秦剑

萱萱

在整个古代，剑都是兵器制造水平的代表。秦剑也被吹捧得很高。不过只要对秦剑的金相组织进行小小的分析，一切也就真相大白。秦剑跟其他秦兵器一样，采用泥型铸造，一次铸成，既不经过锻打（实际上也不可能锻打得了），也不经任何热处理。其成分如下：锡１８－２１％、铅０．１７－２．１８％，其余除微量杂质外均为铜。这种组织中充满了δ相的铜剑，自然是硬而脆的。
不过为了设法弥补，在外形上还是有所设计，《秦始皇陵兵马俑研究》中说道：“有节奏的剑身可以相对减少反作用力，增强剑的弹性，剑身窄处厚度相对较大，剑身宽处厚度相对较薄，这样就使剑身宽处与窄处的机械强度相对均匀，不至因强弱不均而折断。”当然这种弥补作用是相当有限的，因为决定一把剑机械性能的归根结蒂是它的金相组织，而不是外形。现在出土的秦兵马俑坑中的剑，在三个坑中均有分布，其中完整者不过１７把，都出在一号坑东五探方，受淤泥层保护而幸存，其余都是残剑，碎块合计１８９片。其中有的剑鞘尚在，内有折断的剑尖，剑身却不见了。可见秦剑只要出鞘时动作稍为粗暴，就会导致折断——这种折断法据我所知仅此一见，也算是很有创意了。
受其机械性能限制，秦剑只能刺而不能砍。与任何硬物稍用力相碰都会导致其折断。其剑身长、薄（相对战国铜剑而言，其实其最大厚度仍有０．９４厘米左右）、窄。加上硬度大，对刺击穿皮甲的人比较有效，但要刺穿金属盔甲的人那就是妄想了。尴尬的是秦（也包括其他华夏国家）严重缺乏可以用于持久作战的短兵器，因为这时铁兵器还远没有普及，而华夏国家的高锡青铜也造不出可以跟敌兵器相碰而仍能完好的刀剑。
因此也就不难理解为什么秦俑坑中剑的数量很少，除了节省成本外（秦始皇陵修建时，国家经济已经接近崩溃了，但从嬴政这样的疯子和嬴胡亥这样的白痴看来，这显然不是个大问题），更重要的是它没用，使用弓弩的人在近战发生时当然希望用刀剑保护自己，但用一把一碰就折的剑显然是没有这种功能的（弓弩兵受的是弓弩射击训练，不会有那种一击毙命的剑术）；使用长兵器的兵也出于同样道理而不能指望剑，只有那些有一定地位的指挥官，他们受到士兵的保护，要对付的只是可能冲来的敌人，只需坚持很短的时间，士兵们就会聚拢起来保护他，这把剑是折是好，都没什么问题了。我估计，秦俑坑中装备剑的都是军官。
下面要谈到一句非常可笑的话。是这样的：“秦剑的硬度为ＨＲＢ１０６度，相当于调质后的中碳钢。”这句差不多每一个字都是错误的荒谬绝伦的话，流传了近三十年，竟然没有一个人指出它的错误，颇令人深思。现在就由我这个业余灌水的业务员指出其中的错误。
首先，为什么偏偏选择洛氏Ｂ级标准呢？因为洛氏Ｂ级标准，适用于较软的金属——注意这点！——包括铜合金。但每一本冶金书都会告诉我们，ＨＲＢ的取值范围是２５－１００。超过范围取值，误差会很大，就我所见的现代产品测验最大数值为ＨＲＢ１０４。而且尴尬的是洛氏硬度彼此之间没有可以直接换算的公式，因此这个骇人听闻的ＨＲＢ１０６，到底相当于较准确的洛氏Ｃ级标准多少，没有人能够明确的知道。难道没有更合用的硬度标准了么？非也。
任何一本冶金书都会明明白白的告诉我们，硬度测验标准很多，其中洛氏测量法压痕小，不损坏受测物品，操作简便，但因压痕小，试验数值较分散，易于引起操作误差。而布氏硬度（ＨＢ）不可测量硬物（数值控制在ＨＢＷ６５０范围内），操作程序复杂，但压痕较大，侧值稳定，适用于铜合金；维氏硬度（ＨＶ），可以测验得硬度范围很大，一般金属几乎不受限制。由于采用显微镜测得压痕对角线长度，结果较精确，然而操作过程也很复杂，不宜用于批量检验。
