古代也有發達的科技(圖)

2013-01-27 14:39 作者: 唐古珍

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中國人自古愛玉。圖為2007年北京國際珠寳展中,模特兒展示一件價值120萬美元的玉墜。Getting Images

在大多數人的概念中,談到「古時候」,就是指完全沒有電力,晚上一片漆黑、沒有燈光的純樸的農村社會;許多工作只能依賴人力,要搬運較重的東西則使用驢子、牛車……。這樣的古代社會,明顯是落後於現代社會的。然而,考古學家仔細研究許多古代工藝製品時,卻發現其中許多工藝技術水準相當高超,必須使用現代科技才能達到。考古學家覺得十分疑惑,古時候為何會有如此高的工藝技術?

遠古時期的玉器加工技術

中國人一直都非常喜愛玉,自古以來流傳下來無數的玉製工藝品。中國人是何時開始製作玉器呢?根據現有的考古發現,至少可以追溯到距今5,300年前,安徽凌家灘遺址的祖先們就已製作大量精良的玉器了。在凌家灘遺址中,發現了約有一千多件的玉器,這些玉器不論在種類的多樣性、造型的美觀度、製作工藝的精良上都是目前出土的玉器文物中數一數二的。

令人驚訝的是,在這批出土的珍貴玉器當中,研究人員發現其中有些玉器的加工技巧簡直是超乎時代。比如,玉器中出現了極小的鑽芯,直徑僅僅為0.15公厘,在高硬度的玉器上鑽出如此細小的孔,是如何進行的呢?

過去考古學界認為當時的人們僅會使用原始工具,可能是用竹子、木頭、骨頭之類的工具進行鑽孔。但中國大陸的安徽省文物考古研究的專家認為,這個說法不合理,因為玉十分堅硬,要在上面鑽孔,鑽頭必須以高速運行,竹子、木頭、骨頭的材質結構承受不起這個速度。他們透過顯微鏡觀察發現,玉器孔壁上鑽孔磨擦痕十分規則、平行,而不是使用原始工具硬鑽的交錯亂痕,似乎當時的人已經會使用金屬製的高速旋轉鑽頭進行加工。安徽省的專家經分析後還認為,凌家灘的古代人已經在使用車床、鑽床或是具有同等功能的工具進行加工。

幾乎與黃帝同一時期的中國古人,會使用現代的車床、鑽床等高超的加工工具,這個說法倘若在將來得到證實,那現今的歷史教科書就必須改寫了!

春秋時代的寳劍

1965年中國大陸出土了一件稀世珍寳,湖北省一個瀋睡在地層中幾千年的古老陵墓中,挖出了一把寳劍,上面刻著幾個複雜的篆體字──「越王勾踐,自作佩劍」。經過幾千年的掩埋,這把青銅寳劍出鞘後,仍然看不到任何鏽蝕的痕跡,劍鋒仍然鋒利,一次可劃破二十多張紙!

歷史上記載春秋時名鑄劍師歐冶子曾鑄造五支寳劍獻給越王勾踐,分別是湛盧劍、純鈞劍、勝邪劍、魚腸劍、巨闕劍,原先很多人將歐冶子與這些名劍視為傳說故事,因此當真正的越王勾踐劍出土後,引起各界轟動。

由於越王劍製作得相當精緻與完美,許多工藝品廠商想要仿造這把寳劍製作複製品,但他們都遇到一些難以克服的問題,比如寳劍尾部的圓錐體底座,有極其規律整齊的11個同心圓刻紋,間隔只有0.2公厘,圓圈中間還有細繩紋,這些精密的刻紋在古代沒有機械車床的情況下是如何製作的,目前專家們尚無定論。

1977年上海復旦大學專家對此劍進行分析發現,越王劍的主要成分是青銅和錫,並含有少量的鉛、鐵、鎳和硫,劍刃經過精細的打磨處理,與現代的精密磨床的精細度可相媲美,充分顯示了當時越國鑄劍工匠的高超的技藝。

