第二十六章 意外的技术革命：从炼丹到火药

        火药，顾名思义，可由火花、火焰等引起剧烈燃烧的药剂。据《范子计然》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的结果。炼丹术起源很早，《战国策》中已有方士向荆王献不死之药的记载。汉武帝也妄想“长生久视”，向民间广求丹药，招纳方士，并亲自炼丹。从此，炼丹成为风气，开始盛行。历代都出现炼丹方士，也就是所谓的炼丹家。炼丹家的目的是寻找长生不老之药，这样的目的当然是不可能达到的。炼丹术中很重要的一种方法就是“火法炼丹”，它直接与火药的发明有关系。所谓“火法炼丹”大约是一种无水的加热方法，晋代葛洪（公元283年-公元363年）在《抱朴子》中对火法有记载：煅（长时间高温加热）、炼（干燥物质的加热）、灸（局部烘烤）、熔（熔化）、抽（蒸馏）、飞（又叫升，就是升华）、优（加热使物质变性）等。这些方法都是最基本的化学方法，这也是炼丹术这种愚昧的职业能够产生发明的基础。炼丹家的虔诚和寻找长生不老之药的挫折，使得炼丹家不得不反复实验和寻找新的方法。这样就为火药的发明创造了条件。炼丹家掌握了一定的化学方法，但他们的方向是求长生不老之药，因此火药的发明具有一定的偶然性，是意外的发明。

        炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药，在使用之前，常用烧灼的办法“伏”一下。“伏”是降伏的意思，使毒性失去或减低，这种手续称为“伏火”。唐初的名医兼炼丹家孙思邈（约公元541年-公元682年）在《丹经内伏硫黄法》中记有硫磺伏火法，其配方为：用硫磺、硝石，研成粉末，再加皂角子（含炭素)。唐宪宗元和三年（公元808年)清虚子又创伏火矾法，其配方为：用硝石、硫磺及马兜铃（含炭素)一起烧炼。这两种配方，都是把三种药料混合起来，已经初步具备火药所含的成分。伏火的方子都含有碳素，而且伏硫磺要加硝石，伏硝石要加硫磺。这说明炼丹家有意要使药物引起燃烧，以去掉它们的猛毒。唐代的炼丹者掌握了这个很重要的经验，就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药，这种药被称为“着火的药”，即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中，在火药发明之后，曾被当做药类。《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫，辟湿气、瘟疫。火药不能解决长生不老的问题，又容易着火——因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生，炼丹家对它并不感兴趣。火药的配方由炼丹家转到军事家手里，就成为中国古代四大发明之一的火药。

        火药发明之前，火攻是军事家常用的一种进攻手段，那时在火攻中，用了一种叫做火箭的武器，它是在箭头上绑一些像油脂、松香、硫磺之类的易燃物质，点燃后用弓射出去，用以烧毁敌人的阵地。如果用火药代替一般易燃物，效果要好得多。火药发明之前，攻城守城常用一种抛石机抛掷石头和油脂火球，来消灭敌人。火药发明之后，利用抛石机抛掷火药包以代替石头和油脂火球。据宋代路振的《九国志》记载，唐哀帝时（十世纪），郑王番率军攻打豫章（今江西南昌），“发机飞火”，烧毁该城的龙沙门。这可能是有关用火药攻城的最早记载。

        到了两宋时期火药武器发展很快。据《宋史•兵记》记载：公元970年兵部令史冯继升进火箭法，这种方法是在箭杆前端缚火药筒，点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭簇射出，这是世界上最早的喷射火器。公元1000年，士兵出身的神卫队长唐福向宋朝廷献出了他制作的火箭、火球、火蒺藜等火器。1002年，冀州团练使石普也制成了火箭、火球等火器，并做了表演。北宋时期使用的各种用途不同的火药兵器都是利用黑火药燃烧爆炸的原理制造的，如蒺藜火球、毒药烟球、霹雳炮、震天雷等。火器的发展有赖于火药的研究和生产。曾公亮主编的《武经总要》中介绍了三个火药配方。唐代火药含硫、硝的含量相同，是1比1，宋代为1比2，甚至接近1比3。已与后世黑火药中硝占四分之三的配方相近。火药中加入少量辅助性配料，是为了达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕等效果。火药是在制造和使用过程中不断改进和发展的。南宋时出现了管状火器，公元1132年陈规发明了火枪；公元1259年，寿春地区有人制成了突火枪。火枪只能喷射火焰烧人，而突火枪内装有“子巢”，火药点燃后产生强大的气体压力，把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子弹。现代枪炮就是由管状火器逐步发展起来的。所以管状火器的发明是武器史上的又一大飞跃。火器和火枪在宋代的军事运用上相当成熟，使得中国的科技遥遥领先于世界。

        到了元明之际，宋朝这种用竹筒制造的突火枪改用铜或铁，铸成大炮，称为“火铳”。明代已经发明了多种“多发火箭”作为作战火器，如同时发射10支箭的“火弩流星箭”；发射32支箭的“一窝蜂”；最多可发射100支箭的“百虎齐奔箭”等。火箭的发展，使人产生了利用火箭的推力飞上天空的愿望。根据史书记载，14世纪末，明朝的一位勇敢者万户（本名陶成道，原名陶广义，因火器技艺屡建奇功被朱元璋赐名“成道”，封赏“万户”，从此陶成道被人称为“万户”）坐在装有47个当时最大的火箭的椅子上，双手各持一个大风筝，试图借助火箭的推力和风筝的升力实现飞行的梦想。尽管这是一次失败的尝试，但万户被誉为利用火箭飞行的第一人。为了纪念万户，月球上的一个环行山以万户的名字命名。

        中国的火药推进了世界历史的进程。恩格斯曾高度评价了中国在火药发明中的作用：“现在已经毫无疑义地证实了，火药是从中国经过印度传给阿拉伯人，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”火药动摇了西欧的封建统治，昔日靠冷兵器耀武扬威的骑士阶层日渐衰落了。火药的发明大大的推进了历史发展的进程，是欧洲文艺复兴，宗教改革的重要支柱之一。

        火药是中国四大发明之一，是人类文明史上的一项杰出的成就。火药是以其杀伤力和震慑力，带给人类消停战事、安全防卫的作用，成为了人类文明重要发明之一。