火藥的發明與改良

如果說火藥的發明是源於長生不老，你一定會以為是天方夜譚，但事實確實如此。中國古時的那些幻想“得道成仙”的帝王將相們常常令術士煉製“靈丹妙藥”，而這些盡職的化學家在煉丹過程中雖沒有煉成仙丹，卻發明了火藥，而且由於火藥的獨特作用，它很快就聞名於世，成為我國古代科技的四大發明之一，在曆史的發展中占有著重要地位。

中國方士發明火藥

我國古代的冶煉技術相當發達。早在殷商時期，就已經能製造出造型複雜、美觀大方的大型青銅器皿了。春秋中期，我國已經發明了生鐵冶煉技術，到了春秋末年，鐵製的農具和兵器也已得到普遍使用。

在冶煉金屬的過程中，人們不斷總結經驗，逐漸接觸和熟悉了許多礦物的性能，積累了豐富的化學知識。從戰國時代起，就有人把冶金技術運用到煉製藥物方麵，夢想能煉出長生不老之藥來，也有人想從礦物中煉出金銀來。那種煉製所謂長生不老藥的煉丹術在古代被稱為“方術”，從事煉丹的煉丹家則被稱為“方士”，後來被稱為“道士”或“丹家”。

雖然這些煉丹家始終未能煉出長生不老之藥來，但是在一次次冶煉中，他們不斷積累經驗，掌握了不少化學知識。這些煉丹家對我國古代化學的發展，起了不少作用。用現代人的眼光來看，或許把他們稱為古代的化學家更為合適。在這些方士中，較為突出的有李少君、魏伯陽、劉安、葛洪等。正是這些煉丹家的工作，才發現了火藥。

現在我們知道，製造火藥的主要原料為木炭、硫磺和硝石。

硫磺在我國古代也被稱作石流黃、留黃、流黃等。我們的祖先在公元前後，就已在湖南的郴縣發現了大量的硫磺礦。此後在我國北方、南方也多次發現大型硫磺礦。我國古籍中最早提到“流黃”的是《淮南子》一書（公元前１５０年前後）。說明在當時古人對硫磺已有認識。西漢末年問世的我國第一本藥物典籍《神農本草經》上，把石流黃歸入“中品藥”的第三種，可見當時硫磺已被廣泛用於入藥。

硝石是黑色火藥裏的氧化劑。它的化學成分是硝酸鉀，受熱能產生氧氣，有很強的助燃作用。火藥爆炸力的大小主要根據含硝量的多少來決定。最遲在公元前後，我們的祖先就已發現了硝，並能掌握利用它。古代人民在實踐中慢慢發現硝石有消除積熱和瘀血等醫療作用，便將它入藥。《神農本草經》把硝石列入“上品藥”的第六種。古代的煉丹家十分熟悉硝石的性能，常把硝石作為主要的氧化劑和溶劑。公元５００年左右的煉丹家陶弘景就指出硝石有“強燒之，紫青煙起”的現象。

唐朝初年，著名的藥物學家孫思邈也煉過丹藥。在他所寫的《丹經》一書中，有一種“伏硫磺法”，記載著類似火藥的方子。

由於這種伏硫磺法經常在製作過程中發生燃燒，燒傷煉丹者的手臉，甚至燒掉煉丹房，因此古人明白了硫磺、硝石和木炭的混合物極易猛烈起火，甚至發生爆炸，製作時必須十分當心。

經過一次次的爆炸起火，煉丹家們從最初的恐懼中逐漸認識到，硫磺、硝石和木炭，如按一定比例配製，可製成會爆炸的“火藥”。

火藥發明的具體年代已無從查考，但根據資料可以推斷，火藥發明的時間應在唐代以前。由於這種火藥的顏色是黑色的，所以叫作“黑火藥”。

火藥的早期運用

火藥雖是由煉丹家發明，但煉丹家的本意是為了製作藥物，他們並不希望它有強大的爆炸力和破壞力。可是當火藥的配方一旦為軍事家們所知曉，情況就完全不同了。他們明白，用火藥製成的武器，一定具有強大的殺傷力。於是軍事家們不斷探索研製，強化它的毒性、燃燒力和爆炸力。火藥發明後，引起了武器製造的重大改革，逐漸由冷兵器時代進人了火器時代。

唐朝末年，火藥已開始用於軍事目的，配製也更趨科學化。用硝石（硝酸鉀）７５％、硫磺１５％、炭粉１０％就可製成威力強大的火藥。宋朝有個叫路振的人，他所著的《九國誌》一書中有這樣一段記載：唐哀帝時（公元９０４～９０６年），鄭璠攻打豫章（現在的江西南昌），他命令兵士“發機飛火”，燒了龍沙門。據解釋，飛火是火炮一類的東西，是用火藥製造的燃燒性武器。可見，當時火藥已開始用於戰爭。

到了北宋，火藥生產規模進一步擴大。北宋初年開封設有“廣備攻城作”（兵工廠），其中有專門生產火藥的車間（火藥窯子作）。它以火藥為原料生產作戰用的“煙球”、蒺藜火球和火炮等。火藥配料除硝石、硫磺、炭粉外，還有油蠟、瀝清、幹漆、鬆香、黃丹、鉛粉等。到了宋朝，人們發明了更多種類的火藥武器，從最初的燃燒型火藥武器逐漸過渡到威力更大的爆炸型火藥武器。

