中国原生文明启示录 作者:孙皓晖
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。其实际的使用方式是：将立体的铸范放置在一块平板上，然后浇铸铜水。如此，其产出成品的一面便是平板的，无法完成立体形状。进展到春秋战国之交，创造出了“复合范”。这是一种子、口拼合的全立体模具。其实际使用方式是：先行铸造两块都是立体的模具，分别各自呈现器物的一半形状。而后，将两块立体模具箍紧固定。再后，从模具口浇铸进铁水。于是，物事的立体形状就全貌呈现出来了。复合范的优势，一是能够精确呈现器物的立体全貌，二是能够铸造庞大而复杂的礼器、兵器或大型工具。
1953年，河北兴隆发现了一处燕国冶铁遗址，其中有大批的铁范，而且大多数都是复合范。还有六角梯形的锄范、双镰范、范、斧范、双凿范、车具范等，其制作之精美，形制之复杂，都令我们惊叹不已！
第四大进步，是铸铁柔化技术的发明。
铸铁柔化，就是增强生铁的韧性，克服其脆硬易折的缺陷。根据当代科学技术的复原分析，这种技术主要包括三个基本方面。
一方面，对生铁铸件进行可锻化热处理，也就是重新烧红并进行反复锻打，达到氧化与一定程度的脱碳，并析出部分石墨。这样的产品，因折断后呈现略近白色的质地，被称为“白心铸铁”，其韧性比原先的铸铁要强很多。后来，这一技术继续发展，战国晚期已经出现了韧性更强的“黑心铸铁”。这一技术，就是长时间地加热、锻打、淬火，柔韧性比白心可锻铸铁更强。
另一方面，对生铁件加热、氧化，使其大幅度脱碳或完全脱碳，从而形成两种产品：一则，脱碳不完全时，铁器件成为外层是钢而内在是铁的复合组织；二则，脱碳大体完全时，白口组织消失，铸件全部由铁变钢，但还保留了原有的气眼、缩孔等特点。
第三个方面，利用控制淬火程度的方法，创造出表面软而内在硬的复合铸件。这一技术的实质，是器物的表面为低碳纯铁，中心却是硬度很高的钢。在实践应用中，这种铸件适合于打造兵器——磨去表面低碳软铁，以中间层作为锋利的刃口，成功解决了兵器既要坚固锋利又要质地柔韧的双重需要。
中国生铁柔化技术的发明与应用，比世界其他国家早了两千余年。欧洲直到18世纪，才有了白心可锻铸铁；美国直到19世纪，才有黑心可锻铸铁。
第五大进步，是固体渗碳制钢技术的发明。
依据春秋战国时代的兵器遗存，尤其是剑器遗存，经中外当代科学家的鉴定分析，春秋战国之交，已经发明了固体渗碳制钢技术。据考证，这种技术在春秋时代的剑器里已经体现出来，其基本环节是：将块炼铁放进炽热的木炭里，长时间加热，使其渗进碳成分，而后反复锻打，成为碳钢片。然后，又将碳钢片对折锻打，再多层折叠锻打。打造成兵器后，再以淬火、正火等热处理工艺处理，以更好地改进钢材性能。战国史专家杨宽先生考证，李斯在《谏逐客书》中所说的秦王嬴政佩带的“太阿之剑”，就是用这样的工艺打造出来的优质钢利器。
至今，在河南、湖北、江苏等地，还流传着一种民间冶炼方法——焖钢。就是把熟铁块放在陶制或铁制容器里，按照一定配方加进渗碳剂，再加进含有磷的骨粉作催化剂，然后密封，加热，成为渗碳钢材。焖钢完成之后，反复折叠锻打这种渗碳钢材，便是一种极其锋利的兵器。
战国冶铁技术的发展，刺激了铁矿采掘行业的大规模发展。据《山海经·五藏山经》记载，当时有明确地点的铁山，共有37处，大体分布在今日河南、湖北、陕西、山西地区。又据《战国策》记载，当时天下最著名的铁矿，是韩国宜阳的“铁山”。
这些铁山的生产手段，也很发达。据对湖北大冶铜绿山发现的战国铜矿山遗址考察，发现当时已经有效地采用了竖井、斜井、斜巷、平巷相结合的方式，创造了分层填充的上层开采方式。其竖井的交通孔道深达五十多米，开采区为多层分布，通风排水等都得到了合理解决。
