古刀、新刀、軍刀的強度科學——已知為何，未知為何

「不折、不彎、鋒利好切」從何而來

日本刀被評為不折、不彎、鋒利好切，其原因並非源於單一鋼材的特性，而是來自不同硬度的鋼材組合而成的結構。覆蓋刀身外側的皮鐵含碳量高，堅硬但脆；內部的心鐵含碳量低，柔軟而具韌性。冶金學者俵國一在大正時期使用金屬顯微鏡進行的研究，揭示了皮鐵、心鐵的複合結構，以及因淬火而產生的麻田散鐵（Martensite，堅硬但脆的組織）與波來鐵、肥粒鐵（Pearlite、Ferrite，柔軟而具韌性的組織）共存，使刀身同時兼具硬度與韌性這兩種相反的特性。

古刀、新刀、軍刀有何不同

• 古刀（慶長以前）：各產地使用砂鐵、踏鞴製鐵所產的玉鋼，以各流派獨特的鍛鍊法製作皮鐵、心鐵的結構。
• 新刀、新新刀（江戶時期以後）：流通鋼材的均質化持續推進，另一方面，鍛鍊法及淬火的技巧由各刀工世代繼承。
• 昭和時期的軍刀：為應對急增的需求，機械生產與量產化推進，除傳統玉鋼外，也有許多例子使用了以洋鋼或以滿鐵刀為代表的近代製鋼鋼材，以及油淬火。

這3個區分的差異，首先應當作為素材與製法的差異來討論。明治時期，如村田經芳所參與的改良刀——即所謂的村田刀，便是混合瑞典鋼與和鋼的近代嘗試，傳統技法與近代冶金的折衷，早在軍刀出現之前便已開始。

「破壞試驗」的實態——可測之物與不可測之物

古刀、新刀、軍刀在同一條件下進行破壞試驗、橫向比較強度的資料，實質上並不存在。這是因為現存的古刀、新刀大多為文化財或相當於此的美術品，幾乎不允許成為附帶破壞的試驗對象。以俵國一的研究為首，迄今為止的許多科學知見，是透過研磨過程中獲得的斷面、折損、破損刀身的觀察，或以現代刀匠製作的復原刀、試驗片為對象，進行硬度測定（維氏硬度試驗等）及金屬組織觀察而累積起來的。

另一方面，關於昭和軍刀，有量產型且美術價值相對較低的個體成為研究及解體調查對象的案例，有報告指出，與傳統玉鋼、手鍛鍊的刀相比，存在組織較均質、呈現油淬火特有硬度分布的個體。這並不導向「軍刀較弱」這樣簡單的結論，而應視為佐證——優先量產效率的製法選擇，產生了不同於傳統複合結構的強度特性。

1. 古刀、新刀透過產地的玉鋼與流派的鍛鍊法，朝著製作皮鐵、心鐵結構的方向，兼顧了強度與韌性。
2. 軍刀因優先供應量的製法選擇，有報告指出出現了硬度分布、組織不同於傳統刀的個體。

從滿鐵刀看「以近代製鋼製作日本刀」的嘗試

昭和時期代表性的近代製鋼嘗試，是已知有南滿洲鐵道技術人員參與的滿鐵刀。以中國東北部產出的鐵礦石為原料，採用近代製鋼法，在不依賴傳統踏鞴製鐵、玉鋼的情況下，是否能量產日本刀——在此構想下推進了研究與製造。這不僅是單純的代替品製造，也是一種工程上的挑戰——以當時的冶金技術能在多大程度上再現日本刀的性能。

此類近代製鋼刀與傳統玉鋼刀的比較研究，雖然呈現了素材成分與組織的差異，但充分留存實戰切割性能及耐久性系統化比較資料的情況並不充分。軍刀研究的大多數，仍停留於現存個體的觀察與部分科學分析的累積，這是實際情況，有必要在認識這一局限的基礎上解讀各種報告。

非破壞分析——現實可行的選項

回應不損傷美術品價值而希望瞭解刀身內部結構需求的，正是X線、CT、螢光X線分析等非破壞手法。這些方法無需傷及刀身，即可可視化內部鋼材的密度分布、成分構成，有時甚至能呈現皮鐵、心鐵的邊界狀況。雖然無法獲得如破壞試驗般直接的強度資料，但在可橫跨多個個體、且保留文化財價值的情況下進行調查這一點上，是被認為將成為今後比較研究主軸的技術。

刀劍展示設施及研究機構公開此類分析結果的機會也在逐漸增加，正在成為將古刀、新刀、軍刀這一區分，不以「哪個更優秀」而以「是何種設計思想的產物」重新理解的基礎。

對比較研究應抱持何種期待

談及古刀、新刀、軍刀的強度差異時，重要的不是哪個時代更強這種簡單的優劣之分，而是理解為何目的選擇了何種製法。古刀、新刀是為了兼顧實戰與儀禮的通用性而製作，軍刀則是為了應對短期內大量供給這一不同的需求而製作。在不傷及現存刀劍的情況下瞭解強度的手段有限，但非破壞的X線、CT、螢光X線分析及現代刀匠的復原實驗，是正在填補這一空白的領域。在鑑賞刀劍時，若不僅關注姿態與刃文，還思考其是在何種製法思想下鍛造的，便能對同一振刀產生不同的觀感。