火药
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火藥一词在中文语境中主要有两层含义:狭义上指黑火药,而广义上则指所有可以用作发射药的可燃性粉末。
学术界一般认为火药发明于7世纪的中国,为当时中国术士炼制长生不老药时意外得到的副产品。[1]火药配方的书面记载可早至唐代的《太上圣祖金丹秘诀》。[2][3]火药的发明同时也促生了烟花和原始火器在中国的出现,其后火器也相继在阿拉伯、欧洲和印度等地出现,而一般认为欧洲的火药技术得自阿拉伯人的技术传播。[4]西方最早有关火药的书面记录可见于英国哲学家罗吉尔·培根于13世纪的记录。[5]
歷史
[编辑]炼丹家的原始火药
[编辑]唐
[编辑]唐初医学家孙思邈(581—682)在《丹经内伏硫磺法》中记载硝石、硫磺和炭化皂角子混合后用火点燃后能猛烈燃烧。
8世纪时中国炼丹家发明以硝石硫黄木炭为主要原料的“伏火硫黄法”:硫黄硝石各二两,研末,放在沙罐中,再将沙罐放在地坑中,四面填土,与地平,将三个皂角子,燃烧存性,用钳子逐个放入沙罐中,等到火灭之后,在罐口加木炭三斤,煅烧,到炭消三分之一,去余火,冷收之。用伏火法煅烧出来的物质,虽然还不是火药,但已经开始将硝石,硫黄,和木炭一同煅烧了[6]。
唐元和三年(808年)炼丹家清虚撰的《太上圣祖金丹秘诀》记载了“伏火矾法”:以硫黄二两硝石二两,马兜铃三两半,研末,拌匀,入罐,放入地坑中与地平,将弹子大小的烧红的木炭,放入罐内,烟起,用湿纸四五重覆盖,再用两块砖压上,用土掩埋”。伏火矾法比伏火硫黄法前进了一大步,伏火硫黄法的硝石硫黄混合物,因没有碳素,燃烧过程容易被融化的硫黄中断,为了补救,放入皂角子,使燃烧继续进行。伏火矾法则将硝石,硫黄,含碳的马兜铃一同混合,成为原始火药[7]。
成书于9世纪中叶至五代的《真元妙道要略》(一说郑思远所著)记载:“有以硫磺、雄黄合硝石并蜜烧之,焰起,烧手面及烬屋舍者。”[8][9]
炼丹家对硝石硫黄化学性质的研究
[编辑]魏晋南北朝《三十六水法》记载32个包含硝石的丹方。魏伯陽的《周易参同契》记载硫黄和水银的化合实验。陶弘景《本草经集注》首创用火焰的颜色辨别硝石的方法:“强烧之,紫青烟起,云是真消石也”[6]。
火药的发明
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/86/FireLanceAndGrenade10thCenturyDunhuang.jpg/220px-FireLanceAndGrenade10thCenturyDunhuang.jpg)
火藥是中國古代四大發明之一。英国傳教士麦都思指出:“中国人的发明天才,很早就表现在多方面。中国人的四大發明(造紙術、指南針、火藥、印刷術),对欧洲文明的发展,提供异乎寻常的推动力”。[13]恩格斯在1857年发表的《炮兵》中写道:“在中国,还在很早的时期就用硝石和其他引火剂混合制成了烟火药,并把它使用在军事上和盛大典礼中”。[14]
硝石是火药的关键构成之一,火药配方最早在公元9世纪晚唐时期的炼丹书籍中就有记载。[2] [15][16][7]
公元904年,楊行密軍圍攻豫章(今江西南昌),部將鄭璠命所部“發機飛火,燒龍沙門,率壯士突火先登入城,焦灼被體”,这是火药最早使用于军事记载,最早的火药武器则出现在五代时期的敦煌壁画。[17]
影响
[编辑]北宋《太平玉览》引《范子叶然》的记载,春秋时代有一位范子然说“硝石出陇道”[18]。南朝梁陶弘景《名医别录》记载“扑硝生益州,……色青白者佳”,“硝石生益州及武都,陇西,西羗”,“硝石,味辛,大寒无毒,主治十二经中百二十疾。天地至神之物”。唐苏敬等编《新修本草》记载“朴硝今出益州北部汶山郡,生山崖上,色青白,亦杂黑斑”。东汉《神农本草经》记载“消石,味苦寒,主五脏积热,胃涨闭,涤去蓄结饮食,推陈致新,除邪气”[19]。 北宋《武经总要》的三种火药方含硝量50%、48.5%、38.5%,均低于基本的黑火药含硝量(75%)。[20][21]此外,在金人统治下的西安附近曾出土了火药石,据研究含硝量为60%,比北宋《武经总要》要高。[22]
- 北宋
- 《武经总要》火药方之一
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1044年《武经总要》中作者曾公亮、丁度和楊惟德已经记载三种複雜的火药配方,和利用火药制造霹雳火球、鐵嘴火鷂等炸弹。
“蒺藜火球……火藥法:用硫黃一斤四兩,焰硝二斤半,粗炭末五兩,瀝青二兩半,乾漆二兩半,搗為末;竹茹一兩一分,麻茹一兩一分,剪碎,用桐油、小油各二兩半,蠟二兩半,熔汁和之。外傅用紙十二兩半,麻一十兩,黃丹一兩一分,炭末半斤,以瀝青二兩半,黃蠟二兩半,熔汁和合,周塗之……”。
此火药方含硝石,硫黄,含碳物的比例为50%:25%:25%”[23]。
- 《武经总要》火药方之二
“火球……火藥法:晉州硫黃十四兩,窩黃七兩,焰硝二斤半,麻茹一兩,乾漆一兩,砒黃一兩,定粉一兩,竹茹一兩,黃丹一兩,黃蠟半兩,清油一分,桐油半兩,松脂一十四兩,濃油一分……”。
其中硝石,硫黄,含碳物的比例为50.6%:26.6%:22.8%”[23]。
