“青铜之冠”：秦始皇陵铜车马中的“黑科技”

张佳钰

“望舒之辇”

2023年11月，中国载人航天工程办公室发布了载人月球车研制方案征集的初选结果，清华大学的“望舒之辇”方案成功入选。这个方案蕴含深刻的寓意与中华优秀传统文化的智慧：“望舒”是中国古代传说中为月亮驾车的女神，“辇”则是我国先秦时期对车具的一种称谓。月球车整体造型的设计灵感来自秦始皇陵出土的2200多年前的彩绘铜车马。

“望舒之辇”造型轻盈，驾驶时视野开阔，能够很好地满足科学家在月球开展科研工作的实际需求。尤其引人注目的是，月球车的中部有一对大型主车轮，形似秦陵铜车马一号车的车轮；顶部设置有一个与铜车马二号车顶盖相似的椭圆形穹隆华盖，既可为航天员遮挡强烈的阳光照射，也可以在上部铺设太阳能电池阵，解决科研仪器供电的问题。显示器的支架则像秦陵铜车马驭手驾车的缰绳，造型轻巧实用。

2200余年前的秦陵彩绘铜车马，不仅给今天的人们带来了设计灵感，其本身也包含了许多独具匠心的设计巧思和高超卓越的古代科技，被考古学家誉为“青铜之冠”，还在2016年被中国科学院自然科学史研究所推选为“中国古代重要科技发明创造”之一。

1980年深冬，考古学家在秦始皇陵封土西侧20米的一处车马坑中发掘出了秦陵彩绘铜车马。这两乘铜车马都是单辕、双轮、四马驾车，是模拟秦代的真车真马，按照二分之一比例縮小制作，专门用于秦始皇陵陪葬的车马模型。铜车马的主体以青铜合金制作而成，并使用了大量的金银饰件，零部件多达7000余件。其中，一号车是用于田猎、征战的立车，长225厘米，高152厘米，重1061千克；二号车是供尊者乘坐的安车，长317厘米，高106.2厘米，重1241千克。这组铜车马是目前出土体形最大、结构最复杂、系驾关系最完整的古代车马，对于研究中国古代历史、政治、科学、艺术等具有十分重要的价值。

秦始皇陵铜车马一号车

秦始皇陵铜车马二号车

非凡的青铜技艺

尽管历经千年，这两乘铜车马的门窗依然能够自由启闭，车轮也能够自如转动，不得不令人惊叹当时精湛的青铜冶铸技术与高超的制作工艺。

当考古学家用检测仪器对制作铜车马的材料进一步分析后，又有了新的发现。虽然铜车马都是用青铜合金制作而成，但因为各个部位的实际功能不同，所采用的合金成分比例也有所区别。马腿、车撑等强度要求高的零件，铜锡合金的含锡量就稍高一些，硬度也高一些；缰绳、辔绳等柔韧性要求高的零件，合金的含锡量就稍低一些，会有更好的延展性。

除了精准的青铜合金配比之外，一些特殊的车马零件更加显示出秦人高超的冶铸技术。比如，一号车的伞盖直径122厘米，二号车的顶盖长180厘米，宽133厘米，两个车盖不仅厚度只有2～4毫米，且整体造型也略呈穹隆形。如此之薄的大型青铜铸件，在浇铸时要保证高温铜液在快速冷却之前均匀地分布于曲面复杂、面积巨大的模型的每个角落，这种技术对于今天而言也是颇具挑战性的。而秦代工匠采用了多孔同时浇铸和加热反复锻打等多种工艺，创造了世界古代科技史上的奇迹。

秦陵铜车马一号车上的箭箙（盛箭之具）和箭镞

另外一个值得称道的是铜车马的连接工艺。两辆车共由7000多个零件组成。其中二号车的3462个零件中，大的长达246厘米，小的不足1厘米。为了把这些不同材质、尺寸和功能的零件组装在一起，秦代工匠分别采用了铸焊、钎焊、红套、镶嵌等技术，以及使用铰链、销钉等方式，不仅使这些部件严丝合缝地组装起来，还真实地模拟出飞軨的轻摇、车轮的转动、车窗的启闭。

在制作铜车马的过程中，秦代工匠还采用了标准化制作程序。经检测分析，秦陵铜车马的大部分零件在经过精铸、打磨、抛光等程序后，每个零部件的加工工艺误差都非常小，彼此之间能够精准地匹配和吻合。可以看出，秦始皇统一文字、度量衡和货币的标准的理念，也体现在了铜车马的制作工艺上。

