色。

《越女剑》的时代背景是春秋后期,中国还没有真正进入铁器时代,制造刀剑的材料主要是青铜,也就是铜锡合金或铜锡铅合金。

纯铜较软,不适合造兵器,加入铅锡合金,硬度大幅度提升,是早期兵器的理想材料。

将铜锡合金熔化后,倒入模具,冷却,脱模,再经过反复锻打,就能兼顾硬度与柔韧性,制成相当锋利的刀剑。但是,用一把青铜剑去削另一把青铜剑,只会让两把剑同时崩口或卷刃,想让一剑断开而另一把毫发无损,是不实际的空想。最多是其中一把剑的铜锡比例不合理,铸造温度不够高,锻打工艺不佳,崩口或卷刃的程度比另一把剑更明显一些罢了。

中国人是世界上最早掌握生铁冶炼技术的,早在商朝就学会了从铁含量较高的陨石中,冶炼出一些不太纯的铁和镍,然后将铁和镍加热,打成薄刃,与青铜铸接,制作成比普通青铜兵器更坚硬、更锋利的兵器。

1972年,河北槁城出土了一件商代的铁刃铜钺,钺身用青铜铸造,钺刃用铁镍合金锻造。如果用这把钺去劈砍青铜剑,钺重剑轻,钺硬剑软,应该可以把剑劈成两截。当然,这件铁刃铜钺是珍贵文物,没有人会真的拿它去劈剑,我们之所以能得出上述结论,完全是检测与计算的结果。

地球上铜元素的含量远远低于铁元素,但是铜矿石的还原性比铁矿石强,就算古代使用的只是简陋的火炉,只能达到较低的温度,也足以把铜从铜矿中还原出来。若想从普通铁矿石中得到铁,至少需要接近千度的高温才行。正因如此,在铁器时代来临之前,在高温冶炼的技术出现之前,人类想获得铁,只能从陨铁中寻找。

陨铁是陨石的一种,是从外层空间降落在地球上的天赐瑰宝,因为铁含量极高,杂质极少,扔到炭火里烧一烧,神奇又宝贵的铁就出来了。又因为降落在地球上的陨铁极其罕见,所以铁在最初是非常宝贵的,能使用铁造兵器,绝对是青铜时代最奢侈的事情。

我们可以猜想,早期用陨铁制造的兵器应该大多都是王侯携带,是宇宙赐给人类的礼物,这些数量稀少的远古神兵身上蕴含的神秘意义极大,实战意义极小。

对于陨石这种天外来客,古人一向充满崇拜之情和敬畏之心,认为它除了含铁,肯定还含有地球上不存在的其他神奇元素。古人更认为,从陨石中提炼出来的那些神奇元素,可以制造出比铁刀、铁剑还要神奇的兵器。例如金庸笔下的《倚天屠龙记》中,杨逍父女拿来锁小昭的那根铁链,就是用「天上落下来的一颗古怪陨石」提炼的金属所制造,「其中所含金属质地不同于世间任何金铁。」

还有美国电影中的美国队长,他的盾牌是用宇宙中最坚硬的金属「振金」打造,而这种最坚硬的金属来自于掉落在非洲小国瓦坎达的某一颗陨石。该陨石的个头大概很大,可以提炼很多振金,不仅造出了美国队长的盾牌,还造出了金刚狼的钢爪和黑豹国王的盔甲。

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陨铁

事实上,陨石没那么神奇。从远古时代到现在,落到人类世界的所有陨石当中所蕴含的元素,以及人类探测过的所有星球上所蕴含的元素,都没有超出元素周期表的范围开云入口。外层空间有的元素,地球上也都有,只不过含量多寡和比例大小有所区别而已。换句话说,我们想打造出削铁如泥的兵器,完全没必要求救于外层空间,老老实实待在地球上想办法就可以了。

抛开那一件无法实证的商代文物铁刃铜钺不谈,地球人有没有造出真正削铁如泥的兵器呢?让我们把历史的指针往后拨,拨到距今不太久远的年代看看。

明朝抗倭名将戚继光说过:

「我兵短器难接,长器不捷,遭之者身多两断。」

他的意思是,日本倭寇的宝刀非常锋利,可以砍断明军的短刀和长枪。

稍微往前追溯一下,宋朝大文豪欧阳修也称赞过日本刀。

昆夷道远不复通,世传切玉谁能穷?

