火药的发明
在冷兵器时代,火器的运用无疑是一种革命性的进步。中国人很早就探究火器的应用,最早使用的火器是“火箭”。“火箭”最早出现在三国时代,蜀汉建兴七年(公元229年),诸葛亮率兵攻打陈仓(今陕西宝鸡市东)。魏国守将郝昭指挥士兵用“火箭”向架云梯攻城的蜀军怒射,云梯燃烧,蜀军受挫。不过,郝昭使用的火箭只是在箭杆上绑上易燃引火物,点燃后靠弩弓放射出去的,这还不是我们所说的火箭。我们所说的火箭,是靠自身携带的燃料燃烧产生的气体喷射的反作用力推进的。但是它跟火药的发明密切联系在一起。火药发明后,真正意义上的火器才正式出现。
火药是中国古代炼丹家在炼丹过程中发明的。人类最早使用的火药是黑火药,它是我国劳动人民在一千多年前发明的。它的发明,闻名于世,被称为我国古代科技的四大发明之一,在化学史上占有重要的地位。
炼丹方士的以外发现
炼丹术在中国起源甚早,据史书所载,至少在战国时期,即已有方士炼制不死之药,且自始即受统治阶级的支持与鼓励。因此,历代总有或多或少的所谓方士在进行炼制“长生不老”仙丹的实验,也累积了一些实际的经验与文字记录(如东汉魏伯阳撰的《周易参同契》即为一例)。三国以后,这些方士逐渐托身于应时而兴的道教行列,大批的道士开始学习与尝试炼丹的工作,于是炼丹术与新兴的道教结合了起来。随着道教的在我国日益盛行,炼丹术也随之日渐发达,奠定了我国火药与养生医学发展的基础。
炼丹家始终认为:如果在适当条件配合下,一种物质经过若干程序处理后,若与另一种物质相结合,则可以自动的将其原有的特质转换到另一种物质身上,而凡人也有接受这种变化的可能。因此,他们利用烧炼的方法,企图将一些不易腐坏的物质,特别是如黄金、白银等矿石制造成易于吞食的丹丸,经由人吞食后,将其中“不腐不坏”的特质为人所吸取,以达到长生不死之效。上述理论今日看来显然是无稽之谈,然而自秦汉至隋唐之间的炼丹家却深信不疑,许多企盼长享荣华富贵的帝王贵族们亦颇以为是。在这种背景的推动下,烧炼矿石设法使其体积变小硬度变软,并去除其中原有的毒性,使其成为可吞食的丹丸,遂成为方士炼丹的主要内容。而矿石中的硫黄为炼丹家最常用的药物之一,因硫黄可改变其它矿石的形态外貌。
硝石(其成分为硝酸钾)则为古代制溶解金属溶液的主要原料之一。因此,在利用燃烧方式制造丹丸时,可能由于偶然不慎将硫黄与硝石同时掉到炭火上,引发了产生火焰甚至爆炸声响。炼丹家们从实际的经验或有意的实验中了解到,将适量的硫黄与硝石混合再加上木炭会着火甚至爆炸。晋代著名的道士葛洪在他撰写的《抱朴子·仙药篇》里有用雄黄、硝石、猪大肠油和松脂共炼丹药的记载。雄黄含有大量的硫,硝石是强化剂,猪大肠油和松脂含有炭,硫、硝、炭是火药的基本成份,这实际上已经是一种火药了。
迄今为止,可以考证的最早的火药配方,保存在唐元和三年(公元808年)清虚子撰写的《铅汞甲庚至宝集成》卷二之中,称“伏火矾法”。其内容为:“硫二两,硝二两,马兜铃(草药,烧燋即炭)三钱半。……入药于罐内与地平。将熟火一块、弹子大,下放里面,烟渐起。”中唐时期的《真元妙道要略》一书里记载:“以硫黄、雄黄合硝石并密烧之,焰火烧手面及烬屋舍者”;“硝石……生者不可合三黄(即硫黄、雄黄和雌黄)等烧,立见祸事。”可见当时人们已经知道火药燃烧和爆炸的性能。中国人民至迟在公元9世纪已发明了火药。
火药武器的应用
虽然初唐以后的炼丹家已熟知火药配方,但是由于唐代帝王贵戚对成仙之事十分着迷,他们所支持的炼丹家们其主要的工作仍在烧炼仙丹,对于火药配方的使用大体仍限于改变硫黄与硝石的性质而已。
