春秋末期,欧冶子为楚王打造“龙渊”、“泰阿”、“工布”三把铁剑后,铁兵器开始逐步推广使用。楚国最先使用铁剑成为疆土最大国家;战国前期霸主的魏国也是很早使用铁剑的;战国中期赵武灵王“胡服骑射”使得赵国成为野战最强国。但是战国后期商鞅变法后,秦军凭着“杀一人升一级”的军功制度,一举成为横扫六国的虎狼之师。按照秦国的军功制度,杀人的凭据就是数人头。根据史料描述战场上的秦国士兵:他们腰上挂了几个人头,左手抓着个人头,右手拿着剑去追杀敌军。
以前人们认为秦军的装备也很先进,特别在战场上要快速砍下人头,必须要有很锋利的刀剑。1974年春,陕西骊山秦始皇陵兵马俑被发现,一支复活的军团出现在人们眼前。兵马俑坑中出土的四万件兵器,几乎全由青铜铸成。其中锋利坚韧的秦青铜长剑,长度均在81-95厘米。而在春秋战国之际,青铜剑长度普遍在50-60厘米左右;战国晚期,一些诸侯铁剑超出了70厘米,最长达75、76厘米。所谓“一寸长一寸强”,比对手的剑长出近20-30厘米的秦剑,虽然某些性能可能略差铁剑一筹,但是在格斗中显然更容易刺到对方。
铜的材质是很软的,延展性也好,现在的加工工艺,可以把铜加工到头发的四分之一厚。黄金的延展性更好,可以加工的更薄,这个古人可以做得到。在铜里面添加了其他的金属以后,可以改变铜的机械性能。纯铜是玫瑰红色的,切开因见空气而氧化后,变成紫红色。纯铜里面加入锌后变成黄铜,铜与除锌、镍以外元素组成的合金叫青铜。
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,剑软;锡多了,剑硬,但容易折断。因此,随着技术进步,人们向青铜增加其他金属改变性能,剑身就一直在不断地加长。铜里面加入合金,一般是为了提高铜的强度。不过合金的组成是有要求的,拿青铜来说,随着含锡量的增加,青铜的强度、塑性不断升高,含锡量达到5%~6%时塑性下降,含锡量达到20%时强度也开始急剧下降。由此看来,古时作兵器的青铜,含锡量应在10%~20%之间。
历史学家对秦剑做的成分分析:一是它的铜锡比让青铜剑的硬度和韧性结合得恰到好处;二是秦剑的横截面形状做成六面或者八面菱形,而不是一般的4面菱形;三是秦人在青铜里面加入铅、铬等金属,增强韧和防腐蚀性。
深入分析,为什么秦国宁愿采用相对技术落后的青铜剑而不用较高技术的铁剑。原因是:一是那个时代打造铁兵器需要像欧冶子这样的大师,而这种人才非常少;二是那时候铁剑制造技术还不是很成熟,只达到硬度较低的低碳钢程度;三是打造铁兵器需要反复烧红折叠锻打,很费人力物力,特别是后期的淬火工序,更是刀剑的一次浴火重生,废品率极高,一些技艺水平不高的刀匠在淬火时候,10把刀烧裂了9把;四是而青铜器只需要铸造,短时间可完成,技术成熟质量较稳定,秦国打的是举国之战,标准化制造、便宜、实而不华的秦剑更适合统一战争。
中国铁器的渐盛时代,是战国到西汉这段时间。其中铁农具要比铁兵器先普遍使用。战国时期,铁农具在各国都有大量发现,但铁兵器只在少数国家有较多发现,而且这些国家出土的铁农具也远多于铁兵器。在发掘出铜铁刀剑的63个战国时期遗址中,铜刀剑有270件,铁刀剑只有27件。以长沙楚墓为例,全部2048座墓葬出土了铜兵器剑960件、戈240件,矛196件、短剑16件,而铁兵器只有剑35件、戟4件,而工具则是反过来,铁工具要大大多于青铜工具。
后人评价,秦国的青铜剑虽然不是最精美,但是综合性能可以抗衡铁剑,创造了青铜古兵器最后的强音,是那个时代最好的战争兵器。