而越王劍放在土中歷經數千年竟然沒有肉眼可見的鏽跡,微小的鏽痕要在顯微鏡下才能發現,這種高度的防鏽能力,也引起專家的注意與研究。1990年代,上海市博物館的專家透過電子顯微鏡的掃瞄分析,發現了此劍表面上有一層薄約70微米(μm)的緻密細晶表面層,此表面層的金屬結晶緻密程度比劍體高上百倍,形成了一層劍體保護層。保護層的錫含量高達35%,而劍體的錫含量一般為19%左右。專家認為,歐冶子當時用了一種特殊的工藝對銅劍表面進行了富錫處理,使被處理的表面形成金屬細晶,含錫量高,呈白色,耐腐蝕;而未經處理的部分,含錫量相對少,銅的比例高,呈黃色,易腐蝕。

維京人的透鏡

除了中國在遠古時代就展現了高度的技術外,西方國家也有一些古代高科技的例證。維京人是一個知名的海盜民族,居住於北歐,活躍於中古世紀,一般人不會將維京人與科技聯想在一起。然而,幾年前在瑞典哥特蘭發現的一批維京人遺物改變了許多人的看法。

開始時,研究人員認為這批東西是配戴性飾物,在精美的銀製外框中,嵌著一顆顆大而透亮的水晶玻璃珠。經過仔細觀察這些水晶玻璃珠後,研究人員發現這些玻璃珠形狀,呈現一種特殊的外形,與現代的「非球面型透鏡」(Aspheric lens)非常類似。「非球面型透鏡」是一種特殊的透鏡,外形是以數學公式計算出來的,可修正相差,達到比傳統球面型透鏡更好的聚光效果,目前普遍應用於高級照相機鏡頭,採用非球面型透鏡的鏡頭因成像效果較佳,價格通常較一般鏡頭高。

這批「水晶玻璃珠」被送往德國阿倫應用科技大學(Aalen Universityof Applied Science),由Olaf Schmidt先生仔細的研究,他發現,這並非普通玻璃珠,而的確是一系列的非球面透鏡,其修正球面相差的能力,約略與1950年代的非球面型透鏡相等,解析度達25至30微米,其聚焦距離也很短,僅有15.4公厘。關於此種透鏡的用途,目前還沒有定論,有人說是放大鏡,有人說是聚焦點火用,有人則認為是用於望遠鏡。

根據推測,這些維京透鏡約製作於西元10世紀。然而根據歷史記錄,非球面型透鏡的形狀是在17世紀時由笛卡兒首度計算出來,直到20世紀之前才有能力製造。維京透鏡的出土,讓我們不得思考:人類科技發展史上是否有我們未知的,被人們遺忘的發展過程,以致於這種高超的造鏡工藝被遺忘了一千年後又被後人再度「發明」。

古代高超技藝的思考

以現代人的觀點來看,古代的東西往往都被視是不先進的、落伍的、陳舊的,然而從這些考古發現的高超技藝與成就來看,事實並非如此。

越王劍的劍身保護層,有研究者發現,使用現在的鍍膜技術可以達到相近的效果,但當時不可能會有鍍膜設備,因此製作流程成了一個難解的謎。同樣的情況也出現在前面提到的玉器鑽孔加工,當時怎麼可能會有車床與鑽床呢?可是鑽出的孔卻與車床與鑽床的效果差不多。維京透鏡的外型需要高等的數學知識才能計算,但歷史上並沒有發現維京人或當時的人具備高等數學的知識,他們是如何計算出透鏡的形狀?

古代也許有一條不同於現代的科學發展路線,以特殊的方式,同樣能造出精密、精巧、高超的工藝品,因其理論原理與現代科學迥然不同,而使得現代研究人員百思不得其解。我們期待這些謎題在將來,可以得到更好的解答。


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