相信科学，相信常识

断崖

青铜剑2000年不怎么锈，引刀友一片赞叹：古代冶金枝术真先进、不知加了什么能不锈 、古人掌握了什么史前文明、古代的防锈技术没有流传下来、现在都做不到 。。。

这都哪跟哪啊，

首先我们古人的技术成果确实不得了，值得我们自豪
但是青铜剑为啥耐锈，咱从内因外因聊聊
内因：
先看看
初中化学教材的金属活泼顺序表：

K  Ca  Na  Mg  Al  Zn  Fe Sn  Pb （H）  Cu  Hg  Ag  Pt  An
钾 钙 纳  镁    铝  锌  铁 锡   铅 （氢）  铜  汞   银  铂  金

以氢（H）为标准，氢前面的为活泼金属，后面的为不活泼金属
从左到右金属活动性由强减弱

（1）理论上讲，排在氢前的金属才能和酸反应，置换出氢
（2）在常温水溶液中，排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来
（3）排在越后的金属越容易，也越先从它们的化合物中被置换出来。
（4）排在越前的金属越容易，也越先把其他化合物中的金属置换出来。


再看金属腐蚀的原理：

根据腐蚀的作用原理，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀：金属或合金直接与外部介质进行异相化学反应而使表面遭受的腐蚀损坏。.在腐蚀过程中不起电化学作用。

电化学腐蚀：金属与周围介质(主要指电解质溶液)相互作用, 在界面上发生电化学反应而造成的腐蚀。

电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀类型，当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池，相对活泼的金属作为阳极发生氧化反应，被溶解腐蚀，相对不活的金属（或者可导电物质）作为阴极，一般只起传递电子的作用（而被保护），阴极上发生还原反应。
比如钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有碳石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。

这是朴素的自然科学真理，到目前为止属于颠扑不灭的

这两点作为基础，决定了埋于地下2000多年的青铜器被大量较好保存，而哪怕只埋了几百年的铁器大多锈蚀不堪，甚至连渣都不剩。

[ 本帖最后由 断崖 于 2009-4-21 13:56 编辑 ]

断崖

外因：

以“天下第一剑-------越王勾践剑”做例子
引用湖北省博物馆、省考古所研究员后德俊的文章《越王勾践剑不锈之谜》及相关观点：

越王勾践剑的含铜量约为80%-83%、含锡量约为16%-17%，另外还有少量的铅和铁，可能是原料中含的杂质。作为青铜剑的主要成分铜，是一种不活泼的金属，在日常条件下一般不容易发生锈蚀，这是越王勾践剑不锈的原因之一。在古代墓葬中，它发生锈蚀的途径一般说来有这样几条：在潮湿的条件下，有空气或氧气存在时，发生锈蚀，生成铜盐；在潮湿的条件下与贵重金属(如金、银等)接触，产生电化学腐蚀；与硫或含有硫的物质接触，生成铜的硫化物等。

　　再来看看越王勾践剑所处的外部环境：该剑1965年冬出土于湖北江陵望山一号楚墓内棺中，位于墓主人的左侧，出土时插在髹漆的木质剑鞘内。这座墓葬深埋在数米的地下，一椁两棺，层层相套，椁室四周用一种质地细密的白色黏土、考古学界称之为白膏泥的填塞，其下部采用的还是经过人工淘洗过的白膏泥，致密性更好。加上墓坑上部经过夯实的填土等原因，使该墓的墓室几乎成了一个密闭的空间，这么多的密封层基本上隔绝了墓室与外界之间的空气交换。现代科学告诉我们：在完全隔绝氧气的条件下，即使在中性或微酸性的水中，钢铁都不会生锈的。这是越王勾践剑不锈的原因之二。

　　望山一号楚墓处在现代荆州附近的漳河二干渠上，地下水位较高，该墓的墓室曾经长期被地下水浸泡，地下水酸碱性不大，基本上为中性，这从该墓出土的大量精美的漆木器保存情况较好而得到证实。地下水浸泡后，墓室内空气的含量更少。这是越王勾践剑不锈的原因之三。

