中國古代四大發明之一 ---- 黑火藥

黑火藥是我國古代的四大發明之一，距今已有1000多年的歷史，黑火藥主要成分是硝酸鉀（KNO3）、硫磺（S）和木炭（C）等的混合物。

黑火藥是一種早期的炸藥。在軍事上主要用作槍彈、炮彈的發射藥和火箭的推進劑及其他驅動裝置的能源，是彈藥的重要組成部分。現在雖然已經被無煙火藥及三硝基甲苯等炸藥取代，但是還有生產以作為煙火、鞭炮、模型火箭以及仿古的前鏜上彈槍支的發射藥使用。

一、黑火藥的發明歷程

中國是最早發明火藥的國家，黑火藥的發明與中國古代煉丹家發明的，它是古代煉丹士在煉丹過程中無意中配制出來的。

火藥的發明人不詳，據史料記載，火藥的發明是人們長期煉丹、制藥實踐的結果。從戰國至漢初，帝王貴族們沉醉于神仙長生不老的幻想，驅使一些方士道士煉“仙丹”，在煉制過程中逐漸發明了火藥的配方。

我國古代的煉丹家在煉丹實踐中，經常使用硫黃、硝石和含碳的皂角、馬兜鈴等煉制丹藥，丹房失火的事故時有發生。煉丹家在長期的煉制丹藥過程中發現，將硫磺、硝石和木炭混合在一起時，能夠產生劇烈的燃燒和爆炸現象。由此誕生了中國古代四大發明之一的火藥。

黑色火藥在晚唐（9世紀末）時候正式出現。公元808年，唐朝煉丹家清虛子撰寫了《太上圣祖金丹秘訣》，其中的“伏火礬法”是世界上關于火藥的最早文字記載，中國學術界由此認為火藥的發明不遲于宋朝。

唐代的煉丹家已從中認識到，硫黃、硝石、碳混合在一起，遇火后會引起燃燒或爆炸。這三種藥物的混合物就是初始的黑火藥。大約在晚唐時，軍事家從煉丹家手中得到了配制火藥的方法，并在軍事上加以應用。

宋元時期在火藥武器方面的一個突出成就，是管形火器的問世和發展。管形火器的出現是兵器史上的劃時代成就，后世的槍炮正是在這基礎上發展起來的。

二、黑火藥爆炸的化學反應原理

黑火藥爆炸的化學反應式為：2KNO3＋S＋3C＝K2S＋N2↑＋3CO2↑。這個化學反應式表明，在點燃的條件下，硝酸鉀（KNO3）、硫磺（S）和木炭（C）這些成分會發生劇烈的化學反應生成硫化鉀（K2S）、氮氣（N2）和二氧化碳（CO2）。反應過程中，硝酸鉀的硝酸根離子（NO3-）被還原為氮氣（N2），同時釋放出氧氣（O2），木炭被氧化為二氧化碳（CO2），硫磺則轉化為硫化鉀（K2S）。這個反應是一個氧化還原反應，其中木炭作為還原劑，硝酸鉀和硫磺作為氧化劑。特點是反應迅速、放熱，并產生大量氣體。反應過程中會釋放出大量的熱和氣體，從而產生爆炸效應。

硝酸鉀分解放出的氧氣，使木炭和硫磺劇烈燃燒，瞬間產生大量的熱和氮氣、二氧化碳等氣體。由于體積急劇膨脹，壓力猛烈增大，于是發生了爆炸。據測，大約每4克黑火藥著火燃燒時，可以產生280升氣體，體積可膨脹近萬倍。在有限的空間里，氣體受熱迅速膨脹引起爆炸。

黑火藥的燃燒的產物大部分是二氧化碳和水，還有氮氧化物，少量CO、K2CO3、K2SO4和K2S等，生成物中有許多固體物質殘渣。在爆炸時，固體生成物的微粒分散在氣體里，所以產生大量的濃煙，因此得名黑火藥。