宝刀近出日本国,越贾得之沧海东。

鱼皮装贴香木鞘,黄白间杂鍮与铜。

百金传入好事手,佩服可以禳吉凶。

传说西域昆仑山出宝刀,可以切开坚硬的玉石,欧阳修没见过这种刀,但他见到了日本刀,刀鞘华贵,刀身精美,从日本进口到大宋,一把能卖一百两银子。

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武士刀

日本人进入铁器时代很晚,冶铁与锻造技术完全学自中国的唐朝,但是他们后来居上,居然也能造出了削铁如泥的宝刀。从《宋史》、《元史》、《明史》、《清史稿》以及《乾隆实录》可以查到,从宋朝到清朝,日本人陆续将他们制造的精良刀剑进贡给中国帝王,帝王再将其赏赐给亲信大臣,颇受欢迎。要说这些兵器削铁如泥,略微过度夸大,但一次削断两把以上普通刀剑的记载,确实是见诸历史文献的。例如清代笔记《北斋鉴录》写道:「倭刀甚利,锋刃甚薄,截凡铁如断朽木。」意思是一把看起来很薄的日本刀,砍削普通铁器就像砍木头一样。

世间宝刀并非只有日本武士刀,大马士革刀的名气也不亚于此。

大马士革是叙利亚的首都,但大马士革刀的产地却不限于叙利亚。古印度、古波斯、如今中亚地区的许多国家,统统都有出产大马士革刀。

若要说大马士革刀的外在特征,首先当然是非常锋利,其次是刀身遍布细小的锯齿状花纹,那些花纹并非人工雕刻,而是在锻造过程中自然结晶形成的。

据说大马士革刀得名于西欧基督教世界与东方阿拉伯世界之间爆发的长期战争:十字军东征。江湖传言,第三次十字军东征时期(公元1189-1192年,大约就是郭靖的父亲郭啸天活着的时代),十字军的领袖「狮心王」理查德德一世(RichardI)与阿拉伯世界的领袖萨拉丁苏丹(Saladin)在大马士革会晤了。

萨拉丁从地上拿起一条内填羽绒的丝绸毯子,向狮心王喊话:「我的兄弟,你的剑能斩断这条毯子吗?」

「不行,肯定不行。」狮心王回答:「世界上所有刀剑,即使它是阿瑟王之剑,也无法斩断一个没有固定支撑的东西。」

「那请你注意了。」萨拉丁卷起袖子,抽出佩刀,轻轻一划,毯子分成了两半。

狮心王叫道:「这是魔法开云电竞!」萨拉丁微微一笑,解下一直戴着的面纱扔向半空。面纱快要落地时,他再次抽出佩刀,刀背向下,刀锋向上,面纱飘过刀锋,下落的速度毫不减缓,竟然也被切成了两半!

狮心王大惊失色,心想世间竟有如此锋利的宝刀!英国粗大笨重的重剑怎能抵挡?算了,看来只能退避三舍。

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大马士革刀

于是乎,狮心王率领十字军黯然败退,一场大战就此平息。经此一役,大马士革刀的名声大振,吸引了西方无数有识之士探寻它如此锋利的奥秘。

刀要锋利,必须坚硬。纯金、纯银和纯铜都不适合制刀,并非因为它们比铁贵,而是因为它们比铁软。过去制造大马士革刀所用的铁都是论斤出售的,价格比铜和银贵很多,几乎与黄金不相上下。

