韓吉辰

在《三國演義》中，張飛被描繪為揮舞著號稱“丈八蛇矛”的兵器，在百萬軍中取上將首級如探囊取物!如果按照現(xiàn)在的標準，1米=3尺來計算，一丈八尺長的“丈八蛇矛”相當現(xiàn)在的6米，有電線桿那么長。張飛即使“力大如神”，騎在馬上也揮舞不起來啊!其實，這里涉及很多我國古代科學(xué)技術(shù)，讓我們揭開“丈八蛇矛”有趣的秘密吧!先從古代的長度談起。

最早的尺子是什么?

人類很早就開始和長度打交道了。那么早期的尺子是怎樣的呢?我國歷史悠久，聰明的祖先最初使用的尺子就在自己的身上。“尺”字本身就是證據(jù)：當伸出手用拇指和中指去量一段長度時，看看手型，像不像“尺”這個字?現(xiàn)代漢語中叫做“拃”(zhǎ)。

我國古代很長一段時間，都是規(guī)定1拃作為1尺的長度，各個行業(yè)都有自己的長度標準。據(jù)考證，周朝1尺長約20厘米。秦始皇統(tǒng)一中國以后，統(tǒng)一“度量衡”，對于社會生產(chǎn)力是一個有力的推動。秦朝對長度單位的規(guī)定是：1丈=10尺=100寸，當時的“秦尺”大約是現(xiàn)代的23厘米。我們可以大概計算一下“丈八蛇矛”的真實長度，1丈8尺就是18尺，相當于現(xiàn)代4米多的長度。

順便說一下，我們身上的尺除了有“一柞”，還有一庹(tuǒ)和一步。一庹就是張開雙臂，舉平，兩個中指指尖之間的距離。一步就是向正前方自然跨一步，兩腳尖之間的距離就是一步的長度。這里還有一個秘密告訴你：因為每個人兩臂平伸，兩手指尖之間的長度“一庹”的數(shù)值和他身高的數(shù)值基本是一樣的，不信你可以自己比較一下。

最古老的兵器——矛

矛，起源于原始社會的狩獵工具，是槍的前身。經(jīng)歷了石器、銅器、鐵器各個時代，還留下“自相矛盾”這一膾炙人口的成語。遠古時代，人們將獸角或尖石鏃綁在木桿或竹竿上，用來獵捕陸上野獸或水中魚鱉，這就是矛的雛形。進入新石器時期，人們已能將石頭或骨、木等材料經(jīng)過精心磨制，裝上長柄，用來刺殺野獸等。

矛在原始社會并無定形，到了商代出現(xiàn)了青銅矛，矛的形式才較為一致。殷墟出土的商代前期青銅矛不僅制造工藝精致，而且類型很多，可以推測商代青銅矛在軍隊中已被大量使用。周武王伐紂大軍所使用的主要兵器就是矛與戈。春秋時大名鼎鼎的越王勾踐劍，有“天下第一劍”之稱，其實就是青銅劍，埋藏地下2000多年，出土時仍寒氣逼人，鋒利異常!進一步研究發(fā)現(xiàn)，“越王勾踐劍”千年不銹的原因，在于劍身被鍍上了一層含鉻的金屬，鉻的熔點約4000℃，這是一個還沒有揭開的千古之謎。

直到漢代，鋼鐵制造的矛頭逐漸取代青銅矛頭，矛頭的形體加大并更加銳利。騎兵用矛的長度逐漸增加，至三國末西晉初時已經(jīng)出現(xiàn)一丈八尺的騎兵用矛，這種長矛被稱為“槊”，最早叫作“矛肖”。而猛張飛揮舞的“丈八蛇矛”，是因為矛曲如蛇，故名。

這時我國鋼鐵冶煉技術(shù)不斷提高，需要提到的是使用了兩種先進技術(shù)：“百煉鋼”技術(shù)和“淬火”技術(shù)。百煉鋼特點是經(jīng)過反復(fù)加熱鍛打，可排除鋼中夾雜物，從而使其成分趨于均勻，組織趨于致密，細化晶粒，改善鋼的性能。古代工匠把“精鐵”加熱鍛打100多次，直到斤兩不減，即成“百煉鋼”。除“百煉”外，古代還有“五十煉”、“三十煉”、“七十二煉”、“九煉”之說。

“淬火”的技術(shù)，是將鋼鐵加熱到某一高溫，再用水、油使其急速冷卻，并讓工件表面硬化?！短接[蒲元傳》中提到，三國時的諸葛亮曾命工匠蒲元造武器，蒲元為了造出好武器，還特地指定要使用蜀江江水來為刀刃淬火，所造的3000口刀非常精良，被稱為“神刀”。這種“超速驟冷”的技術(shù)，也是我國古代人的一項偉大發(fā)明。

矛的長柄——“積竹木柲”的秘密

矛頭的問題解決了，那么“丈八蛇矛”的長柄是什么材料制作的呢?4米多的長柄，如果真是鋼鐵制作，必定難以在馬上靈活揮舞起來。如果單純用木頭棍做呢，又太不結(jié)實，交戰(zhàn)時一旦手柄斷裂，實在危險！難道是一種不為人所知的“復(fù)合材料”?

