刀劍的維度（三） | 兵器科學小組 | 果殼網 科技有意思

嚴正聲明：本文中存在大量作者不負責任的個人臆測，但由於作者寫得很辛苦捨不得刪故在此保留。希望讀者能在批判的過程中了解到歷史的真相。另外，因不保證觀點的正確性，為不誤導他人本文謝絕轉載。特此聲明。刀劍的維度（三） 刀還是劍刀還是劍，這是一個問題。劍的優勢 劍都是直的，有直的刀，但幾乎沒有彎的劍（焰型刃暫且算它是比較糾結的直刃），直刃的劍劍身跟刺擊的力量方向是一直的，劍身不彎的話力可不經損耗的完全傳遞到尖端，所以劍適合刺，刺是最具威脅的破甲攻擊動作。其次同等重量的兵器直刃比彎的更長，攻擊距離更大。劍有雙刃，在硬碰硬的戰鬥中，劍有兩面刃可以消耗，砍卷一邊還有一邊，而且雙刃的攻擊招式也更多，可劈可撩可挑。一般重心都靠後，用起來輕盈靈活。劍的劣勢 劈砍和切割的動作都能完成，但威力不如刀，其次劍在格擋時劣勢較大，首先重心靠後讓其格擋無力，雙刃的劍身很容易在格擋中傷到自己，我猜測這也是歐洲劍的劍格都很大的原因之一。最後，刺的動作很不好掌握，劍需要長時間的練習才能熟練使用。刀的優勢 刀只有一面刃，工匠可以通過各種手段將重心往前調增加刀的劈砍威力，彎刀的切割性能出眾，對輕甲單位的殺傷力遠優於直刃。劈砍的動作很簡單，所以刀不用經過長時間的訓練就能熟練使用。另外，刀在格擋中有優勢，靠前的重心讓刀可以用自身的動量抵擋斬擊，單面的刀刃可以讓用刀者用身體頂住刀背扛下大力一擊。刀的劣勢 彎刀的刺擊的功能較弱或根本沒有，劈砍和切割的攻擊又不容易砍開重甲，所以刀面對重甲時比較無力。單面的刀刃經不起消耗，鈍了還能磨，崩口了往往就廢了。總結陳詞：以我個人的觀點，選刀還是劍，關鍵是看敵人的甲。重甲多的，用劍。防護差的，用刀。 各文化中對刀劍的取捨中國 武俠中刀和劍的優劣被討論了千百次，若列出絕世高手的花名冊，我看還是用劍的居多。刀那是匪兵甲的標配，拿劍的才是高手。劍在中國的士文化里一直都佔有重要的地位，祖師爺孔子佩劍，詩仙李白仗劍而行，詞人辛棄疾夜裡挑燈看劍，為擺脫文人只會寫詩作賦紙上談兵的娘炮形象，文人們都喜歡腰上掛一把寶劍，以示自己來硬的也是一把好手。刀則是士卒的武器，文人是瞧不起的，所以在上層文化中劍代表著雅，刀代表著世俗。青銅時代的中國是沒有實戰用的刀的，青銅刀都是日常家用品，餐刀啊、寫錯字了刮掉重寫的刮刀這類，但在鐵器時代以後刀成了主流，南朝梁陶弘景在《刀劍錄》中描述，孫權在黃武五年造劍十口、刀萬口。劍只有十口，已經成為配飾了。文獻記載北齊時期用灌鋼法制的宿鐵刀，可以「斬甲過三十紮」。且不論它是一刀過三十紮甲，還是砍了三十紮甲刀口才損，可見當時的量產鋼材做的刀是完全可以斬破中國的盔甲的。另外盔甲的普及率也是一個問題，由於成本的限制，往往只有重步兵才能得到很好的防護，遠射兵、長槍兵這類兵種只能得到一切胸甲之類的簡單防護。歐洲 記得以前玩魔獸的時候就有人問，為什麼只有劍斧錘的分類，刀哪兒去了？扛著辛洛斯的戰士望了一眼，這大一把砍刀也叫雙手劍？這是個歷史原因，在火器時代以前的歐洲戰場上很少用刀。歐洲的護甲發展一直走在前列，在古羅馬時期，鎖甲已經是士兵的標配，到帝國的晚期還升級了熟鐵片釘成的片甲。盔甲的製造工藝一直延續傳承，到了中世紀除了普及的鎖甲外還造出了全身防護的騎士鎧甲，這種表面淬硬的金屬板甲即使是強弩都射不穿。歐洲的氣候寒冷，即使是地中海沿岸也不算無法接受的炎熱，穿著重甲也能作戰。其次，歐洲人的體格比較健壯，能負擔得起幾十斤的重甲，馬匹也夠高大壯實，能夠馱著重甲騎士衝鋒。盔甲製作所用的熟鐵產量夠高，而且工藝成熟，封建時期各領主也有財力負擔起昂貴精緻的盔甲，這都推動了盔甲的發展和普及。歐洲武器的必要功能就是要能破甲，所以劍、釘鎚、騎槍成為了歐洲的主流。在面對重甲時，鋒刃的磨損是非常快的，劍在歐洲是損耗比較大的兵器，像日本刀那種性能優異但價格昂貴且只有一面刀刃的武器是不適合歐洲的。在火器時代以後，精良的全金屬鎧甲也無法抵禦槍炮的射擊，護甲變成了雞肋，象徵著歐洲的長劍迅速沒落了。這種沒落是徹底的，很多歐洲劍的製造工藝和訣竅就此失傳，凌厲剛猛的古歐洲劍術也無人繼承，取而代之的是佐羅式的輕劍，劍也更多的淪為配飾。火器時代以後窄身的單手馬刀開始湧現，這也是士兵只穿禮服不披甲引起的變化。

