1995年深秋，江苏徐州狮子山，考古队员的毛刷在一堆锈蚀严重的铁片间反复扫动。
这些铁片出自一座西汉楚王墓，散落于墓道西侧的武库遗存中，总数超过一万件，属于四领铁铠甲和两顶铁胄的残片。
其中一顶铁胄后来被复原——由120片甲片穿缀而成，重4.7公斤。
没有人当时就能判断，这些其貌不扬的铁片将改写世界冶金史的时间坐标。
徐州汉兵马俑博物馆随后委托北京科技大学冶金与材料史研究所，对狮子山楚王墓出土的21件铁器样品进行金属成分和金相组织测定。
结果显示，其中5件为炒钢制品，包括铁兵器、铁胄和铁甲片。
狮子山楚王陵的年代下限为公元前154年，这意味着炒钢技术的发明不晚于公元前154年。
公元前154年，汉景帝三年。
这一年，楚王刘戊参与吴楚七国之乱，兵败自杀。
他是刘邦的侄孙，从公元前174年至前154年封于徐州为王。
他生前的武库中，已经存放着用炒钢技术制成的铁甲和兵器。
炒钢，是以生铁为原料，加热至液态或半液态后，通过鼓风或撒入精矿粉使硅、锰、碳氧化脱碳，最终制成低碳钢或熟铁的冶炼工艺。
名称来源于冶炼过程中需持续搅拌金属液的动作，如同炒菜一般。
其工艺原理是：先将铸铁锤成碎片，和木炭一起放入炒炉内，点火加热，从上方鼓风，把铸铁加热到半熔融状态。
通过不断搅拌，增加铁和空气的接触面，使铸铁中的碳逐步氧化。
硅、锰、磷等杂质氧化后转变为硅酸盐、磷酸盐夹杂物。
随着碳分降低，铁的熔点升高，于是凝聚成疏松的团块，再经锻打，排挤出夹杂物，便成为钢料。
由于古代条件下很难精确控制铁中含碳量，往往一炒到底炒成熟铁，因此又需要在锻打过程中再经渗碳而成为低碳钢。
炒钢与之前的炼钢技术有本质区别。
在炒钢出现之前，从生铁制钢的主要途径是铸铁脱碳退火，即将生铁长时间加热，让其自然脱碳。
这一过程缓慢且难以控制。
炒钢通过主动搅拌，大大加速了脱碳过程，使生产效率显著提高。
炒钢的生产过程分两步：先炼生铁，后炼钢。
这使炒钢的出现成为两步炼钢的开始，在钢铁冶炼史上具有划时代意义。
狮子山楚王墓并非孤证。
河南巩义市铁生沟冶铁遗址也发现了炒钢炉和炒炼产品。
该遗址年代为西汉中期到新莽时期，遗址中出土的炒钢产品经分析，有的含碳量为1.288%，属于高碳钢，有的含碳量为0.048%，属于熟铁。
炉腔向地下挖出，呈缶状，内搪耐火泥作衬，这种形制可使热量集中，不易散失，有利于炒铁时温度升高。
南阳瓦房庄冶铁遗址位于河南南阳北关外汉宛城内，使用时间从西汉中期延续到东汉晚期。
遗址内发现熔炉炉基5座、锻炉9座、炒钢炉数座和烘范窑残迹，炉基附近有水井2座。
巩义铁生沟的炒钢炉炉体较小，炉门残高仅0.15米，炉壁上还残存着生铁块。
从这些遗址的分布和时间跨度可以看出，炒钢技术在西汉中后期已经走出楚王封国的范围，进入了国家冶铁体系的生产序列。
汉武帝实行盐铁官营后，全国设铁官40余处，分布东起山东、江苏，西到甘肃，东北到辽宁，西南到四川、云南之间。
炒钢技术的成熟催生了更精良的锻造工艺。
百炼钢是在炒钢基础上发展起来的。
就文献记载而言，“百炼”一词最早见于东汉王充的《论衡·状留篇》：“干将之剑，久在炉炭，铭锋利刃，百熟炼厉，久销乃见作留，成迟故能割断。”