　　此外，还有三点证据可以证明，越王勾践剑的不锈之谜完全是它所处的环境条件所致。

　　第一，越王勾践剑出土时不是绝对的没有生锈，只是其锈蚀的程度十分轻微，人们难以看出。该剑出土后一直放在囊盒中妥善保管，但是，出土至今还不足40年，该剑的表面已经不如出土时明亮了，说明在目前这样好的保管条件下，锈蚀的进程也是难以绝对阻止的。

　　第二，与越王勾践剑同时出土的还有三件青铜剑，这三件青铜剑都放在该墓棺外的椁室内，相对说来它们所处环境的密封程度不如越王勾践剑，但是它们的锈蚀程度也较轻微，甚至与越王勾践剑完全相同。

　　例如，出土于该墓头箱(考古术语，指墓主人头部所对的椁室)、编号为T109的青铜剑，素面无花纹，出土时“刃薄而锋利，保持着耀目的光泽”(考古发掘报告语)；出土于该墓边箱(考古术语，指墓主人身旁所对的椁室)、编号为B127的青铜剑，形制与越王勾践剑相近，“整个剑身的两侧均满饰黑色的菱形花纹，非常优美。保存也很完好，刃薄而锋利，可与越王勾践剑媲美。”(考古发掘报告语)收藏于湖北省博物馆内、被称为“铜斧之王”的大铜斧，出土于湖北大冶铜绿山古代开采铜矿石的矿井内，表面布满了与刃部垂直的划痕，是一件古代劳动人民实用的采矿工具。由于出土于古代矿井淤泥中，出土时表面仍然泛有青铜的光泽，锈蚀程度也较轻微。

　　第三，与越王勾践剑时代相近、制造工艺也相近的吴王夫差矛，1983年出土于江陵马山楚墓，由于该墓的保存情况不好，棺木等大都已经腐烂，夫差矛出土时不仅矛柄几乎全部腐烂，其青铜表面也都布满了绿色的锈层。后德俊研究员说，他曾亲手保护处理过这件珍贵文物，其锈蚀情况与同时期的其它出土青铜器基本相同。

　　以上所述均已说明，越王勾践剑的不锈之谜完全是它所处的环境条件所致，而不是其它。

　　勾践剑表面上的硫化物，其实是墓室中尸体、丝绸衣物、食物等腐烂后产生的。

　　后德俊研究员说，越王勾践剑出土至今仅做过一次质子X荧光非真空分析，从分析结果可以看出，该剑表面黑色花纹处的含硫量只有0.5%、剑格表面的含硫量比较高，达0.9%-5.9%，在剑身的其它部位都未检测出有硫存在。这就说明该剑锈蚀程度的轻重与硫的存在没有关系。现代科学告诉我们，硫化铜是一种结构并不致密的物质，无法在青铜器的表面形成一层保护膜，现代文物工作者在保护古代青铜器时从来也未采用过硫或硫化物。

　　古代工匠们是否在越王勾践剑的表面采用过硫化处理的工艺呢？答案是否定的。因为硫化铜是一种结构并不致密的物质，在用剑时，人的手指会经常摸到剑格，从而很快就将该处的硫化铜抹去，既如此，还有必要进行硫化处理吗？

　　春秋战国时期统治者们的墓葬中一般都有大量的陪葬品，情况十分复杂。尸体、丝绸衣物、食物等腐烂后都会产生相当多的硫化物，这就是越王勾践剑上硫的来源。

　　越王勾践剑上的花纹是用金属锡制成的，这已为现代科学分析所证实。春秋战国时期，青铜器的表面装饰有多种，采用锡是其中之一，青铜的亮黄色与锡的亮白色相互衬托，耀眼美观。但锡有两点不足，一是硬度低，容易出现划痕，所以只能填在剑身的花纹内；二是在空气中容易被氧化而使光泽暗淡，失去了装饰的意义，所以这种方法并没有被较广泛的使用，考古发掘中出土这类文物比较少的真正原因正在于此。几年前，湖北鄂州市博物馆青铜镜研究所就已经仿制出这种花纹，采用的工艺比较简单，也毫不神秘。


