工业革命|人类进入铁器时代:帝国崛起的奥秘( 二 )


只是由于铁容易生锈 , 天然单质状态的铁在地球上是找不到的 , 且铁的熔点比铜高 , 比铜难以熔炼 , 才导致铁器起初不如青铜使用广泛 。
最后 , 铁的质地比青铜要更坚硬 , 这改变了人类的农业和军事 。
农业上来说 , 铁器的使用 , 令人类开垦荒草杂木较多的地方效率更高 , 也更便于整修和建造沟渠 , 方便农业人工灌溉 。 比如中国南方地区 , 地面被植被覆盖 , 没有铁器就根本无法处理深埋于地下的植物根系 , 而且南方的土与北方黄土高原松散的黄土相比 , 很粘且不易翻开 , 也就无法进行农田开发 。
在军事方面 , 铁器被制作为武器 , 让战争的胜负不仅取决于人数、阵型 。 武器的差距 , 让战争出现“降维”打击 , 或是单方面的屠杀 。 强盛的古代帝国 , 无不拥有其特有、出色的武器 。
如公元前4世纪马其顿方阵使用的超长枪——萨利沙就使用了钢铁矛头 。 著名的罗马短剑就全部是钢铁制品 , 甚至采用了淬火技术 。 在中国 , 公元前3世纪的燕下都出土了经过淬火的钢剑和钢铁矛头;到了汉代 , 满城汉墓出土了低碳钢制品的汉剑;扶风汉墓、中山靖王刘胜墓出土的汉代环首刀都是经过淬火的钢剑 。 这些武器的硬度 , 与此前的青铜相比 , 是真的“削铜如泥” 。
这里就提到了很多具体的冶铁技术的以及技术升级 。
中西方早期的原始冶铁技术多为块炼铁技术 。
具体来说 , 就是在空气中用炭火加热址锅中铁矿石 。 然而由于温度不够 , 只有1000度出头 , 不能够熔化铁矿石所含有的氧化铁和一氧化碳接触后还原出来的铁 , 只能将其软化成海绵状疏松的铁块 。 于是人类就借助加热并捶打成形的方式去除杂质、控制碳含量而制成铁器 。 这种方式制成的铁器 , 因为杂质过多而质量并不高 。
后来 , 鼓风技术得到发展 , 让温度不再是炼铁的技术壁垒 , 铁得以融化 , 去除杂质后 , 可以用模具铸造成铁器 。 此时的铁大致可称为生铁 , 需要进一步淬火和捶打才能制造出质量坚韧的农具 。
西方对于铸铁的认识到此为止 , 而中国工匠进一步发展出了更为成熟的处理技术 , 即将生铁送入退火炉中二次加热 , 经过退火热处理柔化后的铸铁即为可锻铸铁 。 经过柔化处理技术之后 , 铁的强度上升 , 这个时候才开始大规模地应用于农业生产当中 。
西汉中期以后逐渐发展出“炒钢”技术 , 东汉已经掌握了将钢铁制品进行多次折叠锻打的百炼钢技术 , 之后在“炒钢”基础上进一步发明出“灌钢技术” 。 “削铁如泥”也在冶铁技术进步中逐渐成真 。
技术的发展不仅提高了制造铁器的质量 , 更提高了制造效率 。 中国的冶金技术在明代中叶以前一直居世界先进水平 。 在公元14~15世纪 , 中国铁的产量曾超过1.2万吨 。 而这个水平 , 最先进行工业革命的英国两个世纪之后才达到 。
可以说 , 人类对于铁器的使用 , 以及对于制造铁器技艺的提升 , 深刻改变了人类社会 。
一方面 , 从石器时代 , 青铜时代 , 到人类大规模使用铁器 , 进入铁器时代 , 人类的生产范围、规模和效率获得了本质提高 , 人类改造自然的力量也得到了质的提升 。
【工业革命|人类进入铁器时代:帝国崛起的奥秘】另一方面 , 铁器时代承接了之后的工业革命 。 可以看到 , 肇始于英国的第一次工业革命 , 机械逐渐取代人力 , 产品得以批量生产 。 而机器的生产 , 离不开高品质的铁和钢的使用 , 钢铁材料是推进工业革命必备的物质基础 。