青铜兵器的制造技术日臻完善与钢铁兵器的出现
青铜是铜锡合金,总体而言,青铜的机械性能会随含锡量的变化而发生变化,青铜器含锡量增加,其强度随之提升,但塑性随之降低,脆性增加。[5]当时的工匠已精确掌握了铸造各种兵器的不同合金比例,并根据兵器各部位的不同功能,通过精确控制青铜合金比例,制造出性能不同的复合兵器。据《考工记》记载:“金有六齐:六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐。”[6]所谓“六齐”,就是指在青铜器冶炼中,根据不同的用途而划分的六种铜锡比例,这是长期以来总结形成的一个基本经验和标准,“有了统一规范的配比标准,自然保证了兵器生产质量的稳定性”[7]。那当时真正的青铜器制造是否依照这一标准呢?学者们根据已经发现的青铜戈(戈戟之齐,含锡量20%)、青铜剑(大刃之齐,含锡量25%)为例进行了专门研究,符合《考工记》的记载,并且指出含锡量20%的青铜合金兵器的强度、硬度性能均很优秀,耐用且杀伤力强,因此“战国时期的青铜冶炼技术已经非常成熟,不仅工艺上统一、精细,在青铜合金用料上也有一套系统科学的配比”[8]。
战国时期冷兵器器柄制作技术、制弓技术和皮甲制作工艺都达到了前所未有的水平。同时,攻守城器械发展迅速,战船多样,战车性能进一步改善。《考工记》的相关记载就集中反映了当时包含武器制作在内的手工业技术的水平。《考工记》记载了以“轮人”“舆人”“辀人”“车人”等为代表的制车系统,“筑氏”“冶氏”“桃氏”“凫氏”“段氏”等为代表的铜器铸造系统,“弓人”“矢人”“庐人”“函人”等为代表的弓矢兵器护甲制作系统。根据这些记述情况来看,当时制造兵器的工艺和规范,诸如原材料选择、加工工艺、检验手段等都已有了非常严格的流程和比较科学的要求。
战国时期青铜兵器的生产进步显著,具有鲜明的特点,这主要表现在以下三个方面。
首先,数量大,产地广。各国为了满足不断扩大的战争需求,都专门设立专产兵器的作坊,批量生产青铜兵器,往往在兵器上还铸刻制造机构、监造管理和工匠的姓名等。因此,当时青铜兵器的生产规模相当可观,数量达到了惊人的程度。目前在各地已发现许多矿冶和铸造遗址,亦出土了大量的青铜兵器。从已出土的青铜兵器以及铭文来看,中原列国大多具备制造青铜兵器的能力。另外,在北方草原地区、云南、巴蜀、两广等地也都发现不少各具特色的青铜或铁质兵器,其冶铸工艺和装饰技艺均已达到相当高的水平,不乏上乘之作。
其次,工艺精湛,质量上乘。许多兵器在制作过程中采用了镶嵌、镂空、错金、漆、失蜡法,器物表面刻画花纹等多种工艺,使兵器造型和图案更加和谐、美观,给人以凝重古朴之感。这一时期青铜兵器的质量也有了新的提高,许多器物虽埋藏地下两三千年,出土时却锋利如新,光可鉴人。戈、矛、铍、殳、戟等兵器的柄部采用积竹木柲,使器物更加牢固,不易折断,光滑美观。在技术上,当时,已经能够生产出脊部和刃部分铸的复合剑,此种复合剑,根据剑不同部分的功用而分别铸造。据学者研究,“脊部材料含锡较低,故性坚韧,两刃含锡较高,故性刚而锋利”[9]。
最后,各种青铜兵器的形制更趋完善,具有较高的作战效能。战国时期青铜剑的剑身逐渐加长,矛体逐渐变窄,戈沿逐渐弧曲,等等,从而增加了杀伤力。已发现的秦青铜长剑,是战国时期最长的剑。这些青铜剑的表面经过了铬盐氧化处理,可以防锈,非常锋利。秦的青铜剑显然是经过了加长的处理,当然这与剑在实际战斗中的作用息息相关,剑的主要功能就是刺杀敌人,所谓一寸长一寸强,比对方长的青铜剑更容易刺中对方。在秦始皇陵墓中出土的大量铜矛、铜戟、铜弩机、铜镞等兵器,亦能证明此时青铜兵器的繁荣与制作工艺的精良。
早在商代,人们就懂得将陨铁锻造加工并与青铜铸接成武器。1972年,河北蒿城出土的商代铁刃铜钺,其铁刃即以陨铁为原料。1990年,在三门峡西周晚期虢国墓中发现的一把铜柄铁剑,以块炼法锻制而成,为我国目前已知最早的人工冶铁实物。大约在春秋末年,人们又掌握了生铁冶铸技术,从而为较大批量生产铁器创造了条件。与此同时,比铁质兵器更为锐利、坚韧的钢质兵器也开始萌芽。到战国时期,由于铸铁柔化技术的运用,使通过热处理脱碳过程的铸铁铸件强度和韧性大幅度提高,从而加快了铁兵器发展的历史进程。战国晚期,钢铁兵器以更快的速度登上战争的舞台,南方的楚国和中原的三晋都开始用钢铁兵器装备部分部队,锋利的铁兵器“惨如蜂虿”,它与“发于肩膺之间,杀人百步之外”[10]的远射强弓劲弩相互配合,使得当时军队的战斗力得到明显的提高,齐国军队“疾如锥矢,战如雷电,解如风雨”[11],楚国军队“轻利僄遬,卒如飘风”[12],等等,就是这方面的形象写照。可见,战国时期钢铁兵器的初露头角,不仅孕育着青铜兵器盛极而中衰的契机,而且也必然成为推动作战方式、编制体制等发生变化的活跃因素,为大规模的步、车、骑战提供了物质条件。