火药的发明与早期火药武器

现在人们通常说的火器，语义上一般指金属管形射击火器，其典型便是各种火枪和火炮。想知道这些火器从何而来，就得从产生火器的基础——火药开始说起。

东晋时，道教著名学者葛洪在研究如何能长生不老时意外合成出了一种“白如冰”的物质，并声称“服之皆令人长生，百病除，三尸下，瘢痕灭，白发黑，堕齿生”，甚至还能使“玉女来侍”“以致行厨”，意思是吃了它不仅能长生不老、百病不生、返老还童，还能获得召唤“玉女”来伺候甚至做饭的神力。但实际上，这种物质是硫化砷（As2S2），如果在炼制这种物质的过程中加入足够多的硝石，便成了火药。为什么中国古代的炼丹家会选择一些不能吃或者有毒的东西来炼制“令人长生”的药呢？这是因为在古人尚且朴素的认识中，只有自身“不朽不燃不腐”的物质才能炼制出能让人“不朽不燃不腐”的长生不老药，于是，硝石、硫黄这些东西成了炼丹家们的“药材”。这个配方被葛洪记录在了他的著作《抱朴子·内篇》里。随后，其他炼丹家们在这个配方的基础上继续炼制“仙药”。能让人长生不老的仙药没能诞生，能伤人于旦夕的火药却横空出世了。发现硝石、木炭、硫黄混合后能迅速燃烧甚至爆炸伤人后，炼丹家们都十分注意，并在著作中写明。如唐代中期的《真元妙道要略》就这样记载道：“以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之，焰起烧手、面及烬屋舍者。”敏锐的军事家们很快意识到，可以将这种易燃易爆的物质用于军事。唐昭宗天祐元年（904年），杨行密率军攻打豫章。在这次战斗中，杨行密使用“飞火”攻城并很快成功焚烧城门，但他的士兵冲进城池时也被“飞火”产生的火焰误伤。所谓“飞火”，根据《虎矜经》的解释是火药箭、火药燃烧弹一类的武器——原文被称为“发机飞火”，杨行密军队使用的可能便是火药箭。这条载于《九国志》的史料是目前发现的使用火药武器的最早记载。《九国志》的保存要感谢《永乐大典》，因为现存的这部史籍是从《永乐大典》的残本中辑录出来的。

中国炼丹家的同行——阿拉伯世界的炼金术士在吸收了古希腊时代流传下来的炼金知识和中国西传的炼丹理论后，发明了“王水”。欧洲在罗马帝国被蛮族入侵和毁灭的灾难后，炼金术失传了，直到公元8世纪时才又从阿拉伯人那里学到了炼金术。在相当一段时间，欧洲人非常痴迷于炼金术，希望通过炼金术来制造以黄金为代表的贵金属。16世纪时，神圣罗马帝国的皇帝招揽炼金术士并修建巨大的实验室，其一大目的就是希望通过炼金术用便宜的金属炼制出真金白银。当然，西方的炼金术士也试图制造长生不老药。最早发明炼金术的希罗世界灰飞烟灭，继承希罗世界炼金术的阿拉伯文明、自创一脉的华夏文明都没能将炼金术发展为化学，而掌握此技术较晚的欧洲人却做到了。

火药武器经过一系列发展，至两宋时期已成为当时东亚大陆各政权武库中的必备武器。宋王朝自不必说，自北宋初期便致力于发展火器。开宝三年（970年），宋兵部令史冯继昇向宋廷进献火箭及其使用方法，得到了宋太祖的嘉奖。此后，因进献火器而获得嘉奖的记录史不绝书。这时的东亚地区各政权，因唐朝以来的技术扩散，其技术水平整体提高，就连中原王朝的传统利器“弩”，他们也会制造。所以，火药武器的发明和使用并没能使赵宋王朝获得巨大的军事优势。至辽道宗时期，辽王朝也掌握了火药武器的制作技术。不过，这时的大多数火药武器并不是后世人们印象中那种“轰天震地”的爆炸武器，而是以不易熄灭的火焰与随之产生的烟雾为主要杀伤性能，可以说是古代“火攻”的延续。因此，这时的火药在配制时都会加入各种助燃物质和有毒物质以增加其威力，如艾草、油脂、桐油、沥青以及各影视剧中经常出现的草乌头和砒霜。

经过现代科学家的研究，宋代兵书《武经总要》中记载的北宋前中期三种典型火药，均无法胜任管形射击火器发射药的任务，因为它们只有暴露在空气中才能充分燃烧，在密闭容器或管状器内则不能。

但随着技术的进步和人们对火药认识的提高，火药在密闭容器中的燃烧性能渐渐被开发出来。南宋名臣陈规在守御德安时遭到一股叛军的进攻，叛军用巨型攻城器械“天桥”（应该是一种类似行天桥或吕公车的攻城器具）逼近城垣时，陈规一面用两条长2.5丈（约8.3米）的巨型托竿挡住“天桥”，一面用投石机和各种火攻设备以及自己创造的“火枪”摧毁“天桥”，最终击退了叛军的进攻。

根据学者的推测，这种“火枪”应是在一杆传统的长枪上绑上一节特制的竹筒。竹筒内部结构，类似于现在节庆时使用的那种放在地上点燃底部后喷出焰火的烟花。这种竹筒里面装着一种名为“火炮药”的火药，点燃后会喷射出能够焚烧器械的火焰。为了能烧到敌军的攻城器械，且在一定程度上保证持枪者的安全，所以绑缚竹筒的枪杆不能太短，于是便须两人操作：一人持枪，一人点火。这种管形火器的出现，说明北宋末期，至少在南宋初年，宋人已对火药有更进一步的认识，研制出了在管状空间也能充分燃烧并能喷出火焰的火药配方。这种火器的设计原理后来被用到了出名的“梨花枪”“喷筒”等火器上。至明代著名军事家茅元仪的军事著作《武备志》成书的年代，与这种火枪相同原理的火器已有十余种。一般意义上认为此种火器便是最早的管形火器。

左图是明代兵书《武备志》中记载的吕公车，仔细看能发现配有火器；右图是西方影视作品中类似吕公车的攻城器械

随后出现的管形射击火器便是声名在外的突火枪。根据《宋史》记载的“以钜竹为筒，内安子窠，如烧放，焰绝然后子窠发出，如炮声，远闻百五十余步”，早期人们将突火枪复原成一种使用一大截喇叭形竹竿，并在末端加上一个把手的火器。这种复原自然和事实相去甚远。首先，自然界并不存在这种喇叭形的竹子；其次，即使真有这种喇叭形的竹子，以竹子受热易裂的特性，做出如此形制的突火枪也必然十分危险。原文中形容竹子的“钜”有大和坚硬的意思，所以突火枪应该是使用不长但是粗大的一节竹筒作为“枪管”。为了防止爆裂，可能在竹筒的外壁缠有绳子、铁丝或包了皮革。至于“子窠”是“子弹”还是其他什么，需进一步考证，但突火枪的存在说明当时的火药在管形火器中已能产生足够的推力。明代兵书《武备志》中记载的一种名为“无敌竹将军”的火器，极有可能是这种火器。

《武备志》中记载的梨花枪（左）和喷筒（右）