俄国诗人普希金(Aleksandr Sergeyevich Pushkin)曾经用拟人的修辞手法让黄金与铁对话。

金子说:一切都是我的。

铁说:一切都是我的。

金子说:我可以买到一切。

铁说:我可以夺到一切。

铁能夺走一切,黄金为什么不能呢?当然是因为黄金无法制造出锋利的刀剑。

铁从哪儿来?从陨铁中来、从铁矿中来。铁矿里的铁主要是氧化铁(还有少量碳酸铁),想将铁从氧化铁中还原出来,需要冶炼。

冶炼技术继续提升,人们开始对生铁再次加工,脱碳,除渣,提纯,获得了熟铁。熟铁的柔韧性和延展性非常优良,砸不断,掰不折,可惜又太软了。生铁太脆,熟铁太软,怎么办?拿什么制造趁手的兵器好呢?幸好聪明的老祖宗在长期实践中发明了改进版的铁─钢。

元素周期表上没有钢,钢属于铁,它是含碳量刚刚好的铁。

材料化学领域根据含碳量来区分生铁、熟铁和钢。含碳量大于2%的铁,是生铁;含碳量小于0.02%的铁,是熟铁;含碳量介于生铁和熟铁之间的铁,是钢。

钢比生铁软,比熟铁硬,它不软不硬,兼顾软硬,抗挤压,抗拉伸,塑性强,延展性好,还不容易生锈,是铁器时代最可靠的兵器材料。

欧洲人在炼钢这件事上落后很多。两千年前的中国人已经大量生产钢,欧洲人却到五百年前都还没学会炼钢。

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《倚天屠龙记》第十八回,武当派少掌门宋青书遇到劲敌,师叔殷梨亭飞身相助。

这时那青年书生(宋青书)已迭遇险招,嗤的一声,左手衣袖被殷无寿的单刀割去了一截。

殷梨亭一声清啸,长剑递出,指向殷无禄。殷无禄横刀便封,刀剑相交。

此时殷梨亭内力浑厚,已是非同小可,「啪」的一声,殷无禄的单刀震得陡然弯了过去,变成了一把曲尺。

殷无禄吃了一惊,向旁跃开三步。

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诸位可以想象,殷无禄的单刀大概就像中世纪欧洲士兵的大剑,都是用熟铁铸的,否则遇敌还击时,不会弯得这么厉害。

就制刀而言,普通钢当然比熟铁硬,但整体来说还是稍微软了些,普通钢的刀身仍然会弯曲,刀锋仍然会卷刃。古人制刀,既用钢,也用生铁。比如说,刀背用钢,不易断裂;刀刃用生铁,不易卷刃。或是刀身用铁,外面包一层钢。或是刀身用钢,外面包一层铁。古人还发明了「灌钢法」、「贴钢法」、「夹钢法」和「渗碳钢法」,这些工艺技术的共同想法,其实都是把低碳的钢和高碳的铁结合起来,力求造出尽可能锋利和耐用的兵器。

大马士革刀练的则是另一门神功。

也不知道是古印度人还是古波斯人,抑或是小亚细亚地区的某位高手,发明出一种能耐高温的小型坩埚,以黏土烧制的坩埚直径五公分,高20公分,厚六公分。将初步冶炼的块炼铁或生铁放入坩埚后,掺入木片和新鲜树叶,再用黏土封住坩埚的口,送进鼓风炉,使其前后左右都是熊熊燃烧的木炭。

木炭的燃烧温度不太高,可是源源不断的热量进入坩埚以后,由于很少往外传递,结果就是坩埚内部的温度愈来愈高,高到能把坩埚里的铁熔为铁水。至此,停火,开炉,取出坩埚,倒出铁水。待铁水冷却后,锻打一番,再次放入坩埚,使其再度熔为铁水,然后再取出冷却,再锻打一番,再放入坩埚……如此循环往复,最终将得到极其致密、极其精纯、含碳量高达2%的超高碳钢,后人叫它「乌兹钢」。

乌兹钢的物理性能和化学性能都非常好,坚硬而不脆,抗氧化能力很强。印度德里有一根六吨重的乌兹钢柱子,历经千年风雨,至今没有生锈。

所以说我们的生活中,不论是植物或动物、海洋或陆地,无论是自然形成的物质,还是人为创造的物体,归根结底都是化学,都是化学元素的神奇组合,而那些我们无比熟悉又诱人的武侠故事,正是打开化学之门的最佳钥匙。


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