黑火藥屬民用爆炸物品，爆燃瞬間溫度可達1000C以上，破壞力極強。黑火藥敏感性強，易燃燒，火星即可點燃。

三、黑火藥的使用

在經過一段探索后，火藥開始被實際應用。火藥最初主要用于醫藥而并非在軍事上，這從其命名的“藥”字即可見一斑。

早在八、九世紀時，和醫藥、煉丹術的知識一起，硝由中國傳到阿拉伯。當時的阿拉伯人稱它為“中國雪”，而波斯人稱它為“中國鹽”。他們僅知道用硝來治病、冶金和做玻璃。

三國時有個聰明的技師馬鈞，用紙包火藥的方法做出了娛樂用的“爆仗”，開創了火藥應用的先河。

宋代諸軍馬戲的雜技演出，以及木偶戲中的煙火雜技——“藥發傀儡”，宋代演出“抱鑼”、“硬鬼”、“啞藝劇”等雜技節目，都運用剛剛興起的火藥制品“爆仗”和“吐火”等，以制造神秘氣氛。宋人同時也以火藥表演幻術，如噴出煙火云霧以遁人、變物等，以收神奇迷離之效！火藥被引入醫學，成為藥物，用于治療瘡癬，以及殺蟲、辟濕氣瘟疫。

大約在10世紀初的唐代末年，火藥開始在戰爭中使用。火藥被引入軍事，成為具有具大威力的新型武器，并引起了戰略、戰術、軍事科技的重大變革。初期的火藥武器，爆炸性能不佳，主要是用來縱火。人們利用拋射石頭的拋石機，把火藥包點著以后，拋射出去，燒傷敵人，這是最原始的火炮。后來人們將球狀火藥包扎在箭桿頭附近，點著引線以以后，用弓箭將火藥射出去燒傷敵人。還有把火藥、毒藥，再加上一些瀝清、桐油等，搗在一起做成毒球，點著以后，用弓箭射出，殺傷敵人是后來的“萬人敵”。以后又發明了火槍和槍，這些都是用竹管制成的原始管形火器，是近代代槍炮的老祖宗。隨著工藝的改進，火藥的爆炸性能加強，新型的火器亦不斷出現。

宋時，火藥在軍事上更得到了廣泛使用，北宋為了抵抗遼西夏和金的野蠻進攻，很重視火藥和火藥武器的試驗和生產，1000年（宋真宗咸平三年）和1002年（咸平五年），神衛水軍隊長唐福和冀州團練使石普，曾先后分別在皇宮里作了火箭，火球等新式火藥武器，受到真宗的嘉獎。從此，火藥成為宋軍必備裝備，后來北宋政府在首都汴梁建立了火藥作坊，是專門制造火藥和火器的官營手工業作坊（也就是“廣備攻城作”），其“日出弩火藥箭七千支，弓火藥箭一萬支，蒺藜炮（內裝有帶刺鐵片的火藥包）三千支皮火炮二萬支”。

1044年，曾公亮著有《武經總要》，里面記錄了三種火藥配方及多種火藥武器并配有插圖，這是世上最早的熱兵器制作工藝流程記載。

至南宋時，火藥武器技術愈發先進，陳規守德安（湖北安陸）曾經使用火槍沖鋒。至南宋中晚期又出現了突火技術，又向前進一步發明了有深遠影響的管形火器，將竹筒改為鐵管或銅管，子窠用鐵塊等物質制成（類似子彈），然后火藥利用爆破的張力把推子窠出去，這是后來步槍和子彈的雛形。當然有槍必然有炮，爆破原理是一樣的，宋滅南唐，奪金陵時就使用了火炮，也使中國象棋中有了炮這一棋子，這使得宋成為史上最早使用“熱兵器”的國家。

很不幸的是在與宋的作戰過程中，金人和蒙古人也相繼學會了火器的使用和制作，這對蒙古鐵騎幾乎打下整個歐亞版有著巨大貢獻。

如今黑火藥早已淘汰，但仍然在民用方面用于制造節日用的焰火和爆竹，還用于采石、伐木和礦山的爆破。

四、黑火藥的傳播和作用

13世紀火藥是由商人經印度傳入阿拉伯國家的。希臘人通過翻譯阿拉伯人的書籍才知道火藥。火藥武器在中國宋朝發明。戰爭中傳到了邊緣區的金、遼、夏以及蒙古。蒙古人在漫長的西征路上，通過擴張傳到了伊斯蘭教國家，最后落到西歐。從此火藥以其轟轟烈烈的面目，演示了一幅幅光與熱交織的文明變遷圖。