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对于越王勾践剑的纹饰问题可以参考kuntin的帖子，看看比较严谨的学界争论：
http://www.knifriend.com/viewthread.php?tid=125781

[ 本帖最后由 断崖 于 2009-4-20 13:02 编辑 ]

断崖

看看下面这篇荒唐可笑的YY文居然出现在“遵义市2006年初中学业统一考试试卷”
我们的教育啊。。。。。。。实在不知该说啥好

看看红字部分，挑挑毛病：

神秘的越王古剑
    　春秋五霸时期，越王勾践“卧薪尝胆”，一举击败了吴王夫差，演出了历史上春秋争霸的最后一幕。岁月的流逝，使这场惊心动魄的战争静静沉睡在历史的长卷里，忙忙碌碌的后人几乎把它遗忘了。

　　然而，1965年，一支考古队在挖掘春秋古墓时，却意外发现了一把沾满泥土的长剑，剑身上一行古篆———“越王勾践自用剑”跃入人们眼帘。拔剑出鞘，寒光耀目，而且毫无锈蚀，刃薄锋利，20余层纸一划而破。这把剑全长为55．6厘米，其中剑身长45．6厘米，剑宽5厘米。剑身满饰黑色菱形几何暗花纹，剑格正面和反面还分别用蓝色琉璃和绿松石镶嵌成美丽的纹饰，剑柄以丝线缠缚，剑首向外形翻卷作圆箍，内铸有极其精细的11道同心圆圈。这一重大的考古发现立即轰动了全国，但是，更加轰动的消息却来自对古剑的科学研究报告。最先引起研究人员注意的是：这柄古剑在地下埋藏了两千多年为什么没有生锈呢？为什么依然寒光四射、锋利无比呢？

      为解开勾践剑千古之谜，1977年12月，上海复旦大学静电加速器实验室的专家们与中国科学院上海原子核研究所活化分析组及北京钢铁学院《中国冶金史》编写组的学者们一道，采用质子X荧光非真空分析法对越王勾践剑进行了无损科学检测，得出了剑身青铜合金分配比的准确数据表。越王勾践剑的主要成分是铜、锡、以及少量的铝、铁、镍、硫组成的青铜合金。剑身的黑色菱形花纹是经过硫化处理的，剑刃的精磨技艺水平可同现代在精密磨床上生产出的产品相媲美。因剑的各个部位作用不同，因此铜和锡的比例不一。
      剑脊含铜较多，能使剑韧性好，不易折断；而越王勾践剑青铜合金配比刃部含锡高，硬度大，使剑非常锋利；花纹处含硫高，硫化铜可以防止锈蚀，以保持花纹的艳丽。

      通过进一步的研究发现，“越王勾践剑”千年不锈的原因在于剑身上被镀上了一层含铬的金属。大家知道，铬是一种极耐腐蚀的稀有金属，地球岩石中含铬量很低，提取十分不易。再者，铬还是一种耐高温的金属，它的熔点大约在4000℃。
      此外，越王勾践剑出土时紧插于黑漆木制剑鞘内，在剑鞘的保护下，又处于含氧量甚少的中性土层中；并且它所处的环境与外界基本隔绝，这也是它没有生锈的重要原因。
      这把越王剑，无论从它的外形研制，还是质料搭配，都无疑是我国青铜短兵器中罕见的珍品。中华文明中曾有过太多的秘密，现代的科学发明，竟会出现在2400多年以前，在我们禁不住赞叹的同时，也不得不敬佩祖先的智慧。                                               （选自《探索•发现》2006年第5期）


1.关于硫化，前面后先生说的很清楚了
2.更CCAV的是把秦剑检测到铬的事儿直接乾坤大挪移到了勾践剑上
3.“铬是一种极耐腐蚀的稀有金属”，这样的表述会给人以误导


看看稍扩展的金属活泼序：

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
钾 钙 钠 镁 铝 锰 锌 铬 铁 镍 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金
金属铬在酸中一般以表面钝化为其特征。一旦去钝化后，即易溶解于几乎所有的无机酸中，但不溶于硝酸。铬在硫酸中是可溶的，而在硝酸中则不易溶。

