古代中国の製鉄・鍛造技術が外国人を驚かせた！

三国志には、蜀漢の有名な武器職人である普元が、薛谷口（現在の陝西省周直県の南西部）で「特殊な方法で金を溶かして武器を作り」、諸葛亮のために3,000本の剣を鋳造したという逸話がある。ナイフが鋳造された後、品質をテストするために、溥元は兵士たちに竹筒に鉄ビーズを詰めさせ、干し草を切るようにナイフで切り刻ませた。竹筒は壊れ、鉄ビーズは割れた。人々は溥元の鋳造した鋼のナイフを「金や玉を切り、鉄を泥のように切る」ことができる「魔法のナイフ」と賞賛した。誇張であろうと事実であろうと、当時の中国の伝統的な刀剣技術は確かに世界最高レベルにあった。

では、このような魔法の剣はどのようにして作られたのでしょうか?まず、中国の製鉄技術から始めましょう。

実は中国には春秋時代後期からすでに製鉄技術が存在していたのです。考古学者たちはかつて、湖南省長沙市の楊家山にある春秋時代後期の墓から銅枠の「鉄剣」を発掘した。金属組織学的検査により、それが鋼で作られていたことが判明した。これは私たちがこれまでに中国で目にした最も古い鉄製の物体です。これは私たちの見解の確固たる証拠でもあり、我が国の製鉄技術には少なくとも2,500年の歴史があることを示しています（本当にすごい！）

（湖南省長沙市の楊家山にある春秋時代後期の墓から青銅製の「鉄剣」が発掘された）

では、製鋼工程は刀の品質にどのような影響を与えるのでしょうか?ここで比較してみましょう。春秋戦国時代、西洋の古代ローマ兵が使っていた刀は錬鉄でできていました。戦場での戦闘では、一度刺すと曲がってしまいます。次に刺す前に、地面に置いて足でまっすぐにしなければなりませんでした。中国の楚国で製造された鋼鉄の武器は世界中で有名になった。

『史記礼記』と『溝子兵記』には、楚の国の湾（現在の河南省南陽市）で作られた武器の刃が蜂の針のように鋭かったと記されている。西暦1世紀、ヨーロッパのプリニウスはかつてこう言った。「鉄には多くの種類があるが、中国の鋼鉄に匹敵するものはない。」考古学者たちは、河北省邇県の雁下渡で発掘されたいくつかの鋼鉄製武器の科学的調査を通じて、中国最古の製鉄方法を明らかにした。

ここで、編集者はまず鋼の概念について簡単に紹介します。銑鉄、錬鉄、鋼の主な違いは炭素含有量にあります。炭素含有量が 2% を超える鉄は銑鉄と呼ばれ、炭素含有量が 0.05% 未満の鉄は錬鉄と呼ばれ、炭素含有量が 0.05% から 2% の鉄は鋼と呼ばれます。古代中国における最も古い製鉄法は、まず木炭を燃料として鉄鉱石を炉の中でスポンジ状の固まりに精錬し、炉が冷えた後に取り出すというものでした。これをブロック製鉄法といいます。塊鉄は炭素含有量が少なく、質感が柔らかく、不純物が多く含まれています。これは、古代の人類が作り出した錬鉄です。次に鉄を原料として、炭素火で加熱して炭素を吸収させ、炭素含有量を増やし、その後、不純物を取り除き、炭素を浸透させるために鍛造して鋼を得ます。この種類の鋼は塊鉄浸炭鋼と呼ばれます。先ほど述べた河北省邇県の雁下渡から出土した鋼鉄武器は、すべて鉄精錬で得られた浸炭鋼で作られていた。

精錬された炭素鋼で作られたナイフは比較的鋭いですが、それでも「金や玉を切断し、鉄を泥のように削る」というレベルには達していません。この鋼の品質がある程度十分ではないため、この鋼を精錬する際に炭素の浸透量、分布が均一であるかどうか、不純物の除去の程度を制御することが非常に難しく、生産効率が極めて低く、作られた刀の品質を制御することも困難です。古代中国の職人たちは、鋼の品質を向上させるために、今日でも高く評価されている古代の鋼精錬工程を発明しました。

いわゆる「百回製鋼」とは、鉄片を繰り返し加熱、折り曲げ、鍛造することで、鋼組織の密度を高め、鋼の成分をより均一にし、不純物を減らし、鋼の品質を向上させることです。焼き入れ鋼で作られた刀は非常に高品質です。 1974年、山東省臨沂市蒼山の漢墓から、東漢永初6年（西暦112年）に作られた鋼製の刀が発掘された。この刀は長さ111.5センチで、背面には「永初6年5月兵武月に作られた、30年前の刀は羊に縁起がよく、子孫に利益をもたらす」という金象嵌の銘がある。 「湅」は精製するという意味です。