别具匠心的系驾结构

在以往的考古发掘中，出土过许多先秦时期的实用车马，但大部分因年代久远已经朽化了。秦陵铜车马的破土而出，让我们可以深入了解中国古代车马系驾结构的巧具匠心。

所谓车马的系驾结构，就是通过合理的科学方式方法，既能让牵引车辆的马匹齐心协力、拉车快跑，又能使车辆均匀受力、平稳前行，更要便于驾驶者灵活操控、协调默契。古代车马的系驾结构就像是现代汽车的操控系统一样，要使发动机、变速箱、离合器、方向盘、制动器等各个组件都能够协同工作。

如何有效地控驭车马是世界上不同古文明都曾面对的技术难题。两河流域和古埃及的马车大多采用颈带式系驾法，就是在马的颈部套上拉动车子的革带。这种系架结构简单，不过马在快跑时，会因气管被颈带箍紧而感到压迫，从而影响体能的充分发挥。经研究发现，秦陵铜车马采用的是更为完善的轭靷式系驾法，马轭架在马的肩胛骨，能够避免颈带式系驾法的弊端，让马匹更大限度地发挥体能。

如何在驾驶过程中使几匹马既同力拉车、齐头并进，又不会互相挤撞？考古专家发现，秦陵铜车马的四匹马中，最外侧的两匹马颈部各套有一根系在车衡上的缰索，可以防止马匹向外奔跑；中间两匹马的外侧各挂置一件顶部带尖的部件，古人称之为“胁驱”，当外侧的马匹向内紧靠时会刺疼它们，如此，可以防止四匹马挤撞在一起。秦人就是通过这两个小小的部件，巧妙地使四匹马各处其位、并驾齐驱。

铜车马的马首细节图

铜车马的“方向盘”又在哪里呢？古人是用缰绳控驭马匹的，当时称为“辔”，每匹马各系有一左一右两根辔绳，四马就有八辔。不过因为中间的两匹马各有一根辔绳系在车厢前部的护栏（车轼）上，所以驾驶者的手中只需要握紧六根辔绳即可，因此《诗经》中才会有“四牡孔阜，六辔在手”这样的记载。为了方便控驭，驾驶者将马左侧的三根辔绳都握在左手，右侧的三根辔绳都握在右手，这样一来，只需拉动左手的辔绳就可以让马左转，拉动右手的辔绳就可以让马右转，就好像我们今天驾驶汽车时转动方向盘一样。

精美绝伦的装饰

秦陵铜车马上不仅有许多金、银质地的饰件，还装饰有五颜六色的彩绘图案，驭手的五官衣着、马匹的鬃毛蹄尾也都绘着不同的颜色，生动再现了秦始皇御车的绚丽多彩、高贵绝美。

事实上，在先秦时期，人们多用镶嵌、刻画的方式在青铜器表面勾画出图案花纹，比较少见以彩绘的形式通体装饰。秦陵铜车马的彩绘艺术以高度写实的手法模拟出秦宫廷御车的富丽堂皇，虽然历经两千余年的岁月，大部分彩绘只留下了一些残迹，但依然能让我们真切地感受到秦人灵动的审美意趣。比如，为了表现出脸部皮肤白里透红的自然色泽，驭手的面部先以粉色打底，再涂一层白色，这样就呈现出接近真实皮肤的粉白色。此外，秦人用黑色涂饰头发和眼睛，以粉绿色、枣红色、天蓝色等渲染衣服，把驭手的形象刻画得活灵活现、神采奕奕，可以看到，秦始皇御车的驭手面带微笑、双目有神，仿佛随时准备听命远行。而那些马匹则通身被涂白，再以黑色勾画出马鬃和眼珠，以粉色修饰马舌与鼻孔，显得生机勃勃、活力十足。

秦陵铜车马二号车驭手俑

秦陵铜车马一号车车轼上的彩绘图案

为了体现秦始皇御车的雍容华贵，秦代工匠还在铜车马上绘出了数十种不同颜色的彩绘纹样。纹样既有相对具象的夔龙纹、夔凤纹、流云纹等，也有菱形纹、方格纹等抽象图案。匠人们运用夸张、抽象、简化等多种艺术手法，使纹样风格既连续对称又疏密有致，既统一协调又富有变化，将青铜制作与彩绘装饰两种工艺有机融合。

彩绘的颜色和材料种类繁多，有朱紅、粉红、绿、粉绿、翠绿、深蓝、天蓝、白、黑、褐、黄等十几种。这些颜料大多是用天然矿物质材料加工而成，比如，蓝色是蓝铜矿，绿色是孔雀石，红色为朱砂，白色则是用动物骨骼通过高温烧制而成的。正是因为使用了这些具有很强稳定性和耐久性的颜料，才让千年后的我们还能一睹秦时的色彩。