铬在金属表面处理中被广泛应用作钝化剂，主要是铬酸盐的钝化作用，不锈钢添加铬是应用其能迅速氧化而在表面上形成富铬氧化膜（钝化膜）而不易腐蚀

[ 本帖最后由 断崖 于 2009-4-20 13:41 编辑 ]

匪兵乙

这个我也觉得没有必要搞得神秘兮兮的，就像什么失传的江湖秘籍。很多古兵器（比如越王勾践剑）保存的好，主要是因为保存的小环境好，跟防锈技术没什么关系。这方面专业的技术分析更可信些。

1922年卡特打开图坦卡蒙墓时，发现一把随葬的铁短剑，剑身像新的一样，没有锈迹。考古报告对此的解释也是保存环境好而已，不足为奇。按说图坦卡蒙的短剑是铁的，比青铜更容易锈蚀，而且图坦卡蒙比越王勾践早了一千年，人家应该有更先进的防锈记述才对，其实什么都没有。

匪兵乙

复旦大学的那次分析我知道，正是那次分析认为越王勾践剑其实并没有什么特殊的防锈技术。

kongon

除了善良的无知者跟着起哄外，更多的是别有用心的炒作。

断崖

再有个大忽悠的某者明“铸剑大师”号称2004年
历时14年“三尺青锋千次实验”“破解五大难点”"破译越王勾践剑千古之谜"

“其三,越王剑上的菱形花纹,是多年以来人们在想方设法攻破的谜,许XX在一次研讨会上得知这门工艺是一种化学反应时,独创出了“硫化工艺”,攻下这一难关;"

幸好”大师“那时候八成不知道钝化工艺在防腐上有多厉害，才独创出了“硫化工艺”

”大师“借奥运东风，08年推出2008把带有编号的“绝版”高仿越王剑
一把就要3万多，卖几把就能全部回本了，剩下全赚

还有“文物泰斗”历史博物馆研究员地摊淘得“第二把越王勾践剑”的事

该“泰斗”曾经给“大师”的高仿越王剑的打分是:90分
。。。。。。。。。。

学小永，无责任引用：
“自打中国人里有没去过赤壁写出赤壁赋和对着一张画YY出《岳阳楼记》的这些个强者之后，我就再也不相信文人了。就算是观公孙大娘舞剑的段子，我也一直认为肯定是丫当时喝多了后来不肯承认。 ”

[ 本帖最后由 断崖 于 2009-4-20 14:18 编辑 ]

断崖

再有秦剑镀铬这一说：

      经中国有色金属研究院、地质科学院利用电子探针分析及激光分析，发现秦俑坑内出土的青铜剑表面有一层致密的铬盐氧化层，厚度10至15微米，此外，北京钢铁学院冶金史编写组用电子探针和X光萤光分析秦俑坑出土的青铜镞，发现其表面也有一层致密的铬盐氧化层，其厚度为10微米。
      铬盐氧化技术是一项先进的科学工艺，世界上镀铬的方法分电子镀铬和化学镀铬两种。电子镀铬是随着现代工业文明而产生的，德国1937年、美国1950年才先后在国际上申请了专利。而化学镀铬技术，却是中国劳动人民在2000多年前创造的，这不能不说是冶金史上的奇迹。


很振奋人心啊。偶也很惊诧，好好自豪啊

可是这是有意为之还是无心插柳，抑或恰好此地地层富含铬盐，在地下阴差阳错就钝化了
偶只弱弱的提一下，咱期待更多的考古学证据
表拿板砖拍偶，偶这小身板可扛不住
偶不是黄谦同学（偶对黄同学的很多观点也相当滴怀疑，甚至以偶贫瘠的知识也可以看出有些可能是胡吣，但提出来大家可以讨论吗，达人们可以教育吗，干吗要拍死呢，这是为什呢）