火藥武器通過戰爭傳到阿拉伯國家，成吉思汗西征，蒙古軍隊使用了火藥兵器。公元1260年元世祖的軍隊在與敘利亞作戰中被擊潰，阿拉伯人繳獲了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火藥武器，從而掌握火藥武器的制造和使用。

火藥和火藥武器傳入歐洲，“不僅對作戰方法本身，而且對統治和奴役的政治關系起了變革的作用”。“以前一直攻不破的貴族城堡的石墻，抵不住市民的大炮，市民的子彈射穿了騎士的盔甲，貴族的統治跟身穿鎧甲的貴族騎兵同歸于盡了。

阿拉伯人與歐洲的一些國家進行了長期的戰爭，戰爭中阿拉伯人使用了火藥兵器，例如阿拉伯人進攻西班牙的八沙城時就使用過火藥兵器。在與阿拉伯國家的戰爭中，歐洲人逐步掌握了制造火藥和火藥兵器的技術。

隨著資本主義的發展，新的精銳的火炮在歐洲的工廠中制造出來，裝備著威力強大的艦隊，揚帆出航，去征服新的殖民地……。”

中世紀的瓦解和新世紀的誕生，都伴隨著火藥的爆炸聲。開始時歐洲人雖然陸陸續續開設了火藥廠，但真正讓他們認識到火藥的厲害，并致力于火器的研究則是在15世紀中葉以后，奧斯曼土耳其用火炮摧毀了拜占庭帝國的城墻也摧毀了對歐洲人來說是阻擋來自亞洲的強大攻勢的屏障。半世紀后，奧斯曼帝國就推進到了歐洲中部的維也納，與統治西南歐的伊斯蘭教遙相呼應，使歐洲感到了處于異族戰略包圍中的生存威脅。那種中世紀貴族、騎士的悠閑很快被海盜式的粗豪、血腥所替代。他們開始感到沒有統一的失落，內部的斗爭更加激烈了。

科學技術的發明向來先在軍事領域開始。因為任何王朝關心軍事力量的增長，超過了其他領域，許多技工、發明家都將精力轉向這方面。歐洲人在學習了中國人傳來的大炮后，也開始鑄槍造炮。當時步兵使用的武器是火藥槍和滑鏜槍，十六世紀發明了輪槍機和燧發槍。由于歐洲人的革新，大大提高了大炮的火力和機動性。

火器技術的發展也有助于歐洲對外擴張。船體設計、指南針等的應用使遠洋航海成為可能。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。

由于戰爭的性質變化了，火器使中世紀的生活方式改變了。鑄造槍炮需要更多的生鐵、銅和鋼，反過來刺激了冶金和鑄造技術的進步。這樣一來，工業、手工業的專業化分工大為加強，并相應刺激了這些領域的生產。

火器的改進使戰術進入了它的技術階段。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說的：火藥的使用，使所有的人變得一樣高，戰爭平等化了。因為戰爭工具的改進，使得戰爭規模擴大了，確切來說，需要更大、更完善的經濟體系支持。

制度的變革，首先在財政制度上發生。城堡、盔甲及騎士一道讓位于火炮、戰艦和火槍手。同時，市場經濟的出現使得各部門、各地區渴望出現一個統一國家，以減少關稅和貿易壁壘。就這樣，從中國傳來的火器導致軍事方面的革命，爾后引發相應的政治以及經濟組織的變革，成為后來歐洲社會革命的先聲。

這一切發生在中世紀結束之后，但仍帶有中世紀的某些特征。一直處于政治多元狀態的歐洲，地緣政治的壓力和沖動迫使它們改進武器裝備，這一點頗似火器發明的初期，宋、金、元，由于戰爭的需要有過相當大的改進。

一次大戰飛機的出現、二次大戰核武器的出現，則是另外兩次軍事革命。但它們的影響都無法與火藥武器的推廣相比。

中國的火藥推進了世界歷史的進程。恩格斯曾高度評價了中國在火藥發明中的首創作用：“現在已經毫無疑義地證實了，火藥是從中國經過印度傳給阿拉伯人，又由阿拉伯人和火藥武器一道經過西班牙傳入歐洲。”火藥的發明大大推進了歷史發展的進程，是歐洲文藝復興的重要支柱之一。火藥和火藥武器的廣泛使用是世界兵器史上的一個劃時代的進步使整個作戰方法發生了翻天覆地的變革！中國的火藥推進了世界歷史的進程。