火藥
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火藥一詞在中文語境中主要有兩層含義:狹義上指黑火藥,而廣義上則指所有可以用作發射藥的可燃性粉末。
學術界一般認為火藥發明於7世紀的中國,為當時中國術士煉製長生不老藥時意外得到的副產品。[1]火藥配方的書面記載可早至唐代的《太上聖祖金丹秘訣》。[2][3]火藥的發明同時也促生了煙花和原始火器在中國的出現,其後火器也相繼在阿拉伯、歐洲和印度等地出現,而一般認為歐洲的火藥技術得自阿拉伯人的技術傳播。[4]西方最早有關火藥的書面記錄可見於英國哲學家羅吉爾·培根於13世紀的記錄。[5]
歷史
[編輯]煉丹家的原始火藥
[編輯]唐
[編輯]唐初醫學家孫思邈(581—682)在《丹經內伏硫磺法》中記載硝石、硫磺和炭化皂角子混合後用火點燃後能猛烈燃燒。
8世紀時中國煉丹家發明以硝石硫黃木炭為主要原料的「伏火硫黃法」:硫黃硝石各二兩,研末,放在沙罐中,再將沙罐放在地坑中,四面填土,與地平,將三個皂角子,燃燒存性,用鉗子逐個放入沙罐中,等到火滅之後,在罐口加木炭三斤,煅燒,到炭消三分之一,去余火,冷收之。用伏火法煅燒出來的物質,雖然還不是火藥,但已經開始將硝石,硫黃,和木炭一同煅燒了[6]。
唐元和三年(808年)煉丹家清虛撰的《太上聖祖金丹秘訣》記載了「伏火礬法」:以硫黃二兩硝石二兩,馬兜鈴三兩半,研末,拌勻,入罐,放入地坑中與地平,將彈子大小的燒紅的木炭,放入罐內,煙起,用濕紙四五重覆蓋,再用兩塊磚壓上,用土掩埋」。伏火礬法比伏火硫黃法前進了一大步,伏火硫黃法的硝石硫黃混合物,因沒有碳素,燃燒過程容易被融化的硫黃中斷,為了補救,放入皂角子,使燃燒繼續進行。伏火礬法則將硝石,硫黃,含碳的馬兜鈴一同混合,成為原始火藥[7]。
成書於9世紀中葉至五代的《真元妙道要略》(一說鄭思遠所著)記載:「有以硫磺、雄黃合硝石並蜜燒之,焰起,燒手面及燼屋舍者。」[8][9]
煉丹家對硝石硫黃化學性質的研究
[編輯]魏晉南北朝《三十六水法》記載32個包含硝石的丹方。魏伯陽的《周易參同契》記載硫黃和水銀的化合實驗。陶弘景《本草經集注》首創用火焰的顏色辨別硝石的方法:「強燒之,紫青煙起,雲是真消石也」[6]。
火藥的發明
[編輯]![](http://178.128.105.246/content-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/86/FireLanceAndGrenade10thCenturyDunhuang.jpg/220px-FireLanceAndGrenade10thCenturyDunhuang.jpg)
火藥是中國古代四大發明之一。英國傳教士麥都思指出:「中國人的發明天才,很早就表現在多方面。中國人的四大發明(造紙術、指南針、火藥、印刷術),對歐洲文明的發展,提供異乎尋常的推動力」。[13]恩格斯在1857年發表的《炮兵》中寫道:「在中國,還在很早的時期就用硝石和其他引火劑混合製成了煙火藥,並把它使用在軍事上和盛大典禮中」。[14]
硝石是火藥的關鍵構成之一,火藥配方最早在公元9世紀晚唐時期的煉丹書籍中就有記載。[2] [15][16][7]
公元904年,楊行密軍圍攻豫章(今江西南昌),部將鄭璠命所部「發機飛火,燒龍沙門,率壯士突火先登入城,焦灼被體」,這是火藥最早使用於軍事記載,最早的火藥武器則出現在五代時期的敦煌壁畫。[17]
影響
[編輯]北宋《太平玉覽》引《范子葉然》的記載,春秋時代有一位范子然說「硝石出隴道」[18]。南朝梁陶弘景《名醫別錄》記載「撲硝生益州,……色青白者佳」,「硝石生益州及武都,隴西,西羗」,「硝石,味辛,大寒無毒,主治十二經中百二十疾。天地至神之物」。唐蘇敬等編《新修本草》記載「朴硝今出益州北部汶山郡,生山崖上,色青白,亦雜黑斑」。東漢《神農本草經》記載「消石,味苦寒,主五臟積熱,胃漲閉,滌去蓄結飲食,推陳致新,除邪氣」[19]。 北宋《武經總要》的三種火藥方含硝量50%、48.5%、38.5%,均低於基本的黑火藥含硝量(75%)。[20][21]此外,在金人統治下的西安附近曾出土了火藥石,據研究含硝量為60%,比北宋《武經總要》要高。[22]
- 北宋
- 《武經總要》火藥方之一
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1044年《武經總要》中作者曾公亮、丁度和楊惟德已經記載三種複雜的火藥配方,和利用火藥製造霹靂火球、鐵嘴火鷂等炸彈。
「蒺藜火球……火藥法:用硫黃一斤四兩,焰硝二斤半,粗炭末五兩,瀝青二兩半,乾漆二兩半,搗為末;竹茹一兩一分,麻茹一兩一分,剪碎,用桐油、小油各二兩半,蠟二兩半,熔汁和之。外傅用紙十二兩半,麻一十兩,黃丹一兩一分,炭末半斤,以瀝青二兩半,黃蠟二兩半,熔汁和合,周塗之……」。
此火藥方含硝石,硫黃,含碳物的比例為50%:25%:25%」[23]。
- 《武經總要》火藥方之二