菩提散人

刀剑需要研磨么？？
不研磨有小缺口怎么办？正常使用后变钝了怎么办？
研磨的话，涂层还在么？

剑脊

提倡思考的精神

断崖

谢版主加精

原帖由 菩提散人 于 2009-4-20 15:20 发表
刀剑需要研磨么？？
不研磨有小缺口怎么办？正常使用后变钝了怎么办？
研磨的话，涂层还在么？

以青铜器的耐蚀性能，在当时有作涂层的必要么

菩提散人

您别问我啊~~~这论点又不是我提出来的~~~我也不知道啊~~~

断崖

原帖由 菩提散人 于 2009-4-20 16:59 发表
您别问我啊~~~这论点又不是我提出来的~~~我也不知道啊~~~

我是接着你的问题多提出一个问题的，没说清
误会误会:):)



关于秦兵器上含铬的问题又来了

翻了一些铬的资料：
1.铬的发现
　铬是1797年法国化学家沃克兰从当时称为红色西伯利亚矿石（红铅矿、铬铅矿）中发现的。从红铅矿和盐酸反应的产物里，提出三氧化铬（铬酐），并用木炭和铬酐共热，得到金属铬粉。
1798年沃克兰给他找到的这种灰色针状金属命名为chrom，来自希腊文chroma（颜色）。由此得到铬的拉丁名称chromium和元素符号Cr。差不多在同一个时期里，克拉普罗特也从铬铅矿中独立发现了铬。

2.含铬矿石
自然界不存在游离状态的铬，目前已发现的含铬矿物约有５０余种，分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。最主要的含铬矿石是铬铁矿。铬铁矿是我国的短缺矿种，储量少，产量低，每年消费量的８０％以上依靠进口。


铬铅矿具有鲜红的颜色，可以被当作颜料使用。铬橙、铬红、铬黄、铬绿都是重要的无机颜料。 红、绿宝石的色彩也来自于铬。
铬橙：铅铬橙或桔铬黄。主要成分是碱式铬酸铅的橙色颜料。
铬黄：溶于酸和碱溶液。


秦兵马俑出土的青铜兵，有没有可能是古人使用的颜料中含有铬酸盐（兵马俑很多是着色的），在地下被浸泡，（与酸或碱反应溶解），然后铬酸盐在兵器表面富集，形成钝化层。。。。。。

此又是一种可能，”专家“们排除过没有
如此急吼吼的得出古人早在2000多年以前就应用了化学镀铬技术，且言之凿凿，恐怕不妥

咱们还是期待更多的考古证据，横向的以及纵向的对比来加以佐证，会更令人信服吧

纯属猜测
或者哪位达人给解解惑

[ 本帖最后由 断崖 于 2009-4-20 18:18 编辑 ]

菩提散人

同时期的铜镜有留存么？有镀层么？

asiarque

哦~ 我所见过的研究资料是这样解析越王剑上黑色菱形的
实际上是和铜镜黑漆古是一回事
是青铜表面鎏锡后，被氧化形成的二氧化锡薄膜 （汉时未增加铜镜光亮度亦有此种方法）

相关的资料在上海博物馆就有展示  有兴趣兄弟们可以去看下~

[ 本帖最后由 asiarque 于 2009-4-21 14:03 编辑 ]

菩提散人

个人浅见：越王剑的花纹是否类似于花纹钢？
不是表面花纹~~而是材料结构花纹

断崖

咱再看看硬度：

不用黄谦同学的文，丫太走极端，咱自己对比：

根据一些对古代青铜兵应用现代技术手段测试的表面金属含量成分的测试结果：其中锡含量大约在20%几

铸造锡青铜，在含锡５％时，布氏硬度ＨＢ５０；１０％时，ＨＢ６０；１５％时，ＨＢ８５；２０％时，ＨＢ１５０；２５％时，大幅上升至ＨＢ２８０；３０％，更是飙升到ＨＢ４３０。（田长浒，四川大学金属材料专家主编的中国铸造技术史（古代卷））

咱看一下硬度的换算关系，就以25%锡含量为例：

**硬度是仪器测量的结果，各种表示方法不存在绝对的对应关系，只能是基与测试结果总结上的近似换算

根据德国标准DIN50150，常用范围的钢材抗拉强度与维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的对照表：

