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第3章 铜锡分形（第1页）

铜绿山。

山如其名，远望如一块巨大的、被岁月侵蚀的青铜锭，裸露的岩体在南方强烈的日照下呈现出一种斑驳的绿褐色泽，那是铜矿氧化后最直接的印记。空气中弥漫着硫磺、木炭灰烬和金属受热后特有的、带着腥气的焦糊味。山体表面，如同被巨兽啃噬过一般，布满了大大小小、深不见底的矿洞入口。洞内，叮叮当当的凿击声、轱辘绞索的吱呀声、监工粗鲁的呵斥声、以及矿工们压抑沉重的号子声交织成一片，沉闷地回荡在山谷里，仿佛大地痛苦的呻吟。

周鸣在楚国工尹（掌管百工）属吏的引领下，踏入这片沸腾的金属地狱。他是被一封措辞焦灼的密信“请”来的——楚国兵器坊新铸的一批青铜剑戟，在交付军前演练时，竟接二连三地脆裂、崩口！此事已惊动令尹，若不能解决，工尹府上下恐有灭顶之灾。信中提及，脆裂多发生在剑身靠近剑格（护手）处，断口呈灰白色颗粒状，如同干透的粗陶被砸碎。

冶炼工坊位于一处巨大的山洞深处，隔绝了部分烈日，却更显闷热难当。热浪裹挟着刺鼻的烟气和金属粉尘扑面而来。巨大的鼓风皮囊（橐龠）在数十名赤膊壮汉的踩踏下，发出沉重而规律的“呼哧”声，将空气源源不断压入地炉。炉火熊熊，炽白的火焰舔舐着坩埚底部，坩埚内，赤红的铜锡混合熔液如同沸腾的岩浆，翻滚着金色的气泡。

工坊大匠名唤“冶”，身材魁梧如熊，古铜色的皮肤上布满灼烧的疤痕，此刻却面色灰败，眼神里充满了恐惧和不解。他捧着一柄断裂的青铜剑，断口处正是那种令人心悸的灰白颗粒状。见到周鸣，他如同抓住救命稻草，噗通跪倒：“先生！求先生救命！此乃王命军器，接连脆断，小人……小人实不知何故！熔炼火候、铜锡配比，皆循祖制‘六齐之法’啊！”（注：六齐之法，先秦青铜合金配比经验规范）

周鸣接过断剑，指尖拂过那粗糙的断口。冰冷，带着死亡的气息。他目光锐利如鹰隼，扫视整个工坊：堆叠的矿石（孔雀石Cu?（CO?）（OH）?、锡石SnO?）、混杂的燃料（木炭、偶尔掺杂的煤块）、坩埚的材质（粗陶耐温极限）、鼓风的节奏（影响炉温波动）、浇铸前熔液表面漂浮的渣滓（杂质成分）……无数细节如同数据流般涌入他的脑海。

“取锡锭。”周鸣声音低沉。冶大匠连忙捧来一块未经熔炼的锡锭。周鸣接过，在火光下仔细审视其断面。锡锭质地相对均匀，但仔细看，仍能发现一些细微的、如同星辰碎屑般的银白色小点散布其中——那是杂质，或是锡本身凝固时形成的微小偏析。

“取熔炼之‘锡精’。”周鸣又指向炉旁一个盛放提炼后高纯度锡液的小坩埚。冶大匠用长柄陶勺小心翼翼舀起一勺银亮如水银的熔融锡液。周鸣示意其缓缓倾倒入一个盛满清水的陶盆中。

“滋啦——！”滚烫的锡液遇水瞬间，爆发出剧烈的汽化声响，白雾升腾。水盆中，高温锡液被急速冷却，凝固成无数形态各异、扭曲虬结的锡粒。周鸣俯身，不顾水汽灼烫，用竹镊迅速从中夹出几颗较大的凝固锡块。他将锡块置于一块平整的石板上，举起工坊里最沉重的青铜锤！

“先生不可！”冶大匠惊呼。纯锡性软，这一锤下去岂不成饼？

“当！”沉重的锤击落下，声音沉闷。然而，石板上的锡块并未如预想般延展变形，而是在锤头接触的瞬间，如同劣质的琉璃般，“啪嚓”一声脆响，四分五裂！碎块边缘，同样呈现出那种令人不安的灰白色颗粒状！

工坊内瞬间死寂。冶大匠和周围的工匠们目瞪口呆。纯锡……竟也如此之脆？

周鸣面无表情，拾起一块最大的锡粒碎片，对着炉火仔细观察其新鲜断面。在跳跃的火光下，那灰白色的断口呈现出一种奇异的、如同冬日枯枝般的分岔结构，层层叠叠，无穷无尽地向微观延伸。他的瞳孔微微收缩——这正是金属材料学中典型的脆性沿晶断裂特征！而根源，极可能在锡本身，在它凝固时形成的微观结构。

