煙花散去了，你知道背后的基本科學原理嗎？

正月十五花燈節(jié)，絢麗的煙花在夜空綻放。在我很小的時候，我是把正月十五當成過年的，那時候煙花爆竹帶來的無盡歡樂比年三十的年夜飯要強太多。

提到煙花，就不得不提火藥。火藥讓一些中國人為之自豪，也讓一些中國人為之心痛。為之自豪是因為火藥被譽為中國的四大發(fā)明之一；為之心痛是因為火藥在中國被制作成煙花爆竹之類的玩物，而列強拿到火藥后卻在軍事上加以利用轟開中國的大門。

很多人知道煙花爆竹在制造、存放、燃放過程中有危險性，因此被嚴格管控。其實一些人不知道的是，煙花目前在軍事上也有廣泛的應用。多方面因素綜合在一起，使得煙花的制造不僅被嚴格管控，就連煙花在細微之處的工作原理也很少對外普及。

中國古代發(fā)明了黑火藥，將硫磺、硝酸鉀、碳按一定比例混合在一起，點燃后迅速生成的氣體是原火藥體積的上千倍。現(xiàn)代火藥的成分多少會有變化，但膨脹原理是一樣的。如果將火藥局限在一個狹小區(qū)域點燃，就可以依靠氣體的膨脹產生巨大的推力。基礎的煙花就是將火藥放在一個比較厚的紙筒中，紙筒的底部用粘土封住，點燃火藥后火焰從紙筒中噴出，煙花的形象由此而生。炸彈的爆炸以及火箭騰空的原理和煙花燃放的原理其實是一樣的，難怪有網友將試射導彈形容為放了一顆大煙花。

目前市場占比最大的煙花在結構上比基礎版的煙花多了一個層次，先點燃底部的火藥，燃燒生成的氣體推動著球狀或圓柱狀的禮花彈在紙筒中加速，在禮花彈到達高空后，禮花彈內的火藥開始燃燒使禮花彈爆炸，將禮花彈內的一個個星體推向空間不同方向。不同方向的星體同時燃燒，借助不同元素的焰色反應產生絢麗的色彩。星體還可以在空中排出圓形、心形等不同圖案，甚至是立體的造型，使得煙花更具觀賞性。

煙花的燃燒不僅具有一定危險性，同時還會對環(huán)境造成一定的污染。為此，低硫煙花甚至無硫煙花有了更大的發(fā)展空間。另外，還有一些煙花采用壓縮空氣推動特殊紙片噴到空中，并結合LED反射光的技術同樣呈現(xiàn)出煙花效果，這就是電子煙花。

另外，在大型煙花表演中，還需要借助數(shù)字建模精準控制煙花的擺放位置及燃放時間。甚至還要精確計算管徑及管長，以便在特定時間產生高低強弱的聲音效果。這樣煙花的燃放不僅具有強烈的觀賞性，還有音樂的效果。當人工智能崛起后，AI在煙花的設計制造及燃放中必將發(fā)揮重要作用。

簡單地說了這點，可能就有不少人想到了，煙花的基本原理和火箭的基本原理是一樣的，精準控制煙花的造型所涉及的原理和控制火箭精準擊中目標的原理應有相同之處。沒錯，絢麗的焰火非常美麗，其背后的科學規(guī)律更美麗。焰火變得越來越美麗離不開技術的推陳出新，依據(jù)簡單的科學規(guī)律不僅能夠設計制造出絢麗多彩的煙花，也能設計制造其他設備以充實人類的燦爛文明文化。火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，不能將火藥從煙花爆竹中拓展延伸出來在其他方面加以利用，終究還是落后。焰火散去了，積極探索不能散去。