（後漢永初六年に作られた鋼剣）

これは、これまでに発見された百倍精錬された鋼の最も古い製品です。科学的なテストにより、この鋼製ナイフの炭素含有量は比較的均一であり、刃は水焼き入れされており、含まれる不純物は現代の錬鉄のものと類似していることが分かりました。百精鋼には多くの種類があり、「五精鋼」「九精鋼」「三十精鋼」「五十精鋼」「七十二精鋼」「百精鋼」などと記録されている。研究者は一般的に、「精製」という言葉の前の特定の数字の具体的な意味は、加熱回数、つまり使用される火の量を指していると考えています。北宋時代の有名な科学者沈括は『孟熙鑫』の中で磁州の鋼鉄精錬の過程を記述しており、それは鋼鉄を重量が減らなくなるまで百回以上も連続的に焼いて鍛造するというものである。曹操はかつて官僚に「百度回転刀」と呼ばれる刀を5本作らせ、「内戒」の中でそれを「百精刀」と呼んだ。孫権は三本の貴重な剣を持っており、そのうちの一つは「百廉」と名付けられました。普元が劉備のために作った貴重な剣には「七十二の精錬」が刻まれていた。このことから、三国時代には焼き入れ鋼がかなり一般的になっていたことがわかります。百倍精錬鋼の需要は高まっていますが、その原料ブロック製鉄の生産効率が非常に低く、製錬後に「冷却」する必要があるため、百倍精錬鋼の開発は制限されています。この限界を打破するために、古代中国の職人たちは新しい銑鉄製鋼技術である「炒め鋼」を発明しました。

製鋼とは、銑鉄を溶融またはほぼ溶融するまで加熱し、炉の中で撹拌し、空気中の酸素を使用して銑鉄に含まれる炭素を除去して鋼を得るプロセスです。この新しい製鋼プロセスは、東漢末期の歴史的記録に間接的に記述されています。 『太平経』第72巻には、「職人は石を叩いて鉄を取り出し、それを精錬して水にする。そして熟練した職人に何千回も鍛造させ、ついにはモイエ（古代の鋭い剣）になる」と記されている。この一節には「鋼を焼く」という言葉は明示的には出てこないが、鋼を焼く工程が含まれている。なぜなら、鉄鉱石を液体に精錬すると、溶けた銑鉄しかできず、「一万回鍛造」する前に、鋼鉄または錬鉄に揚げなければならないからです（実際、錬鉄は炭素含有量が非常に低い鋼鉄を揚げたものです）。そうでなければ、銑鉄は鍛造できず、ましてや「一万回鍛造」することはできません。これは、鉄鉱石を溶かして溶鉄にし、次に鋼を揚げて、最終的に高品質の武器に鍛造するまでの完全なプロセスです。フライドスチールの発明は製鉄の歴史における技術革命でした。ヨーロッパでは、鉄鋼製造は中国より1,600年以上遅れて、18世紀にイギリスで始まりました。 （誇らしげ）

三国時代、製鉄はまだ新しい技術であり、ほとんどの鍛冶屋はまだそれを習得していませんでした。 『諸葛亮伝』には、溥元が薛谷の入り口で諸葛亮のために「特殊な方法で金を溶かして道具を作った」という記述があり、今回の刀の鍛造には溥元が鉄を焼く技法を使ったに違いないと判断できる。

さらに、「金や玉をも切り、鉄を泥のように切り裂く」ことができる「魔剣」を鍛えるには、最後の焼き入れの工程も重要です。いわゆる「焼き入れ」とは、まず打ち延ばした鋼の包丁を火にかけ、赤く熱し、その後すぐに冷水に浸して急冷させることです。これを数回繰り返すと、鋼のナイフは強くなり、弾力性が増します。

焼き入れの工程は簡単そうに見えますが、加熱の度合い、冷却の度合い、水質などによって操作を完璧にマスターするのは非常に難しいのです。焼き入れが不十分だと刃が硬くならず、簡単に曲がってしまいます。また、焼き入れが過剰だと刃が脆くなり、簡単に折れてしまいます。適切な焼き入れを行うには、非常に豊富な経験が必要です。 『諸葛亮伝』によれば、普元は焼入れに使う水の質について非常に知識が豊富であった。彼は、「蜀江は清らかで激しい」ので刀を焼くのに適しているが、「漢江は鈍く弱い」ので刀を焼くのに使えず、また「汾江」も使えないと信じていた。彼は薛谷の入り口で諸葛亮のために剣を作り、川から水を汲むために兵士を成都に派遣した。山道は険しく通行が困難だったため、川の水が半分以上流れ出てしまい、兵士たちは流水を混ぜた。水が運ばれた後、普元はすぐにその秘密を発見し、「皆が驚き、魔法のようであると賞賛しました。」 1700年前、普元は水質が鎮静効果に影響を与えることを発見しました。これは本当に驚くべき業績でした。ヨーロッパでは、この問題は近代まで研究されませんでした。

要約すると、普元の「魔剣」は、当時の先進的な製鋼技術と、彼の豊富な焼き入れ経験を組み合わせて鍛造されたものである。