漢文帝陵出土神秘青銅齒輪,工藝非常“現代”,古文明如此先進

近日,陝西省考古研究院等單位釋出了西漢帝陵專案最新考古成果,認定江村大墓就是西漢孝文皇帝劉恆的霸陵,在發掘過程中出土了一件漢代的青銅齒輪。

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這件齒輪儲存非常完整,專家表示,這件青銅齒輪很像現代工藝,特別厲害,非常“現代”,打磨得特別精緻,可以說歎為觀止,很多網友感嘆,古代文明真如此先進?,還有一些很多網友甚至懷疑,這可能是穿越者從現代帶回去的,或者是穿越者使用現代工藝製造。

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古代運用齒輪非常早

實際上,在世界上,齒輪運用的時間非常早,齒輪是機器上用於傳遞動力,實現變速,變向,定時及差動等的重要零件,國外關於齒輪的最早記載是公元前300多年,希臘的亞里士多德在《機械問題》中闡述了用青銅或 鑄鐵齒輪傳遞轉動的問題。

在2000年前後的200年中,分別在印度、古羅馬、希臘、埃及等國度都出土過齒輪文物,所以說是穿越者製造,這是站不住腳的。

不不過,國內的所有古籍中找不到專門關於齒輪的文字記載,卻對應用齒輪或齒輪系的機械有記載。據史料記載,遠在公元前400~200年的中國古代就已開始使用齒輪。

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安提凱希拉裝置

1954年,中科院考古研究所(現在的社科院考古研究所)展開了對東周王城的發掘,然後很意外的發現了上圖中的棘輪。這件棘輪也許可以用作戰車的駐車制動裝置,距今約有2400年曆史,從實物來看,製造加工精度已經比較高了。棘輪不能傳遞動力和運動,嚴格意義上說不能算齒輪,不過算是齒輪的原型。

1964年禮泉縣烽火公社王相村出土一批漢代鐵器,有方孔鐵“齒輪”一件,鐵錚四件,鐵壁兩件。1986年西安東南郊千戶村出土的有漢代方孔鐵“齒輪”一件,還有鐵傲和鐵錨等。出土的兩個輪均為鐵質,方孔,16個齒,輪齒作斜倚狀。

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根據科學家研究發現,不同的地方,不同的遺漢代址出土 的“齒輪”多為16齒,尺寸相當,奇怪的就是在同一遺址出土的多件“齒輪”也都是16齒,無法獲得一定 的傳動比。作為齒輪傳動就失去了實用價值。 因此這一類零件不可能是作為傳動的齒輪,科學家認為這還可能是棘輪。

從這可以看出,早期受加工工藝的限制,出土的一般只用作減速用的棘輪,無法用來製作傳動裝置。漢代時,中國出土齒輪數量增加,甚至出現了最早的人字齒輪,但大部分還是棘輪。而之所以都是16齒,是因為漢代,由於冶鐵技術的提高,鑄造工藝的改善,產品能夠成批生產,生產效率提高,資源浪費減少,促進了鐵器的普及。“齒輪”這時也採用陶範或鐵範澆鑄。

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漢文帝青銅齒輪比較特殊

而此次出土的漢文帝青銅齒輪和之前發現的漢代齒輪都不太一樣,首先,它為32齒,其次,造型非常工整,這可能並非棘輪,而是傳動齒輪。

根據之前王振鐸先生的研究,這很可能是記裡鼓車使用的齒輪,記裡鼓車發明於西漢,其工作原理是:當車前進時,透過車輪轉動帶動齒輪系傳動,達到車每 行一里、自動擊鼓記程的目的。指南車的發明最早 可推到西漢圓,它是一種無論朝哪個方向走,均能 夠指南的儀器,但沒有使用地磁原理。

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一般認為,出現於戰國至南北朝期間的指南車,應該使用了齒輪傳動裝置,在漢代記裡鼓車有一套減速齒輪系,透過鼓鐲的音響分段報知里程。

兩晉南北朝時,使用齒輪傳動的機械如各種磨、水車等逐漸普及,出現了指南車、記裡鼓車等運用複雜齒輪組的機械,標誌著齒輪應用的成熟。

當然,漢文帝陵墓出土的青銅齒輪究竟是不是記裡鼓車使用的齒輪,這還需要進一步確認。

能夠製造如此精美,得益於漢代成熟冶煉技術

之所以可以製造出如此精緻的青銅齒輪,並不是因為穿越者所為,當時青銅製造工藝已經能夠製造如此精緻的青銅齒輪,在漢代,青銅器製造已經普遍使用失蠟鑄造法,失蠟澆鑄實質是機械加工方法中的精密鑄造,在現代也在使用。

失蠟鑄造法的特點主要有 下面幾點:第一,用蜂蠟作制 模材料,可能再加以松香,以增加蠟質的硬度,然後用油脂調製。第二,制模方法簡易,只做一塊整模即可。先用蠟做出所要器物的形狀,即蠟模,再用細泥漿在蠟模上反覆澆淋若干次,泥漿即將蠟模包住。再經加熱燒製後,蠟即流出,最 後就剩泥模了。第三,所鑄器物精確度相當高,無需打磨加 工,器物表面就很光滑精緻。

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所以,漢文帝出土的這件青銅齒輪,體現漢代手工業和冶煉業的很高階的水平,也向我們展現了燦爛輝煌的古代文明。

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