火药的传奇与变迁（上）
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火药作为中国四大发明质疑被大家所熟知

这种由硝酸氨硫磺和木炭组成的混合物因成黑褐色而被称为黑火药或者褐色火药这种火药中的混合粉末看似简单但是却剧烈燃烧爆炸出超乎人类想象的化学能

其产生的威力与杀伤力远超依托于生物能、自然能和机械能的刀剑枪矛和强弓硬弩从而终结了冷兵器时代将人类的历史推进到热兵器时代更决定和改变了上一个千年的人类军事体系、战争模式甚至政治走向、国际格局和经济发展

而这一切都是从中国古代炼丹师们的一些意外和深入研究中开始的炼丹师们究竟是怎样意外发明火药的为什么最早的火器都叫球在宋金战争中火药的发展是怎样取得了巨大进步管状火器是怎样诞生的到了明代永乐枪阵是怎样使中国火药达到了高峰

而后来欧洲人又为什么在火药和火器技术上后来居上呢我是石宁海本期档案揭秘为您讲述火药的传奇与变迁上中国古人最早发明了火药这是毋庸置疑的也是得到国外学术界所承认的中国最早鉴于文字记载并有确切年代的火药配方出自太上圣祖金丹秘诀

这本书由炼丹方氏清虚子在唐献宗元和三年所著这个配方后来被选入养生类中医文献《千拱甲庚至宝集成》卷二中的《伏火返法》其中著名刘二两、萧二两、马兜陵三两半马兜陵就是含碳物中国最早记载火药武器是在宋真宗景德元年成书的《虎前经》

书里说非火者为火炮火箭之类中国最早的军用火药配方出自成书于宋仁宗清历四年的《五经总要》为火球火药方、吉里火球火药方、毒药烟球火药方

而之所以火药能在中国被发明是因为中国多有天然消食矿藏比如云南、贵州、四川、陕西、甘肃、青海、山西、河南、河北、内蒙古都有分布火药的成分里消食也就是硝酸钾这种氧化剂在点火燃烧以后依靠自身释放的大量氧气完成燃烧过程的自供氧燃烧体系所以可以在密闭的容器中燃烧

而硫和碳得到消失提供的大量氧气而助燃起着还原剂的作用在密闭容器的燃烧过程中氧化和还原反应在瞬间剧烈进行并产生大量高温高压气体其体积急剧地膨胀可以将容器胀破产生爆炸或推动其他物体高速飞出

也就是说消食提供了内燃烧体系使得黑火药拥有之前所有军用燃烧物都不具有的在密闭容器里快速燃烧的能力这是黑火药能成为爆炸物装药和枪炮发射药的最关键因素中华先民由于生产力的发达中医学和炼丹术的需求很早就发现了消食的特性

比如汉代典籍《三十六水法》与《马王堆汉墓》中出土的医书中都有消食特性和使用方法的记载南北朝医学家和炼丹家陶鸿景则在《本草经集注》中记载了用燃烧来识别真假消食的办法加之硫磺也是中医学与炼丹术经常用到的物质

这两样东西配合燃烧这个要素再加上木炭这种随处可见的助燃剂黑火药的雏形就出现了也就只是差医学家或者炼丹家的脑洞大开再加上意外事故以及意外事故幸存者的经验总结而火药在中国之所以冠以药名也是因为其出自医学家和炼丹家之手当然真正意义上火药的诞生远没有那么简单

虽然仅靠消失和硫磺就能成为自供氧燃烧体系也就是点火以后能迅速燃烧但是硫的熔点很低所以只有消失和硫磺的话燃烧反应很快会被熔中硫所阻燃而中断这时就需要含碳物料的加入才能成为完整的自供氧燃烧体系

在点火以后无需借助空气中的氧气而能进行迅速燃烧放出大量的热量和气体乃至发生爆炸对于火药的发明不利的是这种情况正是炼丹家要避免的毕竟火焰四起烧几手面以及房屋不可谓不触目惊心

所以火药的诞生还需要无数勇于尝试不惧烈火的炼丹家们不断地去尝试才能形成一定的社会共同认识从而让习武之人注意到销、硫、碳混合以后的特性再服以逆向思维让火药真正的诞生由于中国传统知识分子对于发明的不重视导致了史料对于早期火药记载的疏漏

根据《1004 年成书》的虎前经和《1044 年成书》的五经总要已经记载的较为成熟的火药武器和火药配方早期火药的成品与火器很可能早在公元九世纪到公元十世纪就已经诞生了