由上面看来，似乎测验者看中了“不损坏受测物品”一条。然而，难道他忘了ＨＲＢ取值范围不宜超过１００这个最简单的常识了吗？而且，对于那些碎得一塌糊涂的剑，还有什么可保护的？西方国家的冶金考古学家，早在７０年代就已经普遍采用维氏硬度测量古物硬度，至多以布氏硬度作为补充，其实同样是对秦俑坑出土武器，对矛和箭镞也都采用布氏硬度测量法。那么为什么偏偏要用误差很大的洛氏Ｂ标来测量剑硬度呢？
好吧，我们先认为秦剑就非用洛氏Ｂ标不可，但接下来还得吓一跳。HRB106，非常勉强的可以认为大致等于HV296，或者说是HB290。我向大家还记得上面所说的含锡20%的铸造青铜，硬度不过HB150，即使因出处不同，说法不一，让我们把这个数字调高100以上，那么含锡21%的青铜（测验硬度的残剑数据），充其量不过是HB270-280，如何高到HB290？要知道，含锡量22.5%的希腊雅典造币模（顺便说一下，冲压造币法也是西方对中国的一个技术优势），在使用前经过了硬化处理（似乎可以理解为淬火），其硬度也不过是HV270。比秦剑稍早的一把楚剑，含锡量同为２１％，且采用金属范铸造，铸造效果优于泥范，其表面硬度为ＨＶ２０１。这样看来，秦剑还真是非同一般哪。

萱萱

那么是不是秦的造剑技术有什么非常特殊的地方，可以使剑硬度大增呢？我们前面说过，当含锡量高到15%以上时，退火和锻打都已经是不可能的了，而淬火会进一步恶化铜器韧性，历史上没有一件铜兵器采用过这种热处理方法。前面也已经说过了，秦剑系由泥型铸造，未经任何冷作和热处理。在这种情况下，秦剑的硬度显然只能由其含锡量决定。那么是不是由于微量元素的加入使得秦剑机械性能大增呢？秦剑中只含有含量极微，成分复杂的其他元素——而现代铜合金必须有含量较大的相应元素才能改变其机械性能。所以秦剑不可能有什么特别的原因使其硬度大增。让我说得更明白些：HRB106这个数字，１００％是不准确的。不过其实秦剑最大的问题不在于硬度，而在于韧性。
好吧，让我们认为秦剑确实就是达到了ＨＶ２９６这个山崩地裂的数据。那么它是不是确实“等于”或“接近于”调质后的中碳钢呢？让我作一个浅显的比喻：歼８－Ⅱ的最大飞行速度超过升级后的Ｆ１６Ａ／Ｂ。这句话对不对呢？对，但也根本谈不上对不对，因为Ｆ１６Ａ／Ｂ升级，是为了提高其综合作战能力，而不是单单为了提高其速度。同样的，每个人都知道，钢材调质是为了在提高其硬度的同时，保持其韧性，也就是提高其综合机械性能，而不是单单提高其硬度。顺便说一下，调质通俗的说就是淬火＋回火。这点网上的人未必知道。
更要命的是，秦剑根本不能跟古今中外任何一种调质后的钢材比硬度！我们知道现代碳素钢（想必你知道中碳钢是碳素钢的一种，指含碳量在０．２－０．６％之间，不加入其它元素的铁碳合金）即使含碳量为０．２％，淬火之后同样可以达到ＨＲＣ６２的表面硬度，即使回火后硬度再怎么下降，也绝不会降到ＨＲＣ３５以下。而古代呢？出土的人类史上最早的经过调质处理的铁器是著名的两把埃及斧（顺便说一下，回火也是古代西方对东方的一个技术优势），制造时间为公元前九世纪，经过对完好一把的检测，其刃部硬度为ＨＶ４４４。罗马时代含碳量０．４３％的剑刃，淬火后硬度为ＨＶ７００，而民用工具淬火后硬度在ＨＶ５００－７９０之间，它们回火后的硬度无论如何都不会降到ＨＶ４００以下。
