詩詞中的科學 | 從爆竹到槍炮，黑火藥是如何改變?nèi)祟悮v史演進模式的？

元 日

〔宋〕王安石

爆竹聲中一歲除，

春風送暖入屠蘇。

千門萬戶曈曈日，

總把新桃換舊符。

在古代中國，采用的是特有的農(nóng)歷，根據(jù)月相的變化，記錄春夏秋冬的更替和歲月的流逝。農(nóng)歷正月初一，也就是春節(jié)，被視為一年的開始。

在這一天，人們要燒竹子，用竹子爆裂時發(fā)出的噼里啪啦的聲音驅(qū)鬼避邪。然而，北方的竹子少，于是人們就改為燃放鞭炮、煙花，并且仍將鞭炮稱為爆竹。

1068 年，宋神宗召王安石入朝主持大局。第二年春節(jié)，開始主張變法的王安石心中充滿了對欣欣向榮的國家新氣象的期冀，遂作此詩。

爆竹聲中，辭舊迎新。在新年和煦的春風里，大家開懷暢飲屠蘇酒。初升的太陽照耀著千家萬戶，大家忙著在大門上換上新的桃符。

這首詩里面涉及了3 種事物：爆竹、屠蘇酒、桃符。本文著重介紹爆竹、煙花中的主要成分——被稱為我國古代的四大發(fā)明之一的黑火藥。

黑火藥的發(fā)明與發(fā)展

在古代，社會總的物質(zhì)生產(chǎn)水平極為低下，即使是貴為帝王將相，也必須靠掠奪社會底層的財富才能過上榮華富貴的生活。緣于對天災人禍的無力抵抗，古人發(fā)展了各式各樣的宗教，并寄希望于神祇的力量來幫助自己度過災年、荒年。絕大部分的宗教都相信生死輪回。

對于權貴階層來說，自己的社會階層降級，去過底層的奴隸或者平民的貧苦生活是不可忍受的。所以，他們希望長生不死，永葆榮華富貴，因此煉丹術盛行，他們渴望服用仙丹達成愿望。

在一波波的煉丹熱潮中，一個意想不到的后果是原始的化學開始展現(xiàn)雛形。

煉丹引爆圖

在隋朝，我國人民發(fā)明了硝石、硫黃和木炭三元體系的火藥。煉丹術常用的物質(zhì)不僅有金屬，還有礦物質(zhì)，硫黃和硝石就經(jīng)常出現(xiàn)在煉丹師的材料單上。因為硫黃可以改變其他礦石的外觀，硝石則非常適合制備金屬溶液。

在唐代，人們則探索出了黑火藥的雛形。不過，這些早期的黑火藥并沒有運用在軍事上，而是用于表演吐火、煙霧等文藝演出活動。

到了宋代，黑火藥技術進一步完善，開始初步應用于軍事方面，研制推廣了火箭、火球、火蒺藜等火藥武器，并根據(jù)不同的軍事需要，配制不同的火藥。但是，由于黑火藥的配方尚有缺陷，大規(guī)模用于軍事仍有局限，因此黑火藥仍主要用于制造煙花、爆竹?！氨衤曋幸粴q除”也許就是宋代人民和黑火藥最常見的相遇場景了。

到了元初，出現(xiàn)了銅鑄火銃，它具備了炮的雛形，有較大威力。中國歷史博物館珍藏的元朝至順三年 (1332) 銅火銃是已發(fā)現(xiàn)的世界上最古老的銅銃。

元上都明德門遺址出土的青銅火銃

明代以后，出現(xiàn)了具有手榴彈、地雷、水雷等現(xiàn)代武器雛形的兵器，以火藥作為推進動力運送火藥至敵方爆炸的火箭也出現(xiàn)了。

在歐洲發(fā)揚光大

反觀歐洲，由于在我國元、明、清同時代，歐洲各國之間戰(zhàn)爭不斷，有著很高的武器研發(fā)需求，不斷地改進由中國傳入的黑火藥。早在1825 年，英國化學家謝弗列里經(jīng)過多次實驗后，提出了黑火藥的最佳化學反應方程式，即硝、硫、碳的最佳配比為74.84%、11.84% 和11.32%。并且在提純、粉碎、拌和、壓制和烘干等工藝上，英國都率先進入了機械化、工業(yè)化生產(chǎn)階段。

因此，在后來的第一次鴉片戰(zhàn)爭中，清政府處于劣勢也在意料之中。

被黃火藥替代

不過，在18 世紀，黑火藥的使命正式宣告終結(jié)，退出了歷史舞臺，因為性能更好的現(xiàn)代火藥（黃火藥）誕生了?，F(xiàn)代火藥的發(fā)現(xiàn)是化學技術發(fā)展的產(chǎn)物，它們性能更加穩(wěn)定，威力更加巨大。諾貝爾就是這種現(xiàn)代火藥的發(fā)明者和改良者之一。而火藥也逐漸從有煙火藥轉(zhuǎn)變?yōu)闊o煙火藥，槍炮技術迎來飛速發(fā)展。