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火药的起源和发展史,你知道吗?

01

火药通常指“黑色火药”,是我国古人在一千多年前意外制造出来的世界上第一种燃爆物。它的主要成分是硝石、硫磺和木炭(硝75%、硫10%、炭15%),触火即燃是它的主要特征,而且燃烧猛烈,故古人冠之以“火”。

在我国首部药典《神农本草经》中,硝石(上品第六位)和硫磺(中品第三位)都被列为重要的药材,至明代医学家李时珍所著的《本草纲目》中,火药也有治疮癣、杀虫、避温气和瘟疫的功效。

因此,火药最初确实是被古人列入了药类。

火药的诞生颇具戏剧性,它源于我国古人炼丹的意外产物,而炼丹作为古代方士的一种修炼之法和制药方式,通常带有一些神秘和高雅的色彩。如炼丹之所应选择在人迹罕至、有“灵气”的名山胜地,否则:

“邪气得进,药不成也”。

这些精通药理的炼丹家们在“灵山宝地”采集配药,并通过烧制调和,竟然在无意中促发了世界上最初的化学实验,英国李约瑟博士在《中国科学技术史》中写道:

“中国炼丹家乃世界整个化学最重要的根源之一”。

实际上,在长期的生产实践中,我国古人对火药的主要成份炭、硫、硝的性质已经有了一定程度的认知。

早在新石器时代,古人便认识到木炭是比木柴更好的燃料,因而到了商周时期,人们在冶金中已经广泛使用木炭;

在对硫磺的的接触中,古人也早已认识到,硫磺除了对某些皮肤病有特殊的疗效外,还可以与铜、铁、水银等金属化合。

硫磺的这些特性,成为方士眼中的“首选之物”,因而他们在水银炼制的所谓“金液”和“还丹”之中,硫磺是必不可缺的一味药物。

可是硫磺却“春火容易飞升”。

也就是说,硫磺性质十分活跃,硫磺粉尘在空气中非常容易发生燃烧,炼丹家们针对硫磺这种极难操控的特性,发明了一种“伏火法”:

简单来说,就是把硫磺和其它物质混合加热或发生某种程度的燃烧,以降低原来易燃的特性。

孙思邈

隋末唐初时被称为“药王”的医药家孙思邈在他所著的《诸家神品丹法》和《孙真人丹经》中,便记载了多种“伏火”之法,其中就有“伏火”硫磺法。

至唐代元和年间,炼丹家柴炫圻(清虚子)所著的《太上圣祖金丹秘诀》中,更为详尽地描述了控制硫磺的“伏火法”。

硫磺伏火法的出现,是火药问世的重要前提,而制取火药的关键则是“硝石”的引入。

硝石

硝的化学性质更为活泼,它属于强氧化剂,把硝撒在烧红的炭上,顷刻间就会产生焰火,而且硝也能和许多物质发生反应作用。

更为神奇的是,把硝石溶于水时,还可使水降温至结冰,因此古人在盛夏时常用硝石来制冰。

由于硝石(硝酸钾)的颜色和其他一些盐类(如朴硝——硫酸钾)差别不大,很容易搞错,古人还掌握了认识硝石的方法。南北朝时期的医药家陶弘景就指出:

“此火烧之,紫青烟起,云是硝石也”,这类似于近代用焰色反应来鉴别硝酸钾。它为后来大量开采硝石提供了技术储备。

自然界中的硝石往往是由土壤中含氮有机物质在细菌作用下分解、氧化成硝酸后与土壤中的钾素化合而成。

所以每当秋高气爽的季节,硝石通常呈皮壳状或盐花状析出来,覆盖在地面和墙脚上,也就是通常所谓的“地霜”。

古人扫取这种含硝的土块,置于桶内,加水浸泡。经过滤后,将滤液熬煮或晒干,就会得到硝石结晶。

至公元960年左右,在唐末宋初成书的《真元妙道要略》中,便十分明确地写道:

“炼丹家将硫磺与雄黄,硝石及蜜放在一起加热,其混合物发生爆炸,烈焰腾起,烧伤炼丹家的手和面部,甚至将房屋烧成灰烬”。

可是,火药的起源还可以追溯到公元300年左右,在医药学家葛洪所写的《抱朴子内篇·仙药》中有以硝石等三物炼雄黄的记载,即“饵雄黄方”,这个配方便有类似“火药”燃爆的性质。