中世纪欧洲含碳量较高的铁器，在淬火后一般要经过回火，但没有一个实物硬度降到ＨＶ４００以下，其他文明国家经过淬火的铁兵器，也从未有过低于ＨＶ４００的纪录，事实证明，经过调质的钢件，其硬度以ＨＶ４００为下限，除了最早的淬火钢件硬度可能不足以外（因为古代技术条件下，含碳量０．２％以下的铁器淬火效果不明显，但没有任何证据可以证明最早的淬火铁器性能如此之低），任何已知的调质铁器都不会软于秦剑——这里还没有考虑秦剑韧性极差的问题。

萱萱

当然也不排除一种可能：楚国的弓很差，比其他华夏国家要差，但从古文献可以得知，楚国的弓是有名的，况且战国制弓技术还有秦弓作为佐证。因此这种可能性很小。关于这点，还要等更多战国弓实物出土才能肯定。
推测之词，终究是不大靠得住的，所以我打算把秦弩的性能抄在下面，以供有理科知识的朋友参考研究。
“目前，秦诵坑出土的弓多和弩相连，系弩弓。弓材为木质，长130－144厘米，弣径3—5、萧径2—3厘米。弓干用皮条缠扎，表面涂漆。弦长108－124厘米，径o．6－o．8厘米。弓置于弩臂的含口内。弩臂为木质，长70－76厘米，宽4—5厘米，厚5．5—7厘米。弩臂的前端有承弓的含。含的上唇长3．5厘米，下唇长4—5厘米，上下唇的宽度与弩宽同。弩臂的前端距含6－11．5厘米处，左右两侧各有一长方形耳(即木橛)，耳长2厘米，宽2厘米，厚1．5厘米。用两根绳前端缚弓，后端分别系结于左右耳上，使弓固着于弩臂的含口内，以防射击时由于弓干弛弭时的反作用力使弓与弩臂脱开。
弩臂的后部有用竹片作的关。竹片宽3．2厘米，厚o．5厘米，关的内径宽11—12．8厘米，高5．8—7厘米。关后有木托，托呈长方橛状，长约8厘米，厚约2厘米。上端插于弩臂的铆口内。铜弩机安装在弩臂的后部，望山和钩牙露出臂面，悬刀位于关内。弯臂的正面有承箭笴的槽，槽宽约1厘米，深o．5厘米，槽长由望山直达含端。弩臂的上部为平面，下部呈圆弧形，左右两侧的中部内凹呈弧形，这样便于握持。弩臂通体涂褐色漆。弩臂后部安装的铜弩机，均无廓，素面，由悬刀、钩牙、望山、拴塞等部分构成。秦俑坑的弩和战国弩的形制基本相同。”（以上抄自《秦始皇陵兵马俑研究》第１７７页）
可以看出，秦弩采取了加厚弓弣的办法来增强弓力，这也是后来所有中国弩的结构特点，至于秦弩增厚弓弣的效果，这个我不知道。另外秦弩弓均为木质合成弓，木种不详，根据陕西植被状况，质量优秀的秦弩应当以柘木、桑木这样坚韧的木材作为制弓材料，而弓弦据说多由丝绳或牛筋制成。另外请注意一点，有的复原者将秦弩装弓袋（韬，通套）中的支撑木误为秦弩弓上的支撑木，并以此复原出了一张难看的带支撑木的弩弓，这是可笑的错误。其实秦弩跟其他华夏国家的弩一样，弩弓跟普通合成弓没有什么差别。
箭镞的机械性能也是弓弩威力的重要因素，关于秦镞的溺美之词我们已经听得够多了，现在就小小的分析一下它的金相组织。秦箭镞含锡在１１．１０－１７％之间（多集中在１１．１０－１２．５７％之间），含铅在３－７．７１％之间。均一次铸成，未经任何锻打和热处理（关于这点，恐怕还需要更多的检测来证明，因为秦箭镞的含锡量处于可锻打范围内）。其硬度取值范围在ＨＢ８０－１５０之间，据对一支箭镞（含锡量不详）的检测，其硬度为ＨＢ１００。而其组织剖面显示大量α＋δ共析体，可见韧性依然不佳，但要强于秦剑。
我想够了，任何头脑还算清楚的人看了以上的讲述都会对秦箭镞的威力有一个正确的认识。
