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兵马俑坑出土的秦代长剑
司马迁在《史记》中记录了一次著名的谋杀事件。在秦统一中国前一年，强悍的秦军正准备消灭燕国的时候，一个叫荆轲的使者带着燕国的地图来到秦国。这是一场精心策划的阴谋，献图投降是假，刺杀秦始皇是荆轲真正的目的。
史记上这样描述：刺客荆轲手持匕首，绕柱奔逃的秦始皇企图拔剑还击，三次拔剑而剑竟然不出。
司马迁解释说，秦始皇的配剑太长了，所以不能及时拔出来。
青铜剑一般都是短剑，它无法做长的原因是因为青铜材料容易折断。春秋战国时期，最负盛名的越王勾践剑，全长不过55。6厘米。青铜剑普遍宽而短，60厘米似乎是青铜剑的极限。这种长度的配剑随手就可以抽出，秦始皇怎么可能因为剑太长而拔不出来呢？对于司马迁的这个解释，历史学家一直很困惑。
1974年，在兵马俑坑的黄土中，考古人员发现了一把完全不同的青铜剑。令专家吃惊的是，这把剑的长度竟然超过了91厘米，秦人能够制造如此之长的青铜剑！
可以推测，当年秦始皇佩带的很可能就是这种加长的青铜剑。在刺客紧逼的奔跑当中，要拔出将近一米的长剑，确实不容易。司马迁记载：在一个宫廷医生的提醒下，秦始皇握住晃动不已的剑鞘，最终才拔出了配剑。
专家很迷惑：秦人将剑加长的目的究竟是什么呢？
19世纪英国古兵器学者理查伯顿认为，在短兵器格斗中，刺要比砍更有优势，因为它更逼近对手。古罗马军团在血战中总结出一条规律：以相同的力量，刺比砍更致命，刺死砍伤。
比对手的剑长出大约30厘米的秦剑，在格斗中显然更容易刺到对方，这很可能是秦剑加长的主要原因。但是，这毕竟是青铜剑，秦人用什么方法让长剑不易折断呢？
长平之战和先进的军事工艺第37节 长平之战（10）
兵马俑坑出土的秦代长剑与其它青铜剑的对比
青铜剑的厚宽之比
青铜剑身
在青铜时代，铸剑的关键是在冶炼时，向铜里加入多少锡。锡少了，剑太软；锡多了，剑硬，但容易折断。
对秦剑做的化学定量分析显示：它的铜锡配比让青铜剑的硬度和韧性结合得恰到好处。但秦剑更让人着迷的地方，是它的外形。
独特的设计使秦剑的受力部分得到加强，而又保持一定的弹性，同时剑身又不会过于沉重。或许，秦剑加长暗示着秦军对格斗技巧的认识有了某种重大的突破。
秦剑是青铜剑铸造工艺的顶峰，它的长度、硬度和韧性达到了几乎完美的结合，攻击性能也因此大大增加。司马迁记载：秦始皇只一击就使刺客荆轲倒地不起，燕国也随后灭亡。
两千多年前，在消灭了中原六国之后，北方的游牧民族匈奴人就成了秦军主要的对手。在秦军进行统一战争的时候，匈奴骑兵乘机南下，侵占了黄河以南大面积的土地。在帝国地都城咸阳，如何对付剽悍的匈奴骑兵就摆到了秦始皇面前。
当匈奴骑手高速冲锋的时候，传统的步兵很难抵挡。从历史记录来看，一种叫弩的远射兵器很可能在秦军击溃匈奴的战斗中发挥了主导作用。
在兵马俑坑，由于时间太过久远，弩的木制部分已经朽烂，但完整的遗迹仍然可以复原当初的秦弩。据此复原的秦弩，有着惊人的力量。
与弓不同，秦弩必须用脚蹬、借助全身的力量才能上弦。专家估计，这种秦弩的射程应该能够达到300米，有效杀伤距离在150米之内，秦弩的杀伤力远远高于当时任何一种弓。
在弩腐烂后留下的痕迹中，考古人员发现了青铜制作的小机械。这些小小的青铜构件就是弩用来发射的扳机。它的设计得非常精巧。令人不解的是，秦人为什么不把它做得更简单一些呢？
假设一种最简单的方案，制造成本可以大大降低。但是，射手完全靠手指的力量把勒得很紧的弓弦推出勾牙，就要用很大的力气，在击发瞬间，弩肯定会抖动。今天的射击训练，击发瞬间连呼吸调整不好都有可能影响射击的准确性。
秦军的弩机通过一套灵巧的机械传递，让勾牙在放箭瞬间突然下沉，扣动扳机变得异常轻巧。这恰恰是弩对弓的优势之一，拉弓要用很大的力气，时间越长，越难控制瞄准的稳定。
弩机上的望山，在上弦时可以自动地把扳机重新调整到击发的位置。但它还有另一个不可思议的功能！
可以推想，在与匈奴骑兵厮杀的战场上，秦军弩兵射击的情形。当瞄准远处的目标时，射手参照望山估算弩抬高的角度，弩箭沿抛物线轨迹就可以准确命中敌人。望山，很可能是步兵武器最原始的瞄准系统。
