能打造板甲,却用皮子做大炮,为何西欧冶铁铸造落后中国两千年?

作者|冷研作者团队-曲墨封

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编者按:西欧在15世纪就能打造板甲,是爱慕欧洲历史者洋洋自得的事情。但一个真相说出来可能令人大跌眼镜,能打造板甲的欧洲,铁铸造技术却仍然落后中国两千年。这到底是怎么回事?


▲板甲

这听起来实在令人感到奇怪,但笔者必须指出,很多人很明显无法分清楚锻造和铸造两个概念。板甲是典型的锻造产物,而非铸造。锻造和铸造有何区别呢?现代的锻造,是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。而在古代,锻造主要就是指锻打,一般是常温下操作,即使要加热,也不会到金属熔化的程度。而铸造,则是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法。由于青铜的熔点比较低,所以在青铜时代,东西方都很快掌握了铸造技术,但进入铁器时代之后,铁的熔点可要比青铜高得多。冶铁技术最早应该确实是从西亚传入东亚的,但那只是最简单的块炼铁技术。冶炼块炼铁,一般是在平地或山麓挖穴为炉,装入高品位的铁矿石和木炭,点燃后,鼓风加热。当温度达到1000℃左右时,矿石中的氧化铁就会还原成金属铁,而矿石成为渣子。由于矿石中其它未还原的氧化物和杂质不能除去,只能趁热锻打挤出一部或大部,仍然会有较多的大块夹杂物留在铁里。由此来看,块炼铁是有极大的弊端的。其初步冶炼只能得到疏松多孔的海绵铁,需要经过高强度的锻打,但仍然会存留大量氧化物,即便是有品位非常高的铁矿石,也会因此降低铁产品的质量。

古代中国人是极为有智慧的。由于在青铜时代已经广泛使用高炉炼铜,华夏先民很快也使用高炉炼铁,并使用鼓风炉强化木炭的燃烧,促使冶铁的产量提高。为了得到高温,中国古代还在送风装置——风箱上作了改进。由于温度升高,渗碳量就增加,也就产生了含碳量较高的铁,也就是生铁。

▲古中国炼铁时使用风箱鼓风

在《早期铁质对青铜冷兵器有多大优势?西周对上亚述帝国是否会被屠杀》一文中,我们已经提到,铁含碳量较低则会柔软富于延展性,含碳量较高则会硬而脆。但生铁除此之外,还有一个特性就是熔点低,容易融化为铁水,利于铸造,因此生铁又被称作铸铁。在东亚,绝大部分地区的铁矿石品位是不高的,富含硫、磷等杂质。这对于制造兵器铠甲来说,显然是很不利的。但是这却带来了另一项重大利好,就是含杂质的生铁熔点更低,更容易融化。世界其他地区未尝没有得到过生铁,但他们只注意到生铁不耐锻打,而古中国人则发现了生铁能够如同青铜一样进行铸造。相比锻造,铸造有着更高的生产效率,比起以古代的低下生产力进行人力锻打,靠模具铸造制造铁器的效率要高太多。

而生铁作为中国人的专利持续了多少年呢?在春秋时期,古中国就已经开始使用白口铸铁。据《左传·昭公二十九年》记载,公元前513年,晋国铸造了一个铁质刑鼎,把范宣子所制订的《刑书》铸在上面。铸刑鼎的铁是作为军赋向民间征收来的,这说明最迟春秋末期出现了民间炼铁作坊,而且已较好地掌握了生铁的冶铸技术。生铁(铸铁)技术在14世纪之前仅在中国或其周边地区规模化生产,是中国古代的重要发明创造。而欧洲开始运用中国在南宋末年发明的焦炭炼铁,则要等到18世纪末期。

▲白口铁

显然,14世纪之前,欧洲是没有生铁的,更不用说通过铸造来打造铁器了。山西省博物馆还收藏有三门洪武十年(公元1377年)铸造的铁炮,口径210毫米,长100公分,两侧有双炮耳,用于调整火炮的射击角度,则证明中国在明朝初年就能够铸造铁炮。

▲明洪武铁炮

铁器运用普及之后,铁是比青铜便宜很多的。一门铁炮的铸造成本,只有青铜炮的四分之一。铸造技术的发达,使得古代中国的火炮有着比西方高得多的产能。1543年,随着铸铁技术传入欧洲,英国人才发明了欧洲第一门铸铁炮,铁炮相较于铜炮不容易炸膛,耐久度更高,而且比较轻便,方便装载到船只上,所以迅速占领市场。一直到16世纪末,英国一直垄断着这项技术,其他国家空有大把的铁矿却只能低价出售给英国人,英国人则将廉价的铁矿铸造成大炮再高价卖给其他国家,英国在铁炮贸易上赚得盆满钵满,经济实力迅速上升。显然,15世纪的欧洲,虽然能打造板甲,但连用生铁铸炮的能力都没有,岂不是铁铸造技术落后中国2000年吗?

▲古斯塔夫皮炮

由于当时欧洲的火炮产能过低,三十年战争中古斯塔夫二世甚至发明了著名的“皮炮”。用薄的(相对于铸造)铜皮或铁皮锻接成铁管,然后在铁管上缠绕强化过的皮条(用乳香熬煮),接着加上数道铁箍,再外蒙上数层皮革,最后在炮尾钻出炮眼,这样一门皮革炮就制作完成了。

当然,更有更令人咋舌的事情,中国在汉朝已经普及的炒钢法,即通过“炒”为生铁脱碳的技术,到18世纪才开始在欧洲使用!这样看来,还真不必因为欧洲15世纪就发明了板甲,就过于高估西方的锻冶、铸造技术,中国几千年的实用技术传统,成果是非常伟大的,西方也是吸收了东方的许多实用技术,才最终搞出工业革命。妄自菲薄,要不得。

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