硬度ＨＢ１００是什么概念呢？还不如埃及第一王朝时期铜兵器的硬度（那时的扁平斧刃口硬度为ＨＢ９２－１１２），更可悲的是如此之软的箭镞韧性还很不好。经常有人幻想用秦的强弩去射击马其顿的金属铠甲，战无不胜。那么马其顿盔甲的硬度是多少呢？铜甲硬度的取值范围为ＨＢ１２０－２００之间（实物测验值为ＨＶ１７５）、铁甲性能不详，但至低不低过ＨＶ１００（即按古法锻打退火的含碳量０．１％的熟铁），而且无论铜甲铁甲，韧性都远超过秦箭镞。
我们知道盔甲抵御箭镞不一定要很硬，十字军时代的欧洲骑士所穿着的也是熟铁制的锁子甲，突厥骑射手射出的箭已经很难伤害他们，说实话我看过的书不算少，还是第一次看到攻击性武器居然比盔甲还软！居然想用这样可怜的箭镞来打败穿着金属盔甲的敌人，这不是彻头彻尾的幻想又能是什么呢？那么，能不能用提高含锡量的办法来加强箭镞的威力呢？能，汉铜箭镞就将箭镞含锡量增加到了２２％，硬度可以达到ＨＶ２６０左右，威力远比秦镞高——不过这有一个前提，那就是对方没有穿着金属盔甲，否则如此脆的箭镞一碰到盔甲就会破碎。秦箭镞跟其他秦兵器有一个不同之处：它的含铅量较高。这似乎是为了利用铅毒，但稍了解冶金学的人都知道，作为青铜一部分的铅，它的毒性已经消失了——道理很简单，就象我们体内充满Ｈ２Ｏ，但绝不会因为Ｈ２＋Ｏ２而爆炸一样。
了解了秦箭镞的实际威力，那些糊涂话可以从你的脑子里抛掉了。令我觉得特别奇怪的是《复活的军团》煞有其事的说：秦箭镞的外形跟现代的子弹完全一样。我想不出这句昏话是怎么说出口的，无论从哪个角度，正面侧面背面看，秦箭镞跟现代的子弹都完全是两码事。更重要的是现代的子弹采取旋转稳定原理，而秦箭跟历史上的其他任何箭支一样，主要通过尾羽来保持稳定，其次才是箭杆的笔直程度和箭镞外形。总之这句话跟前面说过的秦剑硬度的话一样都属于典型的１００％昏话。

萱萱

关于秦弓弩没什么可说的了。在当时世界上，印度弓箭可谓举世无双，配合熟练的印度弓手，唯有印度长弓才可以令肆无忌惮的希腊重甲步兵想起射击兵的存在。其次是帕提亚、斯基泰和罗马射击兵。至于华夏国家实在排不上号。中国射击兵器达到世界先进水平是西汉的事。至于华夏人一向重视弓弩，这倒是个事实，原因倒也简单，对于没有良好防护的军队来说，从远处飞来的箭支，不管它的箭镞硬度是多少，都是非常可怕的。
顺便说一说那个伟大的射六百步之外的弩。它的出处是《战国策》韩策一以及《史记·苏秦列传》，内容几乎一样，看来刘向和司马迁的资料来源是一样的。原文如下：“天下之强弓劲弩，皆自韩出。溪子、少府、时力、距来，皆射六百步之外。韩卒超足而射，百发不暇止，远者达胸，近者掩心。”从前我曾经把它当作值得认真对待的话语，现在看来显然是太认真了。不信？翻译一下就明白：“天下的强弓劲弩，都出自韩国。溪子弩、少府弩、时力弩、距来弩，都能射到８３０米之外。韩卒脚踏张弦，连射一百支箭也还有余力，精确度是远处保证命中半径２５厘米的圆，近处保证命中半径５厘米的圆。”很显然，这里描绘的是一种超人。无怪乎这样的超人以一当百不足道了，秦军哪里值得一说呢？即使英军拿着Brown Bess燧发枪来，跟他们对射依然只有败北。
