兵马俑武器里暗藏着中国古代黑科技吗 _小知识

作者：惠家明
编辑：Yuki
在史书中，秦军战士被描绘成“左手拎人头，右手抓俘虏”的善战形象。秦军的战斗力之所以能扫平六国，除了得益于制度和战略优势，还与精良的武器装备密不可分。

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【兵马俑武器里暗藏着中国古代黑科技吗】在张艺谋电影中，秦军的剑、弩、弓给人们留下了极为震撼的印象。图片来源：电影《英雄》
熟读古代史的朋友们都知道，秦国的武器生产采取责任制，工匠要把名字刻在武器上，所以产品规格统一、质量过硬。不仅如此，秦人的剑更修长，在短兵相接时更易击中敌人。而在上世纪70年代，人们甚至在检测兵马俑武器的化学成分时发现：有些武器的表面居然存在“含铬化合物”，并推测秦人可能已经学会用含铬氧化层来防止兵器生锈！要知道，用铬元素防锈的技术直到近代社会才出现。如果秦国人已经掌握了这门技术，那说明中国古人的“黑科技”足足领先了世界两千多年。
不过就在前些天，剑桥大学等机构的考古学家却给这个说法画上了大大的问号。他们的研究显示，兵马俑武器表面的铬元素很可能是埋藏过程中被污染的结果，并且和武器防锈也没有关系[1] 。
千年不锈的兵器 1974年，随着兵马俑坑被意外发现，形态逼真、气势恢宏的人俑瞬间吸引了全世界的目光。实际上，除了秦俑之外，一同发掘出土的兵器也是稀世珍宝。
兵马俑坑里出土的武器主要包括弩、剑、戈、箭等等，材质大部分是铜锡合金。我们知道，铜铁一类的金属制品很容易锈蚀。像家里常用的卫浴设备虽是工业生产的不锈钢或全铜五金，用上十年也难免出现锈斑。可令人震惊的是，兵马俑坑中的一些铜制武器历经两千多年却依旧光洁如新！这不禁使人发问：秦国人究竟是用什么技术才让武器如此抗腐蚀呢？

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惟妙惟肖的兵马俑。图片来源：BrokenSphere|Wikimedia Commons
为此，许多学者希望从武器的化学成分中找答案。果不其然，人们发现一些未锈蚀的铜箭镞含有不同寻常的元素——铬[2] 。这一发现立马就让人们想起了现代冶金工业常用的铬转化膜防腐蚀技术（chromate conversion coating）。有了这层保护膜，金属就像是穿上了衣服，能避免与氧气、水分以及酸性物质接触，大大减缓腐蚀速度。尽管学术界仍在怀疑秦人是不是真的掌握了铬转化膜技术，但一些媒体却开始借此广泛宣传中国人老祖先的超前智慧，甚至在中小学生的教辅书中也出现了这样的论调。
可是，“以铬防锈”的说法也有很多疑点。比如有学者就提出，箭镞是快速消耗品，射出去八成就找不回来了，花那么大工夫给它防锈有什么意义？再比如，中国古代有关冶金技术的文献相当繁多，记载了各式各样的防腐蚀技术，为何偏偏没有提到铬转化膜技术？[3]

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金属铬。图片来源：Jurii |Wikimedia Commons
在重重疑问之中，剑桥大学等机构考古专家决定对兵马俑坑的兵器及其周围埋藏环境做一次大检测，想看看这些铬元素的来龙去脉。
利用X射线荧光光谱分析技术（XRF），检测首先发现武器表面含铬并不是个普遍现象。受检测的460多件武器中，仅有8%的武器含有微量的铬元素（含量大于0.1%）。这可就奇怪了，崇尚标准化生产的秦人如果要用铬防锈，为什么不统一添加，而只是给一小撮武器加上？
更关键的是，含铬的武器大多是铜箭镞、弩扳机，而受检测的剑身和矛头表面却没有发现铬元素。然而，铜剑和铜矛头中也有不少是保存完好，几乎没有生锈的。没有了所谓的铬氧化层保护，这些铜剑铜矛怎么也千年不朽了呢？后续的相关性分析也显示，武器的保存状况和铬元素的存在与否并无关联。这说明，兵马俑各式武器的防腐蚀手段并不是依靠铬，而且秦人很可能也并没有掌握铬转化膜保护技术。

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剑身千年不朽的秦军宝剑。图片来源：参考文献[1]
铬从何处来在对武器的配件以及周边埋藏环境进行化学元素分析之后，研究者们更坚定了自己的看法。剑柄、剑鞘、套圈，以及弓把等配件上，铬元素是广泛存在的，可这些部分相比较于剑身、矛头等关键部位来说，偏偏是最不需要防腐蚀的。这进一步说明，铬的出现，并不是作为防腐蚀之用。