长平之战和先进的军事工艺第38节 长平之战（11）
秦代青铜三棱箭头
带翼的青铜箭头
在兵马俑坑，出土最多的青铜兵器是箭头，由于在坑中没有发现弓，考古人员认为，这些青铜箭头都是为弩配备的。
战国时代，箭头的种类繁多，箭头上的倒刺和血槽让人感到阵阵杀气。而在兵马俑坑中发现的箭头，几乎都是三棱形的。秦军为什么单单选择了这种三棱箭头呢？
三棱箭头拥有三个锋利的棱角，在击中目标的瞬间，棱的锋刃处就会形成切割力，箭头就能够穿透铠甲、直达人体。
带翼箭头有凶狠的倒刺，但翼面容易受风的影响，使箭头偏离目标。
秦军的这种三棱箭头取消了翼面，应该使射击更加精准。专家对这些箭头进行了仔细地分析。当检测数据最终摆到桌面上的时候，研究人员确实感到难以置信。
检测结果发现：箭头的三个弧面几乎完全相同，这是一种接近完美的流线型箭头。这种箭头的轮廓线跟子弹的外形几乎一样。子弹的外形是为了减低飞行过程中的空气阻力。我们有理由推测，秦人设计这种三棱形箭头也是出于同样的目的。
秦人凭经验接近了现代空气动力学的规律。这种古老的箭头是早期飞行器当中的范本，它和今天的子弹一脉相承。秦弩，连同它配备的弩箭，在那个时代很可能是技术含量最高的武器，它使秦军的攻击力大为加强。
公元前214年，秦军发动了针对匈奴骑兵的全面战争。仅仅一年的时间，30万匈奴骑兵就被彻底击溃，黄河以南的大片土地重新回归秦国。
秦军之所以能够取胜，弩的作用至关重要。可以设想，在匈奴骑兵还没冲到眼前时，强劲的秦弩就密集准确地击中战马和骑手。持弩的秦骑兵射击的准确程度是匈奴人的弓无法相比的，匈奴人的皮甲也抵挡不住弩箭强大的穿透力。
对马背上的匈奴骑手而言，弩是最致命的武器。中国兵书经典《武经讲义》中说：弩是对付古代游牧部落袭击最为有效的武器。青铜弩机的设计是一个惊人的成就，对于匈奴人而言，这种机械装置太复杂了，他们很难装配或仿制。
当专家们对秦军兵器的研究逐步深入时，他们又有了新的发现。
长平之战和先进的军事工艺第39节 长平之战（12）
秦青铜戈
秦青铜矛
戈是一种起源于短剑的长柄兵器，它的形式曾经五花八门。但是，在俑坑中发现的铍，尽管生产日期相隔十几年，造型和尺寸却完全一致。
有两件戈也不是同年生产的，但它们也是一模一样。
湖北鄂洲是楚国的旧地，考古人员在这里发现了一把秦剑。细长的秦剑和当年楚国的青铜剑完全不同。但是，它的造型跟陕西兵马俑坑中的秦剑却完全相同。
在兵马俑坑中发现的三棱箭头有4万多支，但它们都制作得极其规整，箭头底边宽度的平均误差只有正负0。83毫米。
北京理工大学的冶金专家对秦军箭头做了金相分析，结果发现它们的金属配比基本相同，数以万计的箭头竟然是按照相同的技术标准铸造出来的。这就是说，不论是在北方草原，还是在南方丛林的各个战场，秦军射向对手的所有箭头，都具有同样的作战质量。难道，地处秦国各地的兵器作坊都在有意识地，甚至是强制性地按照某个固定的技术标准生产兵器吗？如果真是这样的话，秦人就远远地超越了自己的时代。
标准化，是现代工业的基础。标准化生产使不同的供应商生产的零部件可以组装在一起，也使大规模的生产成为可能。在两千年前农业文明刚刚开始成熟的时代，假如秦人真的有过标准化的兵器生产，他们的目的又是什么呢？
秦军使用的弩机，由于制作十分标准，它的部件应该是可以互换的。在战场上，秦军士兵可以把损坏的弩机中仍旧完好的部件重新拼装使用。秦军的其他兵器虽然也可以互换，但对于大多数古代兵器来说，互换性要求的精确度并不很高。专家推测：秦人的标准化应该还有更重要的目的。
兵马俑坑中发现的各种兵器，在战场上应该有优异的表现。很可能是秦军从几百年的战争实践中优选出来的。专家推测，秦人很可能将优选兵器的技术标准固定，国家再通过法令将这些技术标准发放到所有的兵工厂。
尽管按今天的工业标准看，这些兵器的标准化仍旧是比较粗糙和初步的，但是，在两千多年前，秦人执著于统一标准，肯定是为了保证所有秦军战士使用的都是当时最优秀的兵器。
秦军的兵器制作得相当精致。在青铜剑上有三条90多厘米长的棱线，将细长的剑身分成八个面，手工要完成这样的表面加工有很大的难度。
戈的圆弧部分加工得十分规整，箭头上三个流线型的表面也完全对称。