火药的发明时间,至今已不可考。据《范子叶然》的记载,春秋时代中国就已经用于民间民生应用,范子计然说“硝石出陇道”。我国现在看到的第一部记载火药配方的书,约成书于八九世纪。书中说“以硫磺、雄黄合硝石,并蜜烧之”,会发生“焰起,烧手面及火尽屋舍”的现象。这里的“密”应该是蜂蜜的“蜜”。蜜加热能变成炭。硫磺、硝石与炭混合,这就是火药的配方。
火药的发明是人们长期炼丹,制药实践的结果,至今已有一千多年的历史了。
中国古代火药的应用
不过,中国人将火药应用于战争的时间是非常明确的。根据宋《九国志》的记载,唐哀帝在位期间,郑王在讨伐豫章时应用了火药。
只不过,当时郑王的军队对火药的使用方式相当原始,仅为“发机飞火”,以此来达到烧毁木质城门的战略目标。由此可见,这一时期的火药虽用于攻城,但却不具备人员杀伤的能力,仅用于破坏防御工事。
到了两宋时期,火药在军事上的应用技术得到了长足发展。根据《宋史》记载,兵部令史冯继升向朝廷进献了“火箭”的制作方法,这种火箭是在传统的箭矢上绑火药筒,以火药筒为箭矢提供助推力,让箭矢的飞行距离更远,杀伤力更大。
公元1000年,神卫队长唐福发明了新式火器,其中,既有传统火箭的改良版,又有火球、火蒺藜等新式装备。两年后,冀州团练使石普再次对火箭进行了改进,并首次将火器训练融入到军事演习中。早期火药在军事领域的应用比较简单,就是利用火药的燃烧性能,达到焚毁战略目标的目的。
由于这一时期的火药武器飞行速度较慢,所以往往不具备人员杀伤的能力。随着时间的推移,火药的爆炸性能被加以利用,凭借火药燃烧时产生的巨大动能,能够让承装火药的容器体积膨胀并爆炸。这种爆炸效能能造成极大的人员杀伤,杀伤效率远高于传统的冷兵器。
当然,不论是火球和火蒺藜,这些应用了爆炸效能的热武器的威力有限,根本无法与近现代的手雷、手榴弹相提并论。在战场上火蒺藜并不能造成大规模杀伤,大多数情况只是作为引燃毒药烟球的载体出现。到了北宋末年,时人研制出杀伤力可观的“霹雳炮”以及“震天雷”,这种武器在攻坚和防守期间效果显著。
公元1126年,镇守开封的李纲大量应用了霹雳炮,以此击溃了数倍于守军的金兵。在《水浒传》中,我们亦能看到这一时期震天雷在军事领域的应用。相比于石制的霹雳炮,震天雷是一种铁壳承装火药的爆炸性武器。
提到火枪,很多历史爱好者都会认为这是火药流入西方国家后的产物,实则不然。两宋时期就已经出现了火枪,只不过,其构造比较简单,是由长竹竿制成的。竹竿的内部装有火药,在使用时引燃竹竿的一端,将其指向敌军,以溅射的火药进行杀敌。
从原理上来看,这种最原始的火枪与现在的烟花颇为类似。陈规镇守安德期间,其麾下的士兵就配备了“长竹竿火枪二十余条”。公元1259年,寿春一带的工匠改良了火枪,制造出“突火枪”。这种“突火枪”,便是现代枪械的雏形。
在竹筒中装有子巢和火药,通过点燃火药的推力将子巢发射出去杀伤敌人。这里的子巢,无疑是最原始的子弹。由于火药的爆炸效能巨大,所以可想而知的是这种突火枪经常会发生炸膛一类的故障。
所以为了杜绝这种现象,元明时的工匠改良了突火枪的工艺,用铁管来取代竹筒,制成火铳。由于铁材质比竹筒稳定得多,所以这项工艺的改良极大地提高了火铳的安全性。明代火器发展再创新高,明朝工匠发明了“多发火箭”,在火铳内部装填更多的弹药。
例如“火弩流星箭”,就是一种装填了十枚箭矢的火器;而“一窝蜂”则可一次性发射三十二支箭簇;威力最大的“百虎齐奔箭”,甚至能一次性发射一百支箭矢。燕王朱棣靖难之役期间,曾在军队中部署了“一窝蜂”,简直就是无敌般的存在。
可惜史料的记载比较模糊,我们无从得知这种多发齐射火箭在战场上的效能如何。
明朝火器发明中最值得一书的,是一种名叫“火龙出水”的火器。根据《武备志》的记载,这种火器发射的弹药能在贴近水面的情况下飞行三四里。其结构类似于现代的火箭,有二级助推结构。在主火箭的内部,有若干支小型火箭。在大火箭飞行一段距离之后,引线点燃内部的小火箭,小火箭自大火箭的“龙口”射出,杀伤目标。
除此之外,在当时还有一种名为“神火飞鸦”的多火药筒并联火箭,它的原理已与现代的大型捆绑式运载火箭大同小异了。
参考资料:
科技史科普系列之三十:火药。
火药是中国“四大发明”之一。
中国古代的火药是以硝石、硫黄和木炭(或其他易碳化的有机物)按照一定比例组成的混合物。因其点火后迅速爆炸生成黑色烟焰,西方称之为黑火药。
中国古代火药的发明与炼丹术密切相关,在炼丹过程中为了防止爆炸和猛烈燃烧,炼丹家采用了许多“伏火”的配方。晋代炼丹家葛洪(公元283—363年)的《抱朴子》已有将硝、硫、炭合炼制丹的记载。
至晚于9世纪,中国炼丹家发明了火药。在成书于唐宪宗元和三年(公元808年)的《太上圣祖金丹秘诀》“伏火矾法”明确记载了硫二两、硝二两、马兜铃(遇明火碳化)三钱半的火药配方。而且,当时的炼丹家已经注意到这一配方的危险性,并采取了一定的防御措施。
另一部宋人辑录的炼丹术作品《诸家神品丹法》记载了一种“伏火硫黄法”采用了与“伏火矾法”类似的火药配方。成书于9—10世纪的《真元妙道要略》记载“有以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之,焰起,烧手、面及烬屋舍者”,这里提到了火药爆炸的威力。
到了10世纪后半叶,即五代到北宋初期,火药已经用于军事。《宋史》中多处记载到这一时期的火器,如火箭、火球、火蒺藜等。
“火药”一词首次出现于宋仁宗天圣元年(1023年),据《宋会要》记载该年汴京的武器作坊中专门有生产火药的“火药作”。1044年成书的《武经总要》首次记载三个军用的火药配方:毒药烟球方、火砲火药方和蒺藜火球方。这是世界上最早的军用火药配方。
13世纪,蒙古军队西征时把我国的火药技术带到了阿拉伯;阿拉伯人在14世纪初将火器传到了欧洲。李约瑟指出,14世纪火炮的第一次轰鸣,敲起了城堡的丧钟,因而也敲响了西方的军事贵族封建制的丧钟。