鍛造板甲贏得了冷兵器時代劍甲之爭的最終勝利。但也並非無敵，比如射殺騎士的馬，然後再用從容的幹掉倒在地上動彈不得的重甲騎士。日本 武士刀是日本的象徵，最早是承襲的隋唐刀的形制，直刃、尖頭、大角度開刃，經過一段時間的發展，日本刀也做了本土化的改進，刀體有了弧度，刃角變小。從平安時代中後期基本定型並一直傳承至今。日本是個鐵礦資源非常貧乏的國家，不像中國歐洲那樣能豎一高爐一年產它十五噸，由於鐵的珍貴，日本的盔甲很多都是用漆皮編扎而成，而且甲並不普及，這也解釋了日本刀本土化改進的原因，護甲的薄弱讓切割成為最具威力的攻擊，所以日本刀改直取彎，減小開刃角度增加鋒利度。盔甲的薄弱也讓刀刃經久耐用，加上鐵的相對珍貴，製作一把費工費時成本高昂但性能優異的刀變成一種相對合算的選擇。從兵器的性能來看，日本刀確實是一種相對完美的武器。它可刺可砍，切割威力大。古刀上銘刻著「八臂、兩胴」這樣字的都是拿犯人和屍體試過刀的，表示這把刀曾經砍斷過八個手臂，或兩個軀幹，都是要求一刀過。包鋼工藝和局部熱處理的技術讓日本刀剛柔並濟，且劈砍時震顫振幅小。日本刀的刀柄只用一根竹棍固定，這讓刀在劈砍時的震動不容易傳遞到手上，震動的能量消耗也就小，手也不容易被震麻，用現在的話說叫用戶體驗好。一說到日本刀如何好就有大批唐刀粉絲捶胸頓足，問蒼天為何中國刀劍輝煌不再。我認為，中國的護甲比日本要硬，刀不可避免的是快速消耗品，日本刀這種包鋼刀崩口了就只能廢，這讓動則要供應數十萬士兵的中國朝廷負擔不起這樣的成本。另一面，持盾的步兵和騎兵都不適用雙手刀，這也是宋代改寬體單手刀的一個原因。一件實戰武器的優劣不應只看其極限性能，生產成本和製造規模都是重要的衡量標準。

