三千年前的黑科技,很像今天的茶杯盖...

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1956年,考古队在河南三门峡上村岭发现了先秦虢国的一处墓地,在墓地遗址发现了很多青铜器,包括几件青铜镜子,其中有一面类似镜子,但是:
镜面不水平的,而是凹面的,直径为7.5厘米,大小、外形非常点像今天的茶杯盖。
如下图:
来源:上村岭陶国墓地发掘报告
当时考古队并没有很重视,在中国科学院考古研究所编写的《上村岭虢国墓地发掘报告》中,学者许寿晋(1959)对该青铜器,只用了短短两句话说明,称其为【弧面形器】:
清晰图如下:
无独有偶,1995年陕西周原考古队,在扶风姚家村墓地,也发现了相同造型,尺寸差不多,但花纹朴素的青铜器皿。
当时,考古队也搞不清这个像“茶杯盖”的东西是干什么用的,他们也不知道 1959年三门峡虢国墓地也出土了造型相同的“茶杯盖”。
这个相比其他大型青铜器毫不起眼的“茶杯盖”没有铭文,铸造工艺普通,很容易疏漏,但偏偏就有人不肯放过不起眼的细节,其中有一个考古队员对着这个东西冥思,突然灵机一动发问:
1、这种东西如果是镜子,影像是倒立的,它应该不是镜子?
(光学原理:当物体与凹面镜的距离大于焦距时,在物体同一侧得到倒立实像。若小于焦距,是放大虚像。可见凹面镜是不适合当镜子的。)
2、是不是类似太阳灶,用来聚光取火的?
3、如果是,凹面应该是非常光滑的,只不过在地下经过几千年,生锈了?
4、如果是,凹面和背面金属成分是不一样的,以当时人掌握的冶金技术来看,曲面应该是锡的含量较高?
5、如果是,古代应该有一种金属曲面抛光技术?
6、从背面的穿孔来看,应该是穿绳子用的,从器型大小来看,应该是随身携带?
7、如果是随身携带的,又不像装饰物,有无可能是一种工具?
为了验证这个想法,考古队就请教了光学专家和冶金专家,并按照尺寸复制了一个一模一样的凹面镜子,在阳光下,仅仅用了3-5秒钟就点燃了宣纸:
冶金学取样分析数据:
完全与考古学者推测符合,凹面青铜中锡的成分达到近三分之一以上(一般青铜器只有10-20%),比一般青铜高出十几个百分点:
古人利用了金属锡易反光的特性:
茶杯盖的光学实验的数据:
以上数据引自:《文物》期刊杂志论文《周原出土西周阳燧的技术研究》
这时候人们才恍然大悟,原来这就是先秦古籍《礼记》、《考工记》、宋代《梦溪笔谈》中都记载的【阳燧】,或者叫【金燧】。
文献中记载古人使用细沙、兽皮、茸等材料摩擦进行曲面抛光。
【阳燧】到明清时代,已经很鲜为人知了。
清代的文人士大夫看到文献记载,有的不相信,有些认为是琉璃做的。
我们来看传世文献的记载:
《周礼·考工记》:攻金之工:“金锡半谓之鉴燧之剂。”郑玄注:'鉴燧,取水火于日月之器也。鉴亦镜也。凡金多锡,则刀白且明也。”言铜镜中含锡多,则镜面光亮。
《考工记》和郑玄说得很清楚:【铜镜中含锡多,则镜面光亮。】
《梦溪笔谈》:阳隧面洼, 向日照之, 光皆聚向内, 离镜一二寸, 光聚为一点, 大如麻菽, 着物则火发, 此则腰鼓最细处也。
沈括的文字描写,完全对应上图:光经过凹面反射、聚焦路线就像【腰鼓】,焦点大小如【豆子】。
《周礼·秋官·司烜氏》:“掌以夫遂取明火于日,以鉴取明水于月,以共祭祀之明蛮、明烛,共明水。”郑玄注:“夫遂,阳遂也。”
《礼记·内则》:“左佩纷帨、刀、砺、小触、金燧。”郑玄注:“金燧可取火于日。” 《释文》“燧,音遂。火镜。”可见金燧为日常所用之物,故佩于身。
周代官职【司烜氏】就是掌管火种的,阳燧确实是佩戴在身上的。
【司烜氏】随身携带两种取火工具,【阳燧】在晴天使用,【木燧】在阴天使用。
以上文献和文物的二重证据,结合光学、冶金学、制造技术的分析,证明了考古学者的猜想完全正确!
PS:
西方文献记载最早聚光取火,用于烧坏罗马战船的是阿基米得(相对于中国西汉),第一个做成凹面金属镜取火的是17世纪的英国人弗朗西斯培根。
而探索频道节目《流言终结者》已经证伪了阿基米德利用凹面镜聚光无法烧毁罗马战船,很有可能是一个讹传。
那么,中国阳燧的光学取火的方式,要比西方早两三千年。
其实阳燧出土了很多,但不知道,都以为是铜镜,从西周阳燧的普遍程度和娴熟运用,因为已经精密到聚光成一个黄豆大小的点。
我们可以推断阳燧出现也许还要早。
「阳燧」之所以「逆天」,是因为这种抽象的思维方式:对金属特性和光学知识的深刻理解,是非常了不起的创新,三千年前的黑科技!!!!
我们知道现在光学史、科学史基本上都说是墨子是最早用实验法:小孔成像,指出光是沿直线传播,那么,墨子为东周人,但西周古人比墨子还要早,所以这是改写科学史的。
教科书应该改一改了。
新莽青铜卡尺也是改写计量史的文物,从科学角度来说,只是尺的「变体」,一种重新组合,无论是【理】,还是【工】,难度都比不上【阳燧】。
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