日本武士刀的秘密（組圖）

圖：煉玉鋼：傳統武士刀用最純粹的鋼材做成，日本人稱之為玉鋼(tamahagane)。為煉製玉鋼，冶金師把約25噸含鐵的河沙和木炭一起裝進土陶熔爐，連續冶煉3天3夜。木炭既是燃料也是煉製鋼材的重要原料。當熔爐內部溫度達到約1400℃，鐵礦沙和少量木炭結合生成約兩噸玉鋼。最高品質的玉鋼的價格是用現代工藝煉製的普通鋼鐵的50倍。

圖：熔解碳：玉鋼永遠不允許達到熔化狀態。這是為了保證恰當分量的碳與鋼材結合。玉鋼中各個部分的碳含量並不均勻，(在0.5%至1.5%之間)。武士刀製造者採用兩種玉鋼。碳含量高的玉鋼硬度高，可製作鋒利的刀刃；碳含量低的玉鋼韌性強，可吸收衝擊力。單用其中一種材料做成的刀要麼容易折斷，要麼不夠硬。玉鋼出爐後，冶金師將原鋼摔成碎片。通過易碎程度判斷其中碳的含量。

圖：去雜質：質量上層的玉鋼被送給鐵匠，通過反覆捶打，讓鐵和碳更緊密地結合。同時去除雜質。這個過程費時且單調乏味，但至關重要，因為鋼材中的雜質會影響刀的質量。當雜質排除後，經驗老到的鐵匠可以通過玉鋼的彈性判斷其碳含量。

圖：鑄刀：排除雜質後，鑄刀師把玉鋼加熱，將碳含量高的部分捶打成長長的U形。然後將碳含量低的玉鋼捶打成長條，鑲嵌進U形中央。現在，特性各異的金屬都部署在了最恰當的位置上。硬度大的包裹在外面，確保能夠製成鋒利的刀刃，核心的韌性金屬則能承受更大的衝擊力。正是這兩種特性的結合使武士刀成為世界上最著名的武器。

圖：上塗料：現在刀身已經完成，但鑄刀者的工作還未完成。在最後一道鍛造工序前，還要給刀塗上一層粘土和木炭粉末混合的秘密材料。這樣做可以隔離部分刀刃，讓一部分比另一部分冷卻更快，並在刀上留獨特花紋。然後鑄刀師把刀放回火中，加熱到約800℃。

圖：曲線形成：接下來，鑄刀師將火紅的刀放入水槽，迅速冷卻。這個過程叫淬火。由於刀背和中心部分含碳元素少，收縮程度較大。而刀鋒部分含碳元素多，收縮較小。這種收縮速度和程度的差異創造出彎曲的形狀。淬火是生死攸關的步驟，有1/3的刀在這一步功敗垂成。

圖：打磨：最後一步是打磨。這個過程需要多達兩個星期。打磨師採用的磨刀石價格不菲，一套可能要上千美元。打磨的時候從最粗糙的石頭換到最細緻的石頭，這個工作不但需要耐心和技巧，還很容易受傷。一把武士刀需要許多人合作完成,售價可高達到數十萬美元。

日本武士刀是歷史上最著名的武器之一，為近身戰鬥而設計，尤以致命的利刃聞名。傳奇的武士刀背後到底有什麼技術秘密？

白天，田中只是人群中一張普通面孔。她在一家中型電子公司擔任前台接待。田中還有一個身份，一名武士。武士是中世紀日本的貴族戰士，類似歐洲的騎士。從12世紀開始，在之後的600年里，日本被地方軍閥所統治。武士既是軍人，又是貴族，有時還是僱傭軍。他們有自己的信念和原則，他們使用的刀是當時最致命的戰鬥武器，能夠一刀把一個人切成兩半。

今天的武士用竹子和稻草捆測驗武器的鋒利。切割這些東西已經不易，然而最難對付的還是人的骨頭。武士刀真的如傳說中一樣神奇，它是否能經得起時間的考驗？

麥克·諾提斯是一位刀劍專家，利哈伊大學教授。利哈伊大學的材料工程學久負盛名，與曾經輝煌的美國鋼鐵業頗有淵源。諾提斯拿起一把日本刀說，「只看這把刀的表面，看到的是流暢美麗的線條。通過現代工具，我們可以看到古代匠人的製造工藝和技術秘密。」