「火球……火藥法:晉州硫黃十四兩,窩黃七兩,焰硝二斤半,麻茹一兩,乾漆一兩,砒黃一兩,定粉一兩,竹茹一兩,黃丹一兩,黃蠟半兩,清油一分,桐油半兩,松脂一十四兩,濃油一分……」。
其中硝石,硫黃,含碳物的比例為50.6%:26.6%:22.8%」[23]。
- 《武經總要》火藥方之三
毒煙球「火藥法」:「球重五斤。用硫磺十五兩、焰硝一斤十四兩、草烏頭五兩、芭豆五兩、狼毒五兩、桐油二兩半、小油二兩半、木炭末五兩、瀝青二兩半、砒霜二兩、黃蠟一兩、竹茹一兩一分、麻茹一兩二分,搗合為球,貫之以麻繩一條長一丈二尺,重半斤為弦子。更以故紙一十二兩半,麻皮十,瀝青二兩半,黃蠟二兩半,黃丹一兩一分,炭末半斤,搗合塗傅於外。若其氣熏人,則口鼻血出。"
其中硝石,硫黃,含碳物的比例為49.06%:24.8%:26.6%」[23]。
武經總要中還記述,使用火藥為兵器,以火箭和投石機搭載的炸彈形式出現。
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霹靂火球製法
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霹靂火球圖
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武經總要竹火鷂鐵嘴火鷂
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武經總要火球圖
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火龍經霹靂炮
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火龍經水雷
1232年,南宋壽春縣有人發明竹筒火槍,被使用來發射瓦土彈頭。南宋陳規著《守城錄》已記載有銅鐵製成的火炮。
現時找到最古早的金屬製大炮約製作於1323年。但是元朝(1279年~1368年)之前的蒙古人有使用大炮來對抗當時的俄羅斯人,當時歐洲的羅吉爾·培根於1248年就有記載於其著作中。
1240年前後,阿拉伯人從中國獲得到火藥的知識,稱來自東方的硝石為「中國雪」,他們還知道煙花爆竹,稱之為「中國花」,又稱火箭為「中國箭」[24]。
在1304年阿拉伯人亦將黑火藥應用在軍事上,放在竹或鐵製的管內,以射擊箭枝。
一直到19世紀為止,黑火藥都是唯一知道存在的推進燃料以及炸藥。
歐洲方面,最早有大炮的紀錄則為1313年於比利時根特市出口的大炮。而於14世紀中期,不論是中國還是歐洲的文獻也有非常多的大炮使用紀錄。其實火藥中只有三種成分是有用的,亦是最先明白主要有效成分為硝酸鉀。
無論是歐洲還是中國,製作火藥兵器的最大問題,還是難以生產能夠承受火藥爆炸力的炮管/槍管。所以歐洲亦有傳說中國只使用火藥來作煙火和炮仗。事實是13、14世紀以後,中國還是有大量使用大炮和火箭。例如北京的矮厚城牆,作用就是用來防禦炮擊的。而明朝(公元1368~1644年)的��都亦在1421年由南京移往北京,相傳就是因為南京附近的山脈都是極佳的侵入者對南京炮擊地點。值得注意的是當時的明朝軍隊已經會步、炮(槍)、騎配合,並在一些戰爭中使用過三線戰法。
根據日本的紀錄表示,在葡萄牙人在1543年於種子島登陸(或應說是撞船意外)前,日本並沒有(或已失傳)手持的火藥兵器。而元朝大量使用火藥似乎就是使火藥兵器興起的原因,不過之間仍偶有使用舊式攻城器械如投石機。
而在歐洲,15~17世紀則是火藥兵器獲得大量發展的時代。因為冶金術的進步,使得手持火藥兵器逐漸改良。而火炮的技術亦漸漸超越由中國傳入的技術。這些火炮技術則在後來由耶穌會的傳教士傳回至中國,而這些傳教士亦被當時(明末清初)的皇帝任命為製作大炮的負責人。例如���清朝初年三藩之亂時,康熙皇帝便命令當時任時於欽天監的耶穌會教士南懷仁,製造大量新式火砲,以對付自雲南起亂的吳三桂,其中最為有名的火砲稱作「武成永固大將軍砲」,這是一種銅砲,重3公噸、砲長310公分、口徑12.5公分、用藥5觔、生鐵砲子10觔。
17世紀後期,歐洲的黑火藥亦用在非軍事用途上,例如採礦,築路等。
於19世紀中後期,因為發明了無煙火藥、硝酸甘油以及硝化纖維(硝酸綿)等炸藥和發射藥,而使得黑火藥被這些炸藥所取代。黑火藥被用作和平用途,例如煙火、鞭炮等。
注釋
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參考書目
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研究書目
[編輯]- Joseph Needham(李約瑟)著,劉曉燕等譯:《中國科學技術史》,第5卷第7分冊,「軍事技術:火藥的史詩」(上海:上海古籍出版社,2006)。
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內部連結
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