唐末五代时期天下大乱,兵烽四起,许多原先寄食于豪门贵族家中的方士流离失所,部份乃投身军旅而逐渐将火药配方引用至军事方面,相继出现了一系列火药武器,其中之一是“火箭”。它的构造是在一支普通箭杆上绑住一个火药筒,火药筒后部有根引火绳,火药燃烧产生气体,借助气体后喷的反作用力,箭飞向前方。这跟三国时期的“火箭”以及现代火箭发射的原理是相同的。
《宋史·太祖本纪》记载:“开宝九年(公元976年)八月乙未朔,吴越国王进(呈)射火箭军士。”当时的“火箭”,据《武经总要》一书所载曰:“……又有火箭,施火药于箭首,弓弩通用之具。”另外据记载,早在开宝三年(970),即已有官吏向太祖进献〈火箭法〉。故而可以断定,吴越国王所进呈之射火箭军士,其所射之火箭应已为配有火药的火箭。依此推之(吴越早于北宋五十余年已建国),五代的吴越政权时已将火药用于战事当为可信。公元975年,宋太祖灭南唐,就使用火箭作战。公元1000年,北宋神卫水军队长唐福曾因制造火箭等武器受到朝廷嘉奖。
火药武器的出现,受到军事家们的高度重视,发展很快。宋朝的火箭全是单发的,点燃一根火绳发射一支火箭,叫单发箭。到了明代就出现了多发火箭,点燃一根火绳,可以发射出几支、几十支,甚至上百支火箭。多发火箭种类很多,如五虎出穴箭(5支)、火弩流星箭(10支)、火龙箭(20支)、长蛇破敌箭(30支)、一窝蜂(32支)、群豹横奔箭(40支)、百虎齐奔箭(100支)、神火箭牌(100余支)等等。
16世纪中叶,人们又发明一种新式火箭,名叫“火龙出水”。关于“火龙出水”,在明代后期出版的《武备志》、《火龙经》等兵书中都有记载,并附有图样。
这种新式火箭采取龙的形象,其目的在于壮声势,惊敌人。据《武备志》介绍,它的制造方法:先截取一根五尺长的毛竹,去节,刮薄,作为龙身;再用木头雕成龙头、龙尾,分别安装在龙身前后,这样就成为一条龙。龙腹内装有几支单发式火箭,把它们的引火绳总连在一起,从龙头下面的孔洞中引出来。又在龙身的前、后两部,分别倾斜安装上两支大火药箭,把的引火绳也总连在一起。最后,把龙腹内引出的总引火绳连在前部两个火药筒的底部。这样,一个火龙出水的新式武器就完成了。
火龙出水用于水战,面对敌舰,点燃安装在龙身上的四支火箭,这是第一级火箭,它能推动火龙在水面上飞行二三里远;待第一级火箭燃烧完毕,就自动引燃龙腹内的火箭,这是第二级火箭,这时,从龙口里飞出的火箭射向敌人,焚烧敌舰。
1259年,又有人创制一种兵器“突火枪”,“突火枪”和火枪没有太大的分别,特别的地是它还能射出子弹。突火枪在12~14世纪间被改良以金属为枪身,人们把它称为"火铳",火铳比突火枪的发射力更加强大。后来变为"前膛枪",到了清末西方火器传入中国后,人们才不用它。
影响:改变世界的伟大发明
火药在北宋时期已经广泛应用在军事上,后来火药兵器制造技术后来传入辽国。辽道宗时,已有“日阅火炮”的记载。南宋、金、蒙古三方先后掌握了火药武器制造技术,并大量生产已定型的火器和创制先进的新型火器,尤其是管形火器的出现,在兵器史上具有划时代的意义。
后来,火药先是传播的阿拉伯,又从阿拉伯传到欧洲各国。文艺复兴之后,火药和火器的制造技术在欧洲有了很大发展。在欧洲各国的资产阶级革命时期,火药武器成为新兴资产阶级的重要武器,在反封建主的战争中发挥了巨大作用。马克思认为:“火药把骑士阶层炸得粉碎”,充分肯定了火药武器在反封建战争中的巨大作用。
随着科技的发展,瑞典化学家诺贝尔对火药进行了改良,把黑火药改进为黄色炸药。从此,火药不仅应用于战争中,也应用于采矿、开凿隧道等民用设施建设,对人类的发展起到了巨大的推动作用。在这中间,中国人的首创之功是不可埋没的。