- 《武经总要》火药方之三
毒烟球“火药法”:“球重五斤。用硫磺十五兩、焰硝一斤十四两、草乌头五两、芭豆五两、狼毒五两、桐油二两半、小油二两半、木炭末五两、沥青二两半、砒霜二两、黄蜡一两、竹茹一两一分、麻茹一两二分,捣合为球,贯之以麻绳一条长一丈二尺,重半斤为弦子。更以故纸一十二两半,麻皮十,沥青二两半,黄蜡二两半,黄丹一两一分,炭末半斤,捣合涂傅于外。若其气熏人,则口鼻血出。"
其中硝石,硫黄,含碳物的比例为49.06%:24.8%:26.6%”[23]。
武经总要中还记述,使用火药為兵器,以火箭和投石機搭載的炸彈形式出現。
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霹雳火球制法
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霹雳火球图
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武经总要竹火鷂鐵嘴火鷂
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武经总要火球图
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火龙经霹雳炮
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火龙经水雷
1232年,南宋寿春县有人发明竹筒火枪,被使用來發射瓦土彈頭。南宋陈规著《守城录》已记载有铜铁制成的火炮。
現時找到最古早的金屬製大炮約製作於1323年。但是元朝(1279年~1368年)之前的蒙古人有使用大炮來對抗當時的俄羅斯人,當時歐洲的罗吉尔·培根於1248年就有記載於其著作中。
1240年前后,阿拉伯人从中国获得到火药的知识,称来自东方的硝石为“中国雪”,他们还知道烟花爆竹,称之为“中国花”,又称火箭为“中國箭”[24]。
在1304年阿拉伯人亦將黑火藥應用在軍事上,放在竹或鐵製的管內,以射擊箭枝。
一直到19世紀為止,黑火藥都是唯一知道存在的推進燃料以及炸藥。
歐洲方面,最早有大炮的紀錄則為1313年於比利時根特市出口的大炮。而於14世紀中期,不論是中國還是歐洲的文獻也有非常多的大炮使用紀錄。其實火藥中只有三種成分是有用的,亦是最先明白主要有效成分為硝酸鉀。
無論是歐洲還是中國,製作火藥兵器的最大問題,還是難以生產能夠承受火藥爆炸力的炮管/槍管。所以歐洲亦有傳說中國只使用火藥來作煙火和炮仗。事實是13、14世紀以後,中國還是有大量使用大炮和火箭。例如北京的矮厚城牆,作用就是用來防禦炮擊的。而明朝(公元1368~1644年)的首都亦在1421年由南京移往北京,相傳就是因為南京附近的山脈都是極佳的侵入者對南京炮擊地點。值得注意的是當時的明朝軍隊已經會步、炮(槍)、騎配合,並在一些戰爭中使用過三線戰法。
根據日本的紀錄表示,在葡萄牙人在1543年於種子島登陸(或應說是撞船意外)前,日本並沒有(或已失傳)手持的火藥兵器。而元朝大量使用火藥似乎就是使火藥兵器興起的原因,不過之間仍偶有使用舊式攻城器械如投石機。
而在歐洲,15~17世紀則是火藥兵器獲得大量發展的時代。因為冶金術的進步,使得手持火藥兵器逐漸改良。而火炮的技術亦漸漸超越由中國傳入的技術。這些火炮技術則在後來由耶穌會的傳教士傳回至中國,而這些傳教士亦被當時(明末清初)的皇帝任命為製作大炮的負責人。例如,清朝初年三藩之亂時,康熙皇帝便命令當時任時於欽天監的耶穌會教士南懷仁,製造大量新式火砲,以對付自雲南起亂的吳三桂,其中最為有名的火砲稱作「武成永固大將軍砲」,這是一種銅砲,重3公噸、砲長310公分、口徑12.5公分、用藥5斤、生鐵砲子10斤。
17世紀後期,歐洲的黑火藥亦用在非軍事用途上,例如採礦,築路等。
於19世紀中後期,因為發明了無煙火藥、硝酸甘油以及硝化纤维(硝酸綿)等炸藥和發射藥,而使得黑火藥被這些炸藥所取代。黑火藥被用作和平用途,例如煙火、鞭炮等。
注釋
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參考書目
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- Partington, James Riddick. A History of Greek Fire and Gunpowder. The Johns Hopkins University Press. 1998. ISBN 978-0-8018-5954-0.
研究書目
[编辑]- Joseph Needham(李約瑟)著,劉曉燕等譯:《中國科學技術史》,第5卷第7分冊,「軍事技術:火藥的史詩」(上海:上海古籍出版社,2006)。
- 潘吉星:《中國古代四大發明——源流、外傳及世界影響》(合肥:中國科學技術大學出版社,2002)。
- 馮家昇:《火葯的發明和西傳》(上海:上海人民出版社,1962)。
- 劉旭:《中國古代火藥火器史》(河南:大象出版社,2004)
內部連結
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