布氏硬度HB280     洛氏硬度HRC29.2


CCAV节目里讲秦剑的硬度HRB 106，（某专家说的，咱姑且相信专家）

看另一个含有洛氏硬度HRB的，钢的硬度的近似换算表：
布氏硬度241  洛氏硬度HRB  100      洛氏硬度HRC 22.8
布氏硬度285  洛氏硬度HRB (106.0)     洛氏硬度HRC 30.9
HRB：是采用100kg载荷和直径1.59mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

**严格意义上洛氏硬度HRB标尺的使用范围是20~100HRB，当硬度值大于100HRB时，
因为钢球压入深度过浅，灵敏度降低，精度下降，此时应改用HRC标尺。
某些换算表里会HRB 101到110也列进去，但都是用括号括起来，标示不精确，数值越大越不精确

青铜剑的硬度也就只有HRC30左右，作为刀友该清楚这个硬度怎么样了吧

只比退火状态的钢高一些，杀人足够用了

[ 本帖最后由 断崖 于 2009-4-21 12:55 编辑 ]

断崖

原帖由 菩提散人 于 2009-4-21 00:08 发表
个人浅见：越王剑的花纹是否类似于花纹钢？
不是表面花纹~~而是材料结构花纹

看看照片，似乎不是
照片地址出自：http://blog.artron.net/indexold.php?3212/viewspace-63518

[ 本帖最后由 断崖 于 2009-4-21 12:14 编辑 ]

断崖

关于出土越王剑和秦剑的锋利：
版本还挺多：
版本1：40年前,湖北江陵。当考古人员打开望山一号楚墓中的一口黑漆木箱时,一把刻有绚丽菱形暗纹和铭文的青铜宝剑赫然眼前。这个发现震惊了在场的所有人，一名工作人员定了定神，试图伸手取出这只青铜剑，谁知他的手刚触到剑身，手指就被割破了，血流不止。

版本2：当时，青铜剑和剑鞘吻合得十分紧密，为了保护这把特殊的青铜剑，便由考古人员国家文物研究所的胡继东将剑和鞘一同从墓中取出，放到了工地附近搭建的文物保护室。“当胡继东将剑拔出后，大家都对毫无锈蚀的剑身感到惊讶。这时，有人不小心碰了一下胡继东，胡继东的手也顺势碰到了剑刃上，马上被剑划开一个3厘米长的口子，这下让大家见识了这把2400多年前这把宝剑的厉害。”

版本3：有人再试其锋芒,稍一用力,便将16层白纸划破。

版本4：20多层的复印纸，剑从中间“唰”一声一划全破。
    当工作人员首度开箱亮出越王勾践剑时，在场记者无不惊叹连连。一把在地下埋藏了2000多年的古剑，居然毫无锈蚀，且依然锋利无比，闪烁着炫目的青光，寒气逼人！20多层的复印纸，剑从中间“唰”一声一划全破。怪不得它是我国收藏的第一号名剑，享有“天下第一剑”的美誉。

版本5:越王勾践剑明日亮相北京仍能吹毛断发
    湖北省博物馆馆长王红星说，这件湖北省博物馆的镇馆之宝到目前为止依然锋利无比，所谓“吹毛断发”对越王勾践剑而言毫不夸张，出土后在实验中，剑刃曾轻易一次性划开了26张白纸。“的确曾有工作人员真的拿自己的一根头发，自然地落到剑刃上，头发立刻断成两截。直到现在，这把剑仍存在出土身世、铸造工艺等很多谜团。”


秦佣出土秦剑：
版本1：  一号坑青铜剑出土之后，考古人员张占民曾作了一个有趣的试验，他先在桌面上放一叠纸，然后轻轻将剑从纸上划过，其结果是一次居然可以划透19张纸。

版本2：輕輕一劃就能割破三十張報紙


咱只能感叹了


刀友筒子削纸剃毛的刀都有吧，划划纸

[ 本帖最后由 断崖 于 2009-4-22 11:19 编辑 ]

菩提散人

正体字的恢复和这些神话是两回事
而文言文的使用又是另外一回事~~~

请不要简单粗暴的对待
这时是中国传统文化断层的几个原因之一

[ 本帖最后由 菩提散人 于 2009-4-21 13:14 编辑 ]