由此我们大致可以推断出,最晚在公元300年左右,我国古人便已制造出了含硫、硝、炭三种主要成分的火药,只不过还没有达到“黑火药”的最佳配比。

02

火药问世后,很快便应用于民间的烟花爆竹方面,成为我国古人喜迎新春和重大节日的一项祝贺兼观赏活动。

有文字记载的烟花最早出自公元前100多年,西汉皇族淮南王刘安所著的《淮南子》中:

“含雷吐火之术,出于万毕之家”,这便是烟花发展的雏形。

而宋人高承在《事物纪原》中则认为:“火药杂戏,始于隋炀帝”,隋朝时烟火的制作方法已经变得颇为复杂,成为官宦富贵之家的专有娱乐。

到了唐代,京都长安的元宵节烟火已是十分壮观,当时的烟火表演已经形成一定的规模。不过由于烟花制作工艺相对繁杂,并没有在民间普及,而物美价廉的“爆竹”却得到了的发展。

唐代的李畋就是制作硝磺爆竹的第一人,民间称他为花炮始祖。在唐代的《异闻录》中对李畋其人有这样的记载:

“李畋居中,邻人仲叟家为山魈所崇,畋命旦夕于庭中用竹著火中,鬼乃惊循,至晓,寂然安贴。”

李畋驱走怪兽的方法,并不是简单地“用真竹火烧响之”

而是将硝磺等物塞进竹子中,点火后引爆,这便是“爆竹”一词最初的来历。

至北宋时期,烟花文化初具规模,已经出现了烟花专业作坊和烟花技师,烟花制造技艺日臻成熟。

到了一年一度的元宵之夜,满城的烟花灯彩竟然能让古代的汴京(开封)成为了一座不夜之城:

“华灯宝炬,月色花光,霏雾融融,动烛远近……火树银花台,星桥铁锁开”,真是一派繁华绚彩、富丽堂皇的景象,不得不令人浮想联翩。

赵孟頫

而描写烟花最有名的诗文,当数元代书画家赵孟頫的《赠放烟火者》:

人间巧艺夺天工,炼药燃灯清昼同;

柳絮飞残铺地白,桃花落尽满阶红;

纷纷灿烂如星陨,耀耀喧豗似火攻;

后夜再翻花上锦,不愁零落向东风。

明《宪宗行乐图》,皇宫里的元宵节

明代烟花文化堪称是最为丰富的,虽然当时的烟花还是以单个施放的居多,但烟花名目繁多,且多以花卉命名,让人如见其形,浮想联翩,颇富诗情画意。

明代长篇小说《金瓶梅词话》中所描绘的烟花文化着实令人大开眼界:

“彩莲舫,赛月明,一个赶一个,犹如金灯冲散碧天星;紫葡萄,万架千株,好似骊珠倒挂水晶帘箔。霸五鞭,到处响亮;地老鼠,串绕人衣。琼盏玉台,端的旋转得好看;银蛾金弹,施逞巧妙难移。八仙捧寿,名显中通;七圣降妖,通身是火。黄烟儿,绿烟儿,氤氲笼罩万堆霞;紧吐莲,慢吐莲,灿烂争开十段锦;一丈菊与烟兰相对,火梨花共落地桃争春。”

从《金瓶梅词话》洋洋洒洒的烟花文化中,足以证实明代烟花技艺已非常繁复和精湛。

明人沈榜还曾详尽披露烟花的制作方法:

用生铁粉杂硝、磺灰等为玩具,其名不一,有声者为响炮,高起者为起火,起火中带炮连声者为三级浪,不响不起旋绕地上者为地老鼠。

到了清代,烟花制造技艺演变得更为精妙,几乎达到了炉火纯青的境界。

清代文学家毛奇龄在《毛西河诗话》中,对康熙二十四年元宵节,北京南海子放烟花的景象作了生动描述:

“火发于筒,以五为耦,耦具五花,抡升递进。乃举巨炮三,火线层层,由上而下。其四箱套数,若珠帘焰塔,葡萄蜂蝶,雷电车鞭,川奔轴裂,不一而足。又既,则九石之灯,中藏小灯万,一声迸散,万灯齐明,流苏葩瑵,纷纶四重。”

从描述中,我们可以看出清代的烟花技艺竟然精湛至如此,着实令人惊叹,让人折服……烟花制造技术传承和发展到今天,我国已是世界上最大的烟花制造国和出口国。

就连美国的媒体都对我国的烟花技术发出感慨:先进得不像是人类发明的!