１１３２年，南宋的軍事家陳規為了防禦金兵的侵擾，又發明了一種管狀的射擊性武器——火槍。這種火槍是用長竹竿做的，竹管裏麵裝滿火藥。打仗時由兩個人抬著，點著了火發射出去。火槍的發明，可以說是火器史上的又一個新起點。

火藥除了用於戰爭外，還可用於生活、生產。據《武林舊事》、《夢粱錄》、《事林廣記》等書記載，在南宋、元朝時人們已經用火藥製造焰火，以燃放焰火的形式來歡慶節日。火藥性能和作用也逐漸被人們所掌握，古代人民利用它來開山、破土、采礦、築路等，使其在生產勞動與和平建設中發揮威力。

早在唐代，我國與阿拉伯、印度、波斯等國通過海上的貿易，往來就十分頻繁。就在這時，硝隨同醫藥和煉丹術，由我國傳出。但那時人們僅知道用硝來煉金、治病和做玻璃。公元１２６０年，元世祖的軍隊在與敘利亞一戰中被擊潰，阿拉伯人繳獲了包括火箭、毒火罐、火炮、震天雷在內的火藥武器，從而掌握了火藥的製造和使用。他們把火藥稱之為“中國雪”，用火藥推動的弩箭也被稱作“中國箭”。

西歐直到文藝複興後，英國人才從阿拉伯人那裏得到了火藥的配方，比我國要落後數百年之久。但重要的是火藥主要是通過戰爭西傳的，因此歐洲人把火藥主要用於軍事目的。

相傳，在歐洲第一個成功地製造出具有爆破力火藥的是著名學者羅傑爾·培根，也有的說是晚於培根１００年的德國人貝魯特爾德·施韋策。不過有人對培根的全部著作作了查對後，發現隻有一處提到了用火藥：“我們以小孩玩具為例吧。世界上有許多地方製造像拇指大的一種東西；東西雖小，但由於其中有一種屬於鹽類的叫做‘硝’的東西，因此能夠爆炸。當硝爆炸時，這個用羊皮紙製的小東西發出可怕的聲音，比疾雷還響；所閃的光比隨雷而來的閃電還強。”至於魯特爾德·施韋策，有人認為他是傳說中的貝魯特爾德·尼克爾·穴即黑人貝魯特爾德·雪，也有人認為他與培根同是方濟各會派修士，但他的存在與否，是很令人懷疑的。盡管如此，火藥的使用與改良仍在歐洲得到了很大的發展。

真正使火藥的威力得到爆發的是在１９世紀。１８１４年，人們發明了雷管。它能在火藥起爆的一瞬間，產生高溫的火焰和硝酸銀，使得以前所使用的點火器和打火石以及含有硝石的導火繩、緩慢傳導火焰的石灰，都成為不必要的裝備。１８４６年意大利化學家索布雷羅發現硝化甘油，但是該物質對震動很敏感，危險性大，不宜生產。１８６７年，諾貝爾把硝化甘油與木漿、硝酸鈉等混合，首次製成烈性炸藥，使用安全而威力不減。１８７５年諾貝爾把棉花浸透硝酸及硫酸，製成硝化棉，再混合硝化甘油，成為膠質炸藥，堅韌防水，可塑性高，特別適合放入礦場爆炸孔內進行爆破。

１８８４年，法國化學家維埃利製成最早的無煙發射劑，把爆發速度減慢。他把硝化棉浸於乙醚和酒精裏成為膠質，再壓成片狀切條幹燥使之硬化，這樣，炸藥便隻能由外至內燃燒。

火藥雖然為中國人所發明，但是最終在西方獲得了進一步的發展，同時又推動了西方文明的進步。

影響

火藥的發明是我國人民對世界科學所做的巨大貢獻之一，為人類的文明史寫下了不朽的篇章。１２世紀時，火藥還未傳入歐洲，士兵們隻得像堂·吉訶德那樣，騎在馬上用盾牌、長矛、刀劍進行衝殺。人民根本無法用這些原始的武器，衝開貴族領主們所盤踞的堅固城堡。火器的改進使戰術進入了技術階段。個人的英勇敵不過機械的技術，誰能使用比較優越的兵器，誰就是可怕的敵人。誠如西方軍事學家富勒所說：火藥的使用，使所有的人變得一樣高，戰爭平等化了。火藥、火器傳到歐洲，不僅對作戰方法本身，而且對資產階級戰勝封建貴族起了一定作用。恩格斯曾這樣評價過：“火藥和火器的采用決不是一種暴力行為，而是一種工業的，也就是經濟的進步。”

技術的發展也有助於歐洲對外擴張。由於火藥傳入歐洲，促進了歐洲軍事技術的進步。德國人發明了一種鑄炮技術，一種較小的銅炮開始裝備在船舷上，新火炮能發射重達５０－６０磅的鐵丸，因而能擊毀３００碼射程內的船體。海戰為之而變，由占領敵船的肉搏戰變成了舷炮齊射的炮戰。對軍艦也重新予以設計，很快每艘軍艦平均能架置４０門炮。正是這些技術上的優勢使歐洲人海上探險大獲成功。