德川家康所用盔甲的複製品，甲片是用塗了數層漆的硬皮編扎而成。 影響形制改變的其他因素 在刀劍與甲的競賽中，刀劍的形制會受到護甲發展的影響，但刀劍形制的改變並不是最優的選擇，也有很多劍是用來劈砍切割的，很多刀是專門用來砍重甲的，其原因是多方面的。刀劍作為一種武器自然有駕馭這種武器的刀法和劍法，刀法和劍法的理論基礎、使用方法、訓練方式都截然不同，革命性的變化成本太高，在面對變化時人們往往還是傾向於在原有的基礎上加以改進。工藝上也一樣，積攢了幾百年制劍技藝的工匠轉而去做刀自然也需要一段時間的摸索和試驗。各泛文化體系之間存在著大量的交流，拿著異族的武器是很普遍的現象，歷史上不乏借鑒和模仿的例子，優秀的設計思想在經歷一段時間的本土化改進後完全融入本土文化之中。以上說的是一個非常大的課題，這裡只能泛泛而談。 工藝工藝和材質、形制是有機的一體，三者相互影響。對工藝的要求依然是刃部要硬，主體強度要大，要能經受住較大的形變而不斷裂，還要易於生產成本低廉。在古代冶金工業還很原始的情況下，這對工匠們的要求相當於是用一筐爛菜葉子燒出一桌好菜。熱處理 古人發現將燒得紅熱的劍放入水中冷卻時劍刃會變得堅硬，這是工匠們的magic。簡單描述淬火就是當鋼在高溫時，碳溶進了鐵里，當急速冷卻時，碳快速結晶成樹枝狀的堅硬滲碳體，這被成為馬氏體，一種堅硬但沒有彈性的組織。如果緩慢降溫，則碳會結晶成片層狀的滲碳體，這被成為珠光體，一種柔軟但富有彈性的組織。如果說將一塊鋼敲打成刀劍的形狀是賦予其肉身，那麼淬火的那一刻就是賦予了刀劍靈魂。淬火往往是產生廢品最多的一個步驟，體積膨脹的馬氏體會導致刀體內部的結構應力，工匠手藝不到位很容易聽見一清脆的崩裂聲。文獻說北齊時期的宿鐵刀是「浴以五牲之溺，淬以五牲之脂」，意思是用牲口的尿和牲口的油脂來淬刀，尿液中含有鹽分，在淬火時鹽分突然在刀體表面析出隨後炸裂開，避免在刀體表層形成氣泡降低了冷卻速度，古時候有取特定地區的水或井水淬火的講究，大都是這個原因。油脂的冷卻速度慢，能減小淬火時產生的劇烈形變，所以宿鐵刀是用的雙液淬火，在尿中淬一下馬上提出來浸入油脂里緩冷，即能淬硬又能減少開裂。最早的刀劍都是整體淬火，這種刀劍很容易斷裂，後來工匠們掌握了局部淬火的工藝，讓刀刃形成馬氏體的同時刀背形成珠光體，刀就剛柔並濟了。這種被成為覆土燒刃的工藝從唐朝傳到日本以後就一直被延續下來。覆土燒刃 在刀坯鍛打粗磨完成後，用黏土、鍛打產生的氧化鐵皮、木炭粉、石灰按1:1:1:1的比例調製成泥（關於這個比例配方有很多，各制刀流派都有其秘方），然後用泥包住刀背留出刀刃，入炭火中加熱，以前沒有測溫儀，判斷溫度只有通過刀體的顏色，淬火時要在晚上或關上窗戶，以免日光影響工匠對顏色的判斷，在刀體如初升的太陽時入水。淬火時刃部急速冷卻了，背部有泥的隔熱層緩慢冷卻。由於刀刃的馬氏體體積較之前大，所以背部冷卻收縮時會將刃部拉彎，這也就是武士刀弧度的來源。由於刀從水中取出時刀背依然有不低的溫度，這種餘熱會將刀刃加熱，這也是一個自我回火的過程。燒刃泥中的木炭粉有一定的滲碳作用，石灰遇水放熱可減緩冷卻。背部承受應力的部分賦予刀體在劈砍的衝擊中更大的強度。在精細研磨以後馬氏體的反射率不如珠光體，所以會產生一種叫燒刃紋的紋理。

摘自《話說日本刀》中的圖片，這是一把幕府末期的日本古刀，刀刃的淺色部分即是淬火產生的馬氏體，可見從刀劍到刀刃中部那一段覆土少一些，馬氏體更厚實，這是因為這一段是刀用來劈砍的一段，需要堅硬鋒利。中段以後覆土增多，硬質刀刃變少，這是考慮到刀體的吸震需要，以及刀需要更多的珠光體來應對應力導致的形變。刃的中後段又有一個刀刃的波峰，增大這一段硬度的目的是，武士需要用這一段去格擋對方的攻擊。看似不經意的刃紋其實是有其實際的考慮的。現在的很多日刀已經不再重視實戰的需要，刃紋的美觀成了更重要的考量。 結構工藝另一方面，含碳量高的鋼材更堅硬彈性差，含碳量低的鋼材柔軟有彈性。用低碳鋼為體，高碳鋼為刃也可以達到剛柔相濟的目的，通過調整結構達到工藝標準的方式不下三十種，為了追求極限性能各種複雜奇葩的方法都有。結構越複雜，則製作的難度越高，鍛造焊接會產生焊接瑕疵，需要工匠有很高的手藝，成本當然是非常昂貴的了。下面是幾種最常見的結構：嵌鋼

嵌鋼就是「好鋼用在刀刃上」的最好體現。將一塊熟鐵切一個口，嵌一塊高碳鋼進去，然後鍛打成形。斧頭基本都是這種結構，劍也大量採用這種結構，比如維京劍，中間用熟鐵外圍是一圈鋼。在以前鋼的產量很少價格昂貴，這種結構的最大優勢是可以最大化的利用鋼，而且工藝也不複雜，故易於大量生產。缺點是主體材料強度不夠，劈砍突刺經常會導致主體彎曲。刃部磨損嚴重以後就要報廢。 夾鋼

用兩塊低碳鋼夾住一塊高碳鋼，兩邊的低碳鋼能提供足夠的彈性，中間的高碳鋼比較薄即使彎折也不會斷裂。這種結構最耐磨損，工藝也不複雜，只是花費的高碳鋼材比較多。主體的結構強度比嵌鋼高。包鋼

夾鋼是軟夾硬，包鋼就是硬包軟。以上都是用日刀的截面圖為示例的，劍當然也有包鋼結構，。包鋼結構用的高碳鋼是最多的，成本也最昂貴。由於採用了高碳鋼做主體，主體的強度是這三種類型中最大的，主體的高強度可以讓劍刺不彎，突刺的力量更大，刀劈不顫，消耗在震動上的能量少了，劈砍的能量也就高了。這些優勢都是包鋼價格昂貴還有人用的原因（武士刀主要採用這種結構），一分錢一分貨。另一個缺點是，刀刃容易崩口，而且崩了幾乎以後就要報廢，一旦磨出了芯材以後刀就沒有斬切力了。
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