研究中國科技史的學(xué)者，在浩如煙海的史料中發(fā)現(xiàn)，我國古代長柄兵器的手柄是“積竹木柲”！秘就是古體的“柄”字，“積竹”是什么意思?“竹，木”是什么關(guān)系?這簡單的“積竹木柲”四個字的內(nèi)容，卻沒有詳細記載(可能屬于軍事機密)。

如今，這個千古之謎終于被考古工作者揭開了。在湖北省隨縣挖掘出一座2000年前的古墓——曾侯乙墓，發(fā)現(xiàn)了大量的陪葬物品，其中就有各式長短兵器，而且保存完好。這一意外發(fā)現(xiàn)，揭開了“積竹木柲”四字的秘密。

從古墓中挖掘出來的長柄兵器看，柄的“積竹木柲”結(jié)構(gòu)相當復(fù)雜。你看：中間是一根質(zhì)地堅硬的木棍，外圍包裹一層或兩層長條竹片，竹片的外面緊緊纏繞優(yōu)質(zhì)藤條，然后用結(jié)實的絲線細密地束縛藤條。最后還要涂漆，用生漆一層又一層地均勻涂抹，使這些材料緊密結(jié)合成一體，而且光滑美觀。

從現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)角度來看，“積竹木柲”的復(fù)合結(jié)構(gòu)，是多么完美的結(jié)合啊!木為骨干，取其堅硬不易彎曲；竹片在外，取其柔軟不易折斷；藤條纏繞，取其富有韌性；絲線束縛，取其結(jié)實耐磨；涂以生漆，取其光滑防腐，對內(nèi)部材料起保護作用……這就是神奇的“積竹木柲”的秘密。

如虎添一的“復(fù)合材料”

科學(xué)家又做了各種組合試驗，反復(fù)測定后證明：只有“積竹木柲”結(jié)構(gòu)才有最好的效果，既能伸直又不易折斷，既輕便耐用又具有一定的彈性。“積竹木柲”的結(jié)構(gòu)，生動地說明了我國古代人民對復(fù)合材料的巧妙運用。是啊，在材料世界充滿友誼，各種復(fù)合材料就是密切合作的產(chǎn)物。所謂復(fù)合材料，就是指將兩種以上不同材料結(jié)合起來，互相取長補短。

復(fù)合材料使用的歷史非常久遠，可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強黏土和已使用上百年的“鋼筋水泥”，就是人們熟悉的復(fù)合材料?，F(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)研制出大量的新型復(fù)合材料：塑料鋼板、玻璃鋼磚、金屬陶瓷、金屬塑料、塑料木材、磁性塑料、生物陶瓷、光導(dǎo)纖維、玻璃纖維、碳/碳纖維……

當前進行的這場新材料技術(shù)革命，對材料世界提出了前所未有的高要求：一是耐高溫(3000℃以上)；二是超強度(每平方米2000千克以上)；三是超微密度(每立方厘米1.3克以下)；四是多功能；五是無污染(可自毀)；六是可再生。而這些近似苛刻的要求，只有復(fù)合材料才能夠滿足。

這些新型復(fù)合材料如虎添翼，威力無比，更加滿足社會發(fā)展的需要。比如航天飛機的許多部件要求極高：重量輕、強度高、耐高溫、耐振動、耐腐蝕……沒有一種材料可以單獨勝任，而各種復(fù)合材料卻完全可以勝任，比如航天飛機的外衣是至關(guān)重要的設(shè)備，當航天飛機由太空返回地球時，速度極快，與空氣劇烈摩擦，會產(chǎn)生3000℃以上的高溫。這件“避火衣”就是利用新型復(fù)合陶瓷制成，用3萬多塊瓦片“金縷玉衣”式精心覆蓋在航天飛機身上，復(fù)合材料“避火衣”價值達3.6億美元，使航天飛機可以成功地往返于地球與太空之間!(文章代碼：0808)

[責任編輯]龐云