如果要严肃些的考证的话，那么到底三晋的“步”和“石”到底折合现代的公制是多少米，多少公斤，是个严重的问题。战国时期的度量衡除了秦国情况比较清楚外，其他国家都不甚清楚，甚至一步到底是不是合六尺都不清楚。有说齐国一尺合１６．９厘米的，但证据不足。我见到有一种说法是当时的三百步合１００米，如果这样解释的话上述战国策的内容是可以说得通的，但这种说法的出处不知何在。另一方面值得正视的是《荀子·议兵》中的“十二石之弩”。如果按中山国一石合９．６公斤的权制，也是可信的。前述《秦陵弩和铜镞制造工艺的模拟试验研究》中也有秦三石合４５公斤的说法，不知出处何在。而如果用战国较普遍的２５０克一斤来套传统的“三十斤一石”，则十二石之弩不可解。
最后，我认为秦（包括战国后期的其他华夏国家）的臂张弩射程为１５０米左右，若有踏张弩，则其射程上限为２５０米左右。另除上述《孙膑兵法》称弩射程可达百步之外以外，《墨子·备城门》称木弩的射程要求在五十步以上，可供参考。由于当时的弩只是“加臂之弓”，且弩箭跟弓箭差别不大，所以弩的威力大致跟射程成正比。这个估计跟《中国科学技术史·军事技术卷》上的估计相比偏高，而跟《复活的军团》所称三百米射程偏低。看了电视和改编的书都没有发现该数据出处何在，我希望不要是在西汉的六石弩基础上进行的“合理推测”。
还要说一下，网上对弓弩的射程往往非常着迷。
但射击兵器的射程和威力不一定一致，它还跟推动箭镞（子弹、炮弹）的方式，以及箭镞（子弹、炮弹）的重量、外形等有关，这点要记住。如欧洲中世纪刚从中国引入脚踏弩时最大射程为２５０米，到了使用钢弓且发明张弦器以后，弩的射程反而只有１５０米了，原因就在于为了穿透板甲和增强杀伤力，欧洲弩采用了方头镞，它在近距离上的穿甲能力要超过长弓。另一个较近的例子是，二战时期的坦克炮有时出于进行火力支援的考虑，会把炮弹射得很远，而今天的坦克炮很少进行直射距离以外的射击，原因当然也是为了保证穿甲威力。
另一方面，古人对自己武器的性能大体上还是了解的，他们不会对弓弩提出过分的射程要求，如汉弩射击训练中有十二发十二中的情况，可见靶子摆得不远。而宋的要求是：使用专用于考试的超强弩（初速比实战用弩快），在１５０米上连续射出１２支箭，５中为及格。
　　最后谈到秦俑二号坑中弩兵“阵”的问题。袁仲一先生和王学理先生都认为那是一种教习场面的再现，但在我看来，这个场景非常奇怪，近乎不可解。如果是战阵，而又确实采用了逐排射击的持续射击战术，那么表现出来的理应是前排蹲、后排射。如果是教习，同样应当是前排或蹲或坐，后排站立，方便看到教官的动作要领，无论是战阵还是教习场景，都决不应当出现中间蹲着，四周站着的弩兵群。有很多作者解释说中间蹲着的弩兵是正在张弦，等外围弩兵射完，它们起身射击。
但稍懂军事的人都知道，战术动作必须精简，这样才能在混乱的战场上容易完成。而无论秦弩兵采用何种方式张弦，都绝没有张弦后蹲下的道理，臂张弩当然是要站着张弦才能用尽臂力；脚张弩应当是站着张弦；即使是腰开弩，坐在地上张好弦后都应当立即起立，准备射击。在张弦和射击之间莫名其妙的加上一个蹲下－站起的动作，是为了什么？即令确实是要蹲下，那么为什么不是前排射，后排蹲，而是中间蹲，四周射？这种战阵完全是不可理喻。
也许中间蹲下可以避免敌方的箭支射中，但这种效能是非常有限的，得不偿失——不要忘记他们四周都是站着的战友！至于教习，那就更加不可理解了，中间的人根本看不到教官的动作。总之，这个二号坑弩兵“阵”是一个军事盲的产物。很难估计它形成的原因，也许排列二号坑的官员不懂军事，想当然的进行了排列，但在尚武的秦国，这种可能性是很低的；也许是楚国人的恶作剧？但可能性更加低。因为楚国人如果要破坏，会把它们全部砸碎。所以，最后我只能说我不知道二号坑弩兵“阵”到底是怎么回事。