烟花的化学原理,其实和爆竹大同小异,其中都包含黑火药和药引。然而制作烟花的过程中则会加入一些发光剂,能够使烟花放出五彩缤纷的颜色来。发光剂是金属镁或金属铝的粉末。点燃烟花后,火药在爆炸过程中所释放出来的能量,绝大部分转化成光能呈现在我们眼中。

03

火药的另一大应用便是在战争之中。通常来说,火的燃烧实质上是一种氧化反应,而火药的“燃烧”则属于无氧燃烧,即自燃,其中,硝起着催化剂作用。火药之所以具有极大的杀伤力,就在于它“燃烧”(人眨眼时间的十万分之一)瞬间所释放的巨大能量。

因此,火药在古代军事战争中亦曾大显身手,从有明确记载开始,把火药应用于战争在我国已有上千年的历史。

据北宋史学家路振《九国志》中记载:唐哀帝时,即公元904年,郑璠率军攻打豫章(今江西南昌)时,曾使用“发机飞火”(火药和投石机的结合),烧毁了该城的龙沙门。这是我国史书记载的最早使用火器的一场战争。

把火药运用到武器上,是我国古人的智慧结晶,也是世界武器史上的一大进步。

火药武器赋予了古人前所未有的“杀戮”本领,这使它很快引起重视,因此多种多样的火药武器如雨后春笋般涌现出来。尤其是唐、五代十国和宋元时期,由于战争接连不断,火药质量和火药武器得到迅速的发展。

在火药发明之前,古代战争常采用火攻战术来克敌制胜。其中就有一种叫火箭的武器。箭头上附着油脂、松香、硫磺之类易燃物质,点燃后射出去,以烧毁敌方的军械、粮草和营房。但是,这种火箭的燃烧速度较慢,火力小,很容易被扑灭。

至唐末宋初,人们便利用火药的特性代替一般燃烧物,发明出了火药箭。当时的名字为“飞火”,就是在箭杆上绑上一个火药包,点燃引线后,用弓发射出去。

而自身具有推进和发射功能的火药箭的出现,是火药武器的一大突出成就。据《宋史·兵记》记载:公元970年,宋代已发明出了一种利用火药喷射所产生的反作用力,把箭射向敌方的“喷射火药箭”。

这堪称是现代火箭的鼻祖,其原理与现代火箭的发射相一致。之后不但有多火药筒并联——“神火飞鸦”的创新;

火龙出水

还出现了多极火箭“火龙出水”;

假想图

还有翼火箭“飞空击贼震天雷炮”的问世;

以及齐射火箭“一窝蜂”等。

抛石机

这是火药应用在弓箭方面的改进。随后有人又在石炮的基础上,创造出了“火药炮”,就是把火药包装成圆球形,点燃引线后,由原来抛射石头的抛石机射出。

除了火药箭、火药炮外,还有火球、火蒺藜等冠以火药名称并直接应用于实战的武器相继出现。

最初的管形火器是用竹筒制成,内装火药和“子窠”(火药弹)。

到了宋元时期,管形火器的问世则是在世界火药武器方面的另一个突出成就,是兵器史上的划时代创新。后世的枪炮正是在这个基础上发展起来的。

至北宋末年,爆炸威力比较大的霹雳炮和震天雷出现,这类火器主要用于攻坚或守城。

公元1126年,时任兵部侍郎的李纲防守汴京(开封)时,就是用霹雳炮击退了金兵的围攻。

不过,金灭了北宋之后,也学会了宋的火器技术,他们还推陈出新,研制出了更具杀伤力的火器。比如“震天雷”,这是一种铁制外壳,内装火药的炮弹,用抛石机发射。

《金史》曾对震天雷有过这样的描述:

“火药发作,声如雷震,热力达半亩之上,人与牛皮皆碎并无迹,甲铁皆透。”