“百熟炼厉”即“百炼”。
百炼钢的工艺是：以炒钢为原料，经过反复多次加热锻打，每加热锻打一次称为一“火”或一“炼”，在锻打过程中折叠钢材，使夹杂物细化分散，组织均匀致密。
1974年山东临沂苍山县出土的东汉环首钢刀，全长111.5厘米，刀背上有错金隶书铭文“永初六年五月丙午造三十湅大刀吉羊宜子孙”。
经金相鉴定，钢刀刃部由晶粒很细的珠光体和铁素体组成，组织均匀，含碳量估计为0.6%至0.7%，刃部经过淬火处理。
以夹杂物排列成行作为层的标准，在100倍金相显微镜下观察，层数平均为31层。
这把钢刀是以含碳较高的炒钢为原料，经过反复多次加热锻打制成，刃口部分经过局部淬火处理。
徐州博物馆藏有一把东汉“五十湅”钢剑。
1978年1月在徐州铜山县出土，通长109厘米，剑身长85.5厘米。
剑把正面有隶书错金铭文一行：“建初二年蜀郡西工官王愔造五十湅□□□孙剑□”。
剑镡内侧阴刻隶书“直千五百”四字。
建初二年为公元77年，这把钢剑由蜀郡工官王愔监造。
“五十湅”即经过五十次反复锻打折叠。
剑身金相鉴定显示，两边各1.5毫米处高低碳层相间，各约20层。
剑格内侧铭文“直千五百”，即价值一千五百钱。
据记载，公元69年东汉永平十二年，粟价每石30钱，则此钢剑可购粟50石。
以当时一般人每月吃粮一石半计，购买这把钢剑的钱可供一个人吃二年零九个月。
这些铭文和价格数据，从经济角度印证了百炼钢制品在当时属于高价值商品，其制作耗费大量工时和燃料，并非普通士兵能够装备。
炒钢和百炼钢的技术成果，最直接的受益者是汉军。
景帝时期，御史大夫晁错在《言兵事疏》中系统分析了汉匈双方的军事优劣。
他首先肯定了匈奴的三项长处：战马攀山跨涧的能力、骑兵在崎岖山路上的驰骋骑射、士兵忍受饥渴的坚韧顽强。
接着，他指出了汉军的五项优势：平原上战车和突骑冲锋可以打垮匈奴；强弩射程和威力远超匈奴弓箭；强弩万箭齐发时匈奴的皮甲木盾无法抵挡；汉军身穿铁铠手持锋利兵器排成阵列前进时匈奴难以抵挡；步下长戟刀剑近身格斗匈奴不是对手。
晁错的判断有物质基础。
炒钢技术出现前，西汉早期的兵器还有不少是青铜制造的。
炒钢技术推广后，西汉中期的长安武库出土兵器已几乎全部是铁器。
铁制长剑在西汉前期就取代了战国以来较短的青铜剑，柄首成环状的大铁刀在西汉时出现，商周以来长期流行的铜戈也在西汉中后期被铁制矛戟所代替。
河北省满城汉墓出土的一件铠甲，由2800多片细小铁片编成鱼鳞甲，制作精致完善。
由于汉朝掌握了各种先进的铁兵器，所以能对付北方民族强大的骑兵。
汉元帝时期，西域副校尉陈汤曾有过一段著名的对比。
他说：“以前胡人士兵五人才能抵上一个汉帝国士兵。
因为胡人兵刃朴钝，弓箭质量不好。
现在听说他们学得了很多汉帝国的军备技巧，但仍要三个人才能抵得上一个汉兵。”
陈汤所说的“胡人”主要指的是西域诸国中的乌孙士兵，但这番话揭示了当时汉军装备优势的一个侧面。
从技术层面看，汉军对匈奴的优势体现在多个方面。
汉军精锐骑兵手持炒钢环首刀，身穿钢制玄甲，箭镞也是钢制的。
相对于仍然停留在铜铁复合时代的匈奴骑兵，汉军在武器装备上已有了跨代的优势。