這把美麗得像工藝品的武器顯示了高超的金屬冶煉技巧，可以追溯到1000多年前。通過電子顯微鏡可以看到刀刃部分包括不同類型的鋼，它們成就了刀的鋒利和獨特設計。

有兩種刀刃武器。一種的功能是穿刺，比如重劍，另一種是武士刀，用於砍切。日本刀的獨特之處在於，工匠能夠在恰當的地方使用恰當的材料，以達到整體的最佳和諧。

所有金屬都給人堅固的印象，但事實上，堅固的金屬必須具備重要特性。控制這些特性需要專業知識。在不懂得這科學原理的情況下，古代日本工匠如何能夠達到這樣精湛的工藝？

在日本西南部一個叫島根的村莊依然在生產鑄刀所用的鋼材。像過去幾個世紀一樣，製作刀的原鋼在土陶熔爐里煉成。當地人稱這些熔爐為tatara。木原彰是世界上所剩無幾的tatara鍊鋼大師。他可以三天三夜不睡覺地守著鍊鋼爐。

造刀的特殊鋼材叫玉鋼，用島根當地河裡採集的鐵礦沙和木炭煉製而成。傳統日本熔爐用粘土製成，旁邊有一排孔。通過風箱把空氣灌入爐中，可讓火焰溫度達到接近1400℃。在這一階段，鍊鋼和烹調不無相似之處。

材料科學家理查德·文西說，「鋼的主要元素是鐵，添加少許碳，賦予鐵本身所缺乏的強度。」同樣的，佐料不同，做出的菜也不同。

今天，鐵加碳的配方早已不是什麼秘密。難的是「煮」的過程。在鍊鋼的時候，木原彰一直守在熔爐旁，寸步不離。他說，「熔爐就像一個人，我們可以把鐵和木炭當作她的食物，經過消化後成為優質玉鋼。」

在熔爐內，鐵和碳慢慢形成比例適當的混合物。在爐子下方有一個近10英尺深的艙室，兩旁有通風渠道。來自地面的濕氣會導致溫度下降，破壞鋼鐵，如果這樣，一切將必須從頭來過。

在爐子中央溫度最高的地方，鐵和碳結合，這個過程涉及原子結構變化。在自然狀態下，鐵原子按特殊幾何結構結合在一起。加熱後，結構發生變化。事實上，在高溫時，鐵原子之間的空隙變大。此時迅速冷卻收縮，碳原子被困在鐵原子之間。

鐵原子之間的空隙對於碳原子而言非常狹小，它們好像是硬擠進去的，從而形成硬度很大的鋼材。正是通過操縱這一加熱和冷卻過程，控制鋼的成分，讓古代冶金家得以改變金屬的自然屬性。

金屬是基本元素，它們由單一原子構成。元素周期表上的多數元素其實是金屬，雖然我們通常不會意識到這一點。在普通人的印象中，金屬是固體；閃閃發光；具有良好的導電、導熱性。最重要的是，它們有優良的伸展性，可以加工成各種形狀，換句話說，它們的機械屬性很容易被控制。於是，通過調整其化學構成，加點什麼，減點兒什麼，就能隨心所欲得到理想的效果。因為這種萬金油一樣的特性，金屬堪稱現代社會的支柱。

在傳統的鍊鋼過程中，金屬礦石並未完全達到液體狀態，所以煉成的玉鋼並非均勻的鐵和碳的混合物。某些部分碳成分較多，某些部分較少。這些差異將在刀的製作過程中起到重要作用。

更多的碳意味著鋼硬度越大，可以製成鋒利的刃，但太多的碳又會使鋼過脆易折。在工程學上，金屬有一個不折斷的硬度極限。可以通過擺錘試驗測試這個極限。即用擺錘打擊金屬樣本。硬度高的金屬不易彎曲，更容易斷裂。能抵抗擺錘的衝擊力，斷裂之前先會彎折，這樣的金屬可稱為韌性金屬。

利哈伊大學的ATLSS中心是美國最大金屬測試中心之一。文西說，「每建造一座大樓，所用的金屬材料必須經過檢驗。測試屬性包括硬度和韌性。」建造摩天大樓和橋樑的鋼條被運到這裡接受各種檢查。包括地震模擬實驗，重壓(比如重型卡車)實驗等等。在ATLSS的後院有一個「墓地」，是那些未能經過測試的材料的安息之所。

和金屬打交道的工作相當危險。在鍊鋼爐附近通常設有神壇，供奉據說能夠保證冶金者安全的神祗。諾提斯說，這些複雜的儀式不僅為了安全，也是一種質量控制手段。「他們用宗教儀式確保重複每一個正確步驟，得到質量一致的產品。在現代社會，我們依賴科學，質量控制。古代日本的刀劍鑄造者則依靠宗教儀式。」

因為賦予了信仰的意義，所以執行起來特別小心謹慎。同時也解釋了武士刀在日本文化中為什麼具有如此重要的意義。日本人相信刀是武士的靈魂。而在日本，任何自然的物體都可以有神性，包括瀑布、樹木或山峰。以此類推，讓他們把武士刀奉若神明也並不困難。畢竟這是用虔誠的心製作出的美麗而厲害的武器。

【來源：南方都市報】

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！