曾公亮

实际上,早在公元1044年,北宋文学家曾公亮和丁度写有集古代热兵器之大成的百科全书《武经总要》,其中明确记载了火球、引火球、蒺藜火球、霹雳火球、烟球、毒药烟球、铁嘴火鹞等火药武器。专门发射燃烧性火器的“炮”也有14种之多,它们是“旋风炮”、“虎蹲炮”、“拄腹炮”、“卧车炮”、“车行炮”、“旋风五炮”、“合炮”等。

这些火器的使用,是中国古代火药技术进步的表现,诸如南宋的突火枪、元朝的铜火炮等,都是对之前技术的改进和升级。详尽记载火器技术的《武经总要》为我国古代热兵器发展作出了不可磨灭的贡献。

不过令人意外的是,拥有诸多火器的南宋和金国居然都被一个人口不超过100万,只是一个游牧民族的蒙古所征服。

究其根源,在这场当时世界上军事最发达的蒙古帝国与经济文化最发达的宋帝国之间的对决中,如果没有来自被俘的宋朝和金国的火器技师的帮忙,蒙古人是永远也不可能征服宋的。

因此,真正将世界带入火器时代的,就是这个刚刚走出草原的蒙古民族。

蒙古人的成功之处在于,他们将蒙古骑兵的凶猛与速度,和宋朝的先进火器制造技术融为一体,用快速的骑兵迂回包抄战术来消灭地面敌人,用火器大炮的爆炸威力摧毁堡垒城墙。这种超越时代的战术使得蒙古人攻无不克,战无不胜,势不可挡。

在蒙古人的三次西征中,他们携带大量火器,打败了包括花刺子模、钦察、罗斯等40多个国家,几乎征服了整个欧亚大陆。

公元1241年,蒙古大军在东欧华尔斯塔德平原上击败波兰和日耳曼联军,3万联军中竟有2.5万人阵亡。

波兰历史学家记载了蒙古人使用了可怕的火器:

“他们从一种木筒中成束地发射火箭”,由于木筒上绘有龙头,因此波兰人称之“中国喷火龙”。

公元1258年,蒙古人使用金人的“震天雷”一举攻下巴格达,阿拉伯人还给这种威力惊人的炸弹起了个“铁瓶”的名字。

假想图

到了蒙元时期,爆炸火器也有显著发展,特别是出现了可以单兵携带发射的铁火炮,这是爆炸火器发展的重要环节,既提高了单兵战斗力,也影响了战术的变革和军队编制的改变。

日本史籍对元军两次东征日本时(1274年和1281年)使用火器的情况都有详细记载,在日本古代文学典籍《太平记》中便有:

“击鼓之后,兵刃相接,抛射出球形铁炮,沿山坡而下,形如车轮,声震如霹雳,光闪似雷电”的生动描述。

元至顺三年,公元1332年制造的铜火炮

现在保存在历史博物馆的火炮“铜将军”是元末(公元1332年)制造的,是世界上现存的最早的火炮。

这类火炮的弹丸只能装在炮口的碗型结构上,使用抛射的方式,将弹丸发射出去,类似现代的迫击炮模式。

进入明代之后,随着科技和手工业的进步,火器的技术水平也大为提高。主要表现在两个时期:

第一个时期是明初的洪武、永乐年间,传统火器在频繁的国内战争中迅猛发展;

明火器专家赵士桢在《武备志》中有介绍:“鸟铳,唯鲁密铳最远最毒”。

第二个时期是嘉靖以后,外族的入侵提供了军事技术交流的机会,中、西方火器技术得到交流和融合,并在战争实践中淘汰旧的传统火器,发展出一批中西结合的新式火器。

明朝的火器制造也达到一个前所未有的高度,比如火药研制和生产的进步,出现了发射、爆炸、发烟、制毒、纵火等不同类型火药,用以配合各类火器。同时,还出现了一批关于火器理论与技术的著作,如王尊德的《大铳事宜》、孙元化的《西法神机》、焦勖的《火攻挈要》、赵士桢的《神器谱》、《防虏车铳议》等。

至明朝后期,还出现了车、步、炮、骑的组合部队,尤其是车营,这是古代战车与火炮结合的新型编制。战斗队形从大规模密集方阵向小单元疏散阵型发展;战斗方式也不再是纯粹短兵相接的肉搏,而是先火器杀伤再冲锋肉搏,出现了一排装铳、一排送铳、一排放铳的三排轮射法。城池攻防战则出现了先用火炮摧毁工事的战法。