“取铜液，取锡液，取淬火之水。”周鸣的声音不容置疑。他需要数据，海量的、精确的数据。

一场史无前例的、以数学贯穿始终的冶炼实验在混乱的工坊内强行展开。

实验一：锡液滴凝固形态观测。

周鸣命人准备了一排十个光滑的陶盘，每个盘底涂上薄薄一层草木灰（便于剥离凝固物）。他将那勺高纯度锡液，分别以不同的高度（对应不同的冷却速度），滴落在十个陶盘中心。

“滴！”

第一滴，从三尺高滴落，撞击盘底，溅开成一朵边缘破碎的银花，迅速凝固。

第二滴，从一尺高滴落，形成一个稍扁的椭球，表面有褶皱。

第三滴，从半寸高处几乎贴着盘底流下，凝固成一个相对光滑但内部似乎有孔洞的半球……

周鸣亲自记录每一滴的高度、撞击形态、凝固时间。他拿起一个凝固的锡滴，再次用小锤轻轻敲击边缘。低空滴落的锡滴相对柔韧，敲击凹陷；高空滴落的则极易碎裂。他将碎裂的锡滴收集起来，用石臼小心研磨成极细的粉末（避免破坏原始结构）。粉末摊在深色石板上，周鸣手持一枚打磨极其光滑的水晶凸透镜（他随身携带的观测工具），俯身仔细观察粉末颗粒的形状。

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在凸透镜放大的视野里，那些锡粉颗粒的轮廓，呈现出令人震撼的几何美感——它们绝不是光滑的球体或规整的多面体，而是布满了锯齿、尖刺、孔洞和不规则的卷曲边缘。无论颗粒大小，这种复杂的不规则形态都惊人地相似，仿佛一个图案被无限缩小后不断重复。周鸣的指尖在水晶透镜边缘无意识地划动，脑中构建着分形几何的模型：豪斯多夫维数。他快速估算着这些锡颗粒边界轮廓的复杂程度，一个关键数值在思维中逐渐清晰：D≈1.26。这远高于光滑曲线的维度（D=1），意味着锡在快速冷却凝固时，其晶界（晶粒间的脆弱边界）以一种极其复杂、表面积巨大的分形方式生长，如同疯狂蔓延的荆棘网络，为脆性断裂埋下了祸根！而青铜中作为强化元素的锡，若以这种脆弱的结构形态存在，非但不能强化铜基体，反而会成为裂纹萌生和扩展的完美路径！

实验二：淬火相变临界点捕捉。

周鸣的目光转向了核心问题——青铜剑的淬火。他命冶大匠取来几块成分已知（铜锡比例接近剑器）的青铜锭，放入小型坩埚重新熔炼。他亲自掌控鼓风节奏，用一套特制的、内嵌多层薄陶片（不同厚度对应不同导热率）的“七曜测温器”（他临时设计，陶片在特定温度区间会因热胀冷缩发出不同音高的细微爆裂声，以此粗略判断炉温区间）监控炉温，力求将熔液温度稳定在一个较窄的高温区间。

“取剑范！”周鸣命令。工匠们抬来一个预热好的、用于铸造短剑的陶土双合范。周鸣亲自执长柄陶勺，从坩埚中舀取赤红灼亮的青铜熔液，手腕极其稳定，将熔液平稳注入剑范的浇口。熔液迅速充满型腔。

关键的淬火时刻到了！周鸣没有立即将滚烫的剑范投入水中，而是死死盯着剑范。他在心中默数，精确计算着从浇注完毕到剑体温度下降到足以发生固态相变（β相向α+δ共析体转变）的时间窗口。他的大脑如同高速运转的计时器，综合了剑范材质（粗陶）、厚度、环境温度、空气流动速度等无数变量，构建着一条无形的温度-时间冷却曲线。

“就是此刻！”周鸣眼中精光一闪，果断下令：“淬！”

剑范被迅速夹起，投入旁边一个巨大的、盛满冰冷山泉水的石槽中。

“嗤——！”剧烈的汽化声伴随着冲天的白雾弥漫开来，刺鼻的金属蒸汽充斥工坊。

待白雾稍散，周鸣立刻命人将剑范捞出、破开，取出里面那柄还冒着丝丝热气的青铜短剑坯。剑坯通体乌黑，尚带着高温的余烬。他将其置于铁砧上，再次举起重锤！

“当！当！当！”连续三锤，力道渐增。

第一锤，剑坯发出沉闷的金属声，微微变形。

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