诗词中的科学 | 从爆竹到枪炮，黑火药是如何改变人类历史演进模式的？

元 日

〔宋〕王安石

爆竹声中一岁除，

春风送暖入屠苏。

千门万户曈曈日，

总把新桃换旧符。

在古代中国，采用的是特有的农历，根据月相的变化，记录春夏秋冬的更替和岁月的流逝。农历正月初一，也就是春节，被视为一年的开始。

在这一天，人们要烧竹子，用竹子爆裂时发出的噼里啪啦的声音驱鬼避邪。然而，北方的竹子少，于是人们就改为燃放鞭炮、烟花，并且仍将鞭炮称为爆竹。

1068 年，宋神宗召王安石入朝主持大局。第二年春节，开始主张变法的王安石心中充满了对欣欣向荣的国家新气象的期冀，遂作此诗。

爆竹声中，辞旧迎新。在新年和煦的春风里，大家开怀畅饮屠苏酒。初升的太阳照耀着千家万户，大家忙着在大门上换上新的桃符。

这首诗里面涉及了3 种事物：爆竹、屠苏酒、桃符。本文着重介绍爆竹、烟花中的主要成分——被称为我国古代的四大发明之一的黑火药。

黑火药的发明与发展

在古代，社会总的物质生产水平极为低下，即使是贵为帝王将相，也必须靠掠夺社会底层的财富才能过上荣华富贵的生活。缘于对天灾人祸的无力抵抗，古人发展了各式各样的宗教，并寄希望于神祇的力量来帮助自己度过灾年、荒年。绝大部分的宗教都相信生死轮回。

对于权贵阶层来说，自己的社会阶层降级，去过底层的奴隶或者平民的贫苦生活是不可忍受的。所以，他们希望长生不死，永葆荣华富贵，因此炼丹术盛行，他们渴望服用仙丹达成愿望。

在一波波的炼丹热潮中，一个意想不到的后果是原始的化学开始展现雏形。

炼丹引爆图

在隋朝，我国人民发明了硝石、硫黄和木炭三元体系的火药。炼丹术常用的物质不仅有金属，还有矿物质，硫黄和硝石就经常出现在炼丹师的材料单上。因为硫黄可以改变其他矿石的外观，硝石则非常适合制备金属溶液。

在唐代，人们则探索出了黑火药的雏形。不过，这些早期的黑火药并没有运用在军事上，而是用于表演吐火、烟雾等文艺演出活动。

到了宋代，黑火药技术进一步完善，开始初步应用于军事方面，研制推广了火箭、火球、火蒺藜等火药武器，并根据不同的军事需要，配制不同的火药。但是，由于黑火药的配方尚有缺陷，大规模用于军事仍有局限，因此黑火药仍主要用于制造烟花、爆竹。“爆竹声中一岁除”也许就是宋代人民和黑火药最常见的相遇场景了。

到了元初，出现了铜铸火铳，它具备了炮的雏形，有较大威力。中国历史博物馆珍藏的元朝至顺三年 (1332) 铜火铳是已发现的世界上最古老的铜铳。

元上都明德门遗址出土的青铜火铳

明代以后，出现了具有手榴弹、地雷、水雷等现代武器雏形的兵器，以火药作为推进动力运送火药至敌方爆炸的火箭也出现了。

在欧洲发扬光大

反观欧洲，由于在我国元、明、清同时代，欧洲各国之间战争不断，有着很高的武器研发需求，不断地改进由中国传入的黑火药。早在1825 年，英国化学家谢弗列里经过多次实验后，提出了黑火药的最佳化学反应方程式，即硝、硫、碳的最佳配比为74.84%、11.84% 和11.32%。并且在提纯、粉碎、拌和、压制和烘干等工艺上，英国都率先进入了机械化、工业化生产阶段。

因此，在后来的第一次鸦片战争中，清政府处于劣势也在意料之中。

被黄火药替代

不过，在18 世纪，黑火药的使命正式宣告终结，退出了历史舞台，因为性能更好的现代火药（黄火药）诞生了。现代火药的发现是化学技术发展的产物，它们性能更加稳定，威力更加巨大。诺贝尔就是这种现代火药的发明者和改良者之一。而火药也逐渐从有烟火药转变为无烟火药，枪炮技术迎来飞速发展。