战国时代的冶铁行业获得极大发展。依据史料，当时的各大战国都有难以计数的冶铁作坊。各个国家为了对这一极其重要的生产领域进行有效管理，设置了“主铁官”、“左采铁”、“右采铁”等职能机构。据史料记载，当时韩国的冶铁业最为发达，拥有最多的冶铁作坊。当时韩国土地上的冥山、宜阳、棠溪、墨阳、合膊、邓师、宛冯、龙渊、太阿等地，都是铁工场的聚集地。
近年，在山东淄博的战国临淄古城遗址，发现了冶铁作坊六处，分布面积达九十余万平方米。最大的一处，面积竟达四十多万平方米。河北易县发现的燕国下都的冶铁作坊遗址有三处，最大一处的面积达到了三十万平方米。如此巨大的铁工场，大量存在于两千多年前的中国，实在令我们惊叹！
4.铁器应用的普及
战国冶铁技术的发展，极大地推动了铁器的普遍使用。
（1）铁制农具的普遍使用
铁农具的普遍使用，是进入铁器时代的最根本标志。从春秋早期开始，发达的诸侯国如齐国，就已经大力推行铁农具了。当时的齐国丞相管仲认为，必得使铁，然后成为农，然后成为车，然后成为女（织），“不尔而成事者，天下无有！”也就是说，只有使用铁工具，才能提高农耕、车辆、纺织等行业的生产水平。
进入战国时代，使用铁农具已经成为普遍现象。在当时，叫做“铁耕”。如果哪个地区不用铁耕，反倒是异乎寻常的事情了。据周昕先生的《中国农具发展史》考证，战国时代使用的铁制农具已经达到近二十种之多。山东、河南等地发掘出春秋战国的大量铁制农具，已经最充分地证明了铁制农具使用的广泛性。
（2）铁制兵器的普遍使用
春秋时代的兵器，基本上都是青铜制品。进入战国时代，青铜兵器虽然继续存在，数量也很多；但是，铜兵器基本上已经转化为官署警卫兵器、仪仗部队兵器，或者战场部队的非主战兵器。战国时代主战军队，已经进入了以铁制兵器为主战兵器的新阶段。
这里，需要特别强调的一点是，铁器开始装备军队，并不是全部剔除青铜装备，而是青铜装备与青铜兵器已经退居到了次要地位。秦始皇兵马俑坑出土了大量青铜兵器，铁兵器反倒少见。事实上，这是陪葬的特定需要，若因此而断定战国末期与秦帝国时期仍然是青铜兵器时代，是非常荒诞的。
就当时的单兵实战兵器来说，除了某些时候某种兵员仍在继续使用青铜兵器，如青铜长矛、青铜戈、青铜短剑、青铜战斧等之外，单兵实战兵器，已经普遍使用铁制兵器了。就史料记载与文物发现，战国的单兵实战铁兵器主要出现了以下新种类：
其一，形制接近或超过一米的铁制长剑。当时，这种长剑就叫“铁剑”。《史记·范雎列传》记载，秦昭王曾说：“吾闻楚之铁剑利。”说的就是这种铁制长剑。这种铁剑，既是战国步兵的主战兵器之一，更是骑兵最主要的铁制实战兵器。铁剑的长度与坚固程度，都远远超过既往的铜质短剑，杀伤力具有明显的提升。
其二，单兵使用的长大铁兵器。首先是铁，也就是铁制长矛，其矛头部分的形制大约如同后来的蛇矛。据史料记载，这种长大的蛇形矛异常锋利，伤后惨如蜂虿。除此之外，其余种类的铁制长矛，还有铍（剑形长矛）、铩（与铍类似的长矛）、矟（长度达到一丈八尺的长矛）。另外还有一种单兵使用的铁制短矛——，都是锋利的攻击型兵器。长矛的实战用途，主要使用于步兵冲锋或结阵防守。骑兵的优势主要在于机动性与快速性，因此不使用长大的兵器。骑兵马上长兵器的使用，一直到秦末时期才渐渐出现。
其三，专门用于击打的铁兵器——铁杖。其形制，大体接近于后来的铁棍。《吕氏春秋·贵卒篇》对“铁杖”的威力是这样描述的：“所击无不碎，所冲无不陷。”可见，这是步兵与骑兵均可使用的一种威力极大的实战铁兵器。
其四，以重力击打著称的“铁锥”。其主体形制，大约接近于后来的实心铁锤，但是有略尖的锥形头。《史记·魏公子列传》记载：“朱亥袖四十斤铁锥，锥杀晋鄙。”便是这种兵器。军中常用的主战铁锤，在《六韬·虎韬·军用》中有记载：“其重八斤，柄长五尺。”另有一种主战铁锤，当时叫做“铁锫”，方形，重十二斤，柄长五尺以上。此类兵器，当时称为杂兵，也就是特种兵器，并不普遍装备大军。