鉴于当时武人们显然从火药最直观的特性上考虑其军事用途所以中国早期火器都是利用火药燃烧和爆炸性能的纵火类和爆炸类火器纵火类火器最早的记载鉴于北宋之初比如宋史《器甲之志》记载先平三年八月神卫水军队长唐福进献其所研制的火药剑、火球、火吉狸并得到朝廷赏赐

而《武经》总要详细记载了北宋火药类武器共记载火球类火器六种为烟球、毒药烟球、火球、烟火球、吉利火球、霹雳火球

其中火球 引火球 吉利火球中的球字是毛发的毛字加上一个须球的球字 同皮球的球本意是以毛填充的皮球 也就是中国古代蹙居运动中所踢的那个球而蹙居和后来衍生的打球都是重要的军队体育运动

宋代的记载中,簇鞠打球社往往和民间军事组织踏弩射弓社并列当武人们想发明一种武器时必然习惯从身边寻觅设计灵感由此也就不难理解为什么球会成为中国人发明的第一种火器了这六种火球类火器基本都是只可球形

在使用时先用火锥烙热可燃,然后用投石机抛射出去,可以野战也可以守城。但会有一些细节和功能上的不同,比如烟球会涂上厚厚的一层易燃油料。在战时先用火锥将烟球表面的易燃油料烙透,使其发热可燃,接着用投石机投射到敌方位置,可起到遮蔽敌人视线的效果。

而毒药烟球和霹雳火球则燃烧以后便散布出浓烈毒烟使敌人口鼻出血而丧失战斗力还有一款爆炸火器吉里火球将三枚有六个尖刺的铁吉里用火药裹住包成球状球体在燃烧过程中爆裂使铁吉里四散飞落这些武器在后来的宋金战争中都发挥了重要作用

然而从具体配方来看北宋的这三种火药还很初级并且还有其他大量杂质除去制毒物等其他的药料火球火药方中消食、硫磺和碳的配比为 48.66%、17.03%和 17.03%吉里火球火药方的配比为 50.19%、25.09%和 6.27%

毒烟火球火药方配比是 38.61% 19.31% 6.44%这其中消失的比例明显偏低较低的消失比例就导致送出火药有两个弱点其一用明火很难点燃要用烧红的铁锥不断提供热量才能够点燃

第二不能完全实现自供氧燃烧还要在有空气的情况下才能够充分燃烧在密闭的容器里燃烧缓慢且不能充分燃烧这说明送出火药只是一种非常优秀的纵火火药还不是合格的爆炸药和发射药也并不具备出现爆炸类火器和深管火器的技术条件

但送出火药中销石硫磺和碳的配比经过人们长期的实践摸索已经基本统一也有了书面规定这在火药史上是很大的发展和进步接下来只要继续进行研究发展出爆炸药和发射药那就只是时间问题了

当然 历史并没有把这个机会给予实行以文育武政策的北宋统治者和轻视军事技术的中国传统知识分子们北宋靖康二年 在靖康之耻的血雨腥风中北宋灭亡了而金人作为灭宋战争的胜利者虽然一贯被视为野蛮人却对火药和火药武器这种新兴的军事技术表现出了浓厚的兴趣更展现了极高的军事效率

在早期灭宋战争中体会过宋军火药武器的威力后金军很快就通过缴获以及从被俘宋军和工匠那里学到了火药配方、火器的制造与使用方法并大量仿制宋军火器用于作战比如《续资治通鉴长巅十补》记载靖康元年润十一月金军东西陆军会合再次合围开封

在攻城时金军在城外建造比城墙还要高的望台并居高临下用投石机投掷火球烧毁开封城楼墙路又如《三朝北蒙会编》记载金军在攻击开封的过程中大量使用火器火炮如雨,箭油不可忌,其功甚厉

可以说在灭亡北宋的过程中金人高度重视火器大量使用火器并以此与宋军对攻使其对火器制造与使用积累了大量经验而热衷于兵事的金人自然也对火药和火器的研发充满了浓厚兴趣最终在金国统治者手下化时代的一种新兴火器诞生了那就是爆炸类火器——铁火炮

宋太祖赵匡胤的第十代孙南宋人赵禹荣在《新四弃齐录》中记载了嘉定十四年金军进攻齐州之战金军围城了 25 天并用投石机发射铁火炮攻城对宋军造成了很大杀伤赵禹荣记载在 3 月 11 日金军以 13 座投石机攻打齐州西北楼