但是,随着明朝中后期封建制度的腐朽,明军的作战水平与火器质量每况愈下,无法发挥应有的威力。

清朝对火器的重视,源于建州女真在与明军交战中吃了很多火器上的亏,特别是宁远之战让女真人迫切感到掌握先进火器技术的必要性。

佟养性

后金天聪五年(公元1631年),明朝降将佟养性组织被俘的汉人军匠仿制红夷大炮,这是女真人第一批自行生产火器。

红夷大炮

在同年的大凌河之战中,女真人首次使用红夷大炮,击破大凌河城。由此奠定了火器在后金军中的重要地位。《清实录》记载:

“至红夷大炮,我国创制后携载攻城自此始……凡遇行军,必携红夷大将军炮。”

天聪七年(公元1633年),明将孔有德、耿仲明的叛降,为后金带来了更为先进的战术:

改变女真人的骑射战法,发展为火器和骑兵突击相结合的战术。此后,战略优势完全倒向了后金,为明朝灭亡清军入关奠定了坚实的基础。

1644年清军入关后,为镇压各地的反清势力、平定三藩之乱、抵抗外国入侵,直至康熙年间,清朝的火器技术仍然发展迅速。

神威将军炮

这一时期火器发展的特点是火炮的“一枝独秀”。特别是康熙年间,为平定吴三桂等三藩叛乱,康熙帝重用西方传教士南怀仁大规模铸造西式火炮,其中著名的有神威将军炮。

武成永固大将军炮

三藩之乱平息后,康熙帝对内平定葛尔丹叛乱、收复台湾,对外收复被沙俄侵占的雅克萨,内外战争频繁,更加刺激了火器的发展,这段时期铸造的火炮有金龙炮、武成永固大将军炮、铁心铜炮等,这类火炮多是南怀仁结合西方火器技术知识在红夷大炮基础上改进而来,特点是炮身长,口径小,以摧毁和杀伤敌目标为主。

连珠铳

同时,清朝的火器技师也在传统火器技术的基础上发展出新式火器,如康熙十五年(1676年),康亲王幕僚戴梓研制出的可发射子母弹的“冲天炮”,而戴梓最出名的就是发明了一种神器——“连珠铳”,其铳脊可储28发弹丸和火药。发射一次后,可用同样方法将下一发弹丸装入枪膛,直至弹丸全部发射完毕为止。

遗憾的是,戴梓并没有将“连珠铳”献给军营,而是“藏器于家”。原因据说是被一个梦给吓怕了:

“梦中人斥责他说,上天有好生之德,你如果将此器献上使其流布人间,你的子孙后代将没有活人了。”

……还能说些什么呢?

康熙二十五年(1686年),南怀仁也铸造出了各型号的冲天炮,冲天炮的特点是炮身短、口径大,主要以曲射摧毁敌工事和杀伤掩蔽物后的敌人。

此外,清朝还研制出了通过改进弗朗机炮而成的子母炮和奇炮,其中奇炮的装弹方式已接近近代后装式火炮。

总的来说,康熙一朝,中国的火器尤其是西式火炮有一定程度的提高;这一时期,还出现了全副武装的火器部队——康熙组建了一个汉军火器营,成为中国古代火器发展史上的最后一个辉煌时刻。

到了雍正年间,全国局势稳定,四海清平,放眼天下已无对手,所以雍正实行了闭关锁国的政策,其间还强调:

“满洲夙重骑射,不可专习鸟枪而废弓矢。”——《清史稿·兵志》

自此以后,我国的火器发展趋于停滞甚至退步,走向衰落。虽然乾隆年间,平定回部大小和卓叛乱等战争,清军也大量使用火枪、火炮等火器,但其时火器技术的衰落已成定局。

至1840年鸦片战争以前,中国火器的制造技术水平已大幅落后西方上百年,这导致在欧美列强入侵后,我国完全处于被动挨打的境地。

结语

烟花爆竹和军用武器,是华夏神州大地上两朵争奇斗艳的火药之花。随着历史脚步的行进,一朵常开不衰,而另一朵由于封建社会的没落和腐朽,却日渐枯萎凋零,为我们留下深深的遗憾……