炒钢技术的影响远不止于军事。
冶铁业的发展为农业提供了先进的工具，铁铲、犁、镐、锹、锄、镰等农具得以大量生产。
铁农具的种类相当丰富。
犁上的铧一般系全铁制，比战国时代的铁口木铧进步得多。
为了防止铧的口刃磨损，多采用在前端套铧冠的方法。
为了提高翻土效率，还在铧上装置犁镜。
双齿或三齿的铁耙用于耙地松土，为前代所未见。
铁镰有各种型式，用于刈割禾穗和禾茎。
由于铁农具的普遍使用，汉代农业生产有显著提高。
铁工具的普及还带来了其他领域的效率提升。
铁斧的普遍使用有利于森林砍伐，使长江流域和边远地区的开发加速。
木工和石工的效率大大提高，汉代造船业的突飞猛进与铁工具的进一步使用有关。
石室墓、石祠堂、石阙及各种石雕像、石刻画像的流行，都与铁工具的进步密不可分。
灌钢法的出现，是炒钢和百炼钢技术进一步发展的结果。
灌钢的基本原理是把生铁和熟铁按一定比例配合起来冶炼，“杂炼生铁”即此意。
其产生有着清晰的技术逻辑：百炼钢需要多次反复“再烧再锻”，效率低、费工多；炒钢的含碳量不易控制，炒炼“过火”即含碳量过低后，重新加入生铁来补救是很自然的做法。
在这个基础上，炼钢劳动者有意识地把生铁一炒到底成为熟铁，再配用一定比例的生铁来增碳成钢，这是既容易控制又能增产的方法。
关于灌钢最早的明确文献记载在南北朝时期。
南朝炼丹家陶弘景记述：“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者。”
北朝齐母怀文用“杂炼生鍒”方法造宿铁刀，“其法烧生铁精以重柔铤，数宿则成刚”。
灌钢仍需继续锻打，使组织均匀和挤出夹杂，后步工序保留了百炼钢的某些特点。
当汉代工匠在炒钢炉前搅拌铁水时，欧洲的冶铁技术尚停留在块炼铁阶段。
直到18世纪，英国才出现了与炒钢原理相同的工艺。
1784年，亨利·科特获得搅炼法专利，将生铁在反射炉中加热并频繁搅拌，使其脱碳成为熟铁或钢。
这一方法被称为“普德林法”，在产业革命中大规模铁路建设初期，所用材料就是用普德林法生产的熟铁。
从公元前154年狮子山楚王墓下葬，到1784年科特获得专利，中间相隔1938年。
即便从巩义铁生沟遗址的西汉中期算起，中国炒钢技术的出现也比欧洲早了约1900年。
马克思在评价普德林法时说，不管怎样赞许也不会夸大了这一革新的重要意义。
而这一“革新”，在中国已经实践了近两千年。
狮子山楚王墓出土的那顶铁胄，现藏于徐州博物馆“金戈铁马”展厅。
它由120片铁甲片穿缀而成，重4.7公斤，造型为典型的风字形胄，由筒状主体和可伸缩的垂缘两部分组成，前方有方形开口，仅露出眼、鼻和口部。
徐州医学院曾对楚王遗骨进行检测，结论是楚王身高1.72米。
考古队员在修复铁胄时，找来一位身高相同的同事试戴。
这位同事只说了两个字：重，旷。
于是考古队员们猜测，这位楚王大概是个胖子。
那个试戴铁胄的人未必知道，他头顶的重量，来自一个改变了战争形态和农业面貌的技术体系。
而那个体系的起点，就埋在他脚下的这座墓里。
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