十一日 番賊攻擊西北樓 橫流炮時有三座每一炮即一鐵火炮 其聲大如霹靂

13 日金军继续猛攻西北楼并用投射机投射铁火炮轰击城门这次赵宇荣可能得到了未爆炸的铁火炮其形如袍状而口小用生铁铸成厚有二寸震动城壁其日对炮兵士沾尽被炮打死

可见这是一种铁壳炸弹虽然其装填的火药成分没能留存下来但其能在密封的容器内燃烧爆炸突破生铁铸造的外壳将宋军士兵的头炸碎一半并炸伤周围六七人可见其威力当时已经相当的可观了这种新式火器自然对宋军形成了明显压制

赵宇荣当时是齐州司理参军兼齐州通判,相当于城中官员的二把手他对此记载道,罪是蜀字楼下与西南渔楼,铁火炮相继集,伤人最多在金军铁火炮的轰鸣声中,齐州城最终陷落赵宇荣全家 15 人死难,他重伤不死,从尸体堆里侥幸逃生

在金人的军事压力下南宋人也开始努力地发展军备并很快掌握了爆炸型火药的配方和拥有了大量的新式爆炸火器比如保佑五年南宋大臣李曾博报告晋江存有铁火炮十余万江陵府每月可制造铁火炮一千到两千个正是在宋金双方激烈的军备竞赛下中国的火药和火器技术得到快速发展

比如金军在后来的金蒙战争中使用了铁火炮的升级改良版本威力更加巨大的震天雷少定四年蒙军攻占合中府今天的山西永济县金朝败将率领三千名残军夺船从水路逃跑金军数里外有蒙古战船阻挡金军战船便用投石机连发震天雷并以此突围

在一年后的少定五年,蒙军围攻开封,金军竭力抵抗在此攻围战中,震天雷的出现次数逐渐增多为了抵抗蒙军绝城,金军用铁绳悬挂震天雷顺着城墙滑到蒙军牛皮洞子下这是一种为了接近城门的器具火发炮起,人与牛皮皆碎崩无际

今史记载 铁罐成药 以火点之炮起火发 齐声如雷闻百里外 所为半亩之上火点灼甲铁接透可见震天雷威力极大因此 蒙军经过 16 天的强攻依然无法攻破开封不得已在 4 月退兵

虽然历史上没有留下金代火药成分的记载,但是元代火药却多有出土。比如 1974 年,西安曾出土了元代火药。根据分析,该成分已经少有其他杂质,基本为销石、硫磺、木炭构成。其配比中销石的成分也大为提高,为 60 比 20 比 20。另外这些出土的火药还有颗粒化的成长。

1980 年甘肃五威随元代铜火炮出土的火药也分为粉末和颗粒两种 2000 年春天内蒙古乌合浩特市西南托克托县出土了 20 余枚元末明初时候的中空球形铁壳地雷在地雷内发现了残留的颗粒状黑火药其形状为均匀的米粒状大小颗粒

经过研究 其天然粘结的可能性不大应该是在制造过程中进行了造粒工序而且经过对残留火药检测此黑火药中硫磺含量大约占 20%实现造粒相对容易在激烈的宋金 金蒙 宋蒙战争中中国人已经发现提高消失的比例能提高火药的威力

除消石、硫磺、木炭之外的其他杂质则将降低火药的威力而且更关键的是当时的中国人已经逐渐知道颗粒化火药的威力要超过粉末化火药这可是一个重大发明因为黑火药经过颗粒化以后和粉末状黑火药相比流动性更好装填更容易同时还具有适当和确定的装填密度

这样既不会因为压装过时产生平行层燃烧造成喷发又不会因装填过松而产生威力小或者亚的颗粒化黑火药被引爆时火焰会从火药颗粒间的空隙穿过将全部火药同时点燃爆炸威力因此增大可以说颗粒化是火药发展史上具有里程碑意义的进步使得其成为更为合格的爆炸药和发射药

当然 颗粒化是黑火药实战性的必要条件而不是充分条件没有颗粒化 爆炸物和枪炮仍然会出现只是杀伤效率会降低后来对黑火药的改进也都是在这个基础上着重于原料制造技术三者比例和颗粒化工艺等细节方面

作为枪炮发射药的黑火药一直被使用到了 19 世纪末和 20 世纪初才被无烟火药所取代连大名鼎鼎的德国毛色步枪它的早期型号的发射药使用的也是黑火药伴随着两宋时代激烈的战争中国人在探索足够合格的黑火药成分比例和认识到颗粒化重要性的同时也出现了探索管状火器的先行者

那么管状火器究竟是怎样诞生的到了明代永乐枪阵是怎样使中国火药达到高峰后来欧洲人又为什么在火药和火器技术上后来居上呢欢迎大家明天继续收听火药的传奇与变迁下以上就是今天的全部内容我是石宁海

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