其五，车战铁兵器——铁戟。战国时代，战车虽然不再是主力兵种，但各个国家仍然都有适当的保留。战车甲士的主战兵器，就是这种铁戟，可叉，可刺，可钩，可挑，可击，功能多样。此前的战车兵器，主要是青铜戈和十字戢，坚硬和锋利程度都不如铁戟。
其六，铁制长兵器——铁枪。铁枪以刺杀为主，其形制接近于长矛。《墨子·备城门中》有一条记载：“枪二十支。”就是这种铁制长兵器。目前，我国的地下发掘中尚未见到青铜枪，其原因，很可能是青铜的硬度不适合这种以灌注力量为主要特点的长兵器。“枪”在墨子活动的春秋晚期出现，只能是铁制枪，而不会是青铜枪。
其七，铁镞。镞，就是箭头。弓箭的发明极早。箭头的使用材料，此前也经过了石头、青铜两大阶段。进入到春秋战国之交，虽然青铜镞仍然在普遍使用，但是也已经出现了铁镞，甚或更为优质的合金性质的铁镞。以实战用途论，合金性质的铁镞主要用于远距离射击的连弩之上。连弩的发射弓力越强大，箭头的主体就越长，重量就越大，这叫“长铤镞”。秦兵马俑坑出土的长铤镞，最长的已经达到41.5厘米，也就是一尺二寸有余。其最前的铤首，也就是箭头部分，也长达4.5厘米，一寸有余。如此长大的箭镞，普通的臂张弓是无法射出的，其威力也是普通的单兵弓箭所不能比拟的。
战国后期，铁镞的使用已经迅速普及了。秦始皇兵马俑坑中出土的箭镞，几乎都是合金性质的铁镞，其坚硬锋利，其误差之小，无疑是当时最优良的箭镞。铁镞的出现，大大提高了箭头的杀伤力与穿透性，是铁兵器的主要标志之一。
其八，铁制短刀。刀的出现很早，到战国时代，刀的使用已经很普及了。但是，由于青铜的质地限制，以力量威猛见长的刀，一直没能替代剑的主战地位。进入春秋战国之交，铁制刀已经普遍，但是其形制普遍较短较小，仍然未能成为主战兵器。其中最基础的原因，应当不会是当时对刀的威猛性缺乏认识，而更可能是大刀的铸造用铁量大大超过铁剑，因而社会性地普遍选择了铁制长剑。
（3）进攻性大型铁兵器的应用
其一，冲车。这是一种至少出现于殷商时代的大型攻城兵器。早期冲车，是青铜制作的四轮或多轮的重型冲撞车，主要用于撞击城门与城墙。很早时期的周文王攻打崇国时，就使用了冲车。进入战国，冲车的车篷、车辕、车轮都使用铁料制造，其坚固程度与冲撞力度都大大提高。
其二，撞车。这是一种比冲车构造相对简单的大型攻城兵器。其形粗大坚固，底部四只大铁轮，车架横梁部位用绳索悬挂一根巨大的石制或铁制撞杆，撞杆前部安装坚固锐利的巨型撞头，后部绳孔可固定数十条粗大麻绳。冲近城门时，车体四角用木桩固定，数十名兵士一齐拉动麻绳向后荡开，再合力向前猛进撞击，威力惊人。
其三，巢车，也称耧车。这是一种形制高矮不同的瞭望指挥车，因其顶部的悬望楼状如鸟巢，故称“巢车”。又因其高，又被称为“云车”。较低的小型巢车，叫“望楼车”。各种巢车的实际用途，主要是供攻城战役的指挥者与发令司马站于高处，观察城内敌情，并以旗帜、号角等发布战场行动军令之用。春秋时期，巢车已经普遍使用。晋楚鄢陵之战，楚共王与太宰伯州犁便一起登上巢车，指挥攻城。进入战国时代，巢车与其他轮式大型兵器的金属部分，都以精制铁代替了青铜，其坚固快捷的程度大大高于既往。
其四，壕桥。也就是大军通过壕沟的铁板器械。在西周兵法《六韬·虎韬·必出》中，壕桥被称为“飞桥”。进入战国，“壕桥”发展为可折叠的两轮或四轮，可以快速推动的铁制车桥。攻城若遇小壕沟，壕桥可以直接展开供士兵通过；若遇较宽壕沟，则填土至一定程度后可推上大型的四轮壕桥展开，士兵便可大量通过。
其五，云梯。这是专门用来爬城攻击的大型兵器。早期云梯，在《诗经·大雅·皇矣》中，称为“钩援”。春秋中期，著名工师公输般发明了铁木结合制造的大型云梯，其形制为可推动前进的车梯结合，底部安装四只大铁轮，梯身是可以折叠的两节，伸展高度可
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