|中国古代是怎样发明火药的?

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火药
火药是中国古代四大发明之一 。中国古代发明的火药 , 是将硝石、硫黄、木炭(含碳物质)捣碎 , 碾成粉末 , 经过拌和配制成混合火药 。火药中的硝石(KNO3)在燃烧后能释放大量的氧气 , 起着氧化剂的作用 , 是火药能远射的因素 。硫黄在火药燃烧中起着还原剂的作用 , 是火药能爆炸的因素 。木炭则起着助燃的作用 。若将三者放在密闭的容器中燃烧 , 便形成一个由硝石供氧的内燃烧体系 , 产生大量二氧化碳和氮气 , 使体积急剧膨胀 , 胀破容器 , 并产生高温烟焰 , 形成强烈的爆炸燃烧效应 。唐以前有些炼丹家在炼丹时曾将这三者放在一起烧炼 , 结果受伤 , 乃至丧生 。北宋初的兵器研制家便利用这种燃爆效应 , 制成最初的火器 。由于史家记载的迟延 , 「火药」一词 , 直到1023年才在宋朝于开封设置火药作坊时问世 。
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《太平御览》中有关「石硫黄」的记载
硝石和硫黄都是矿物质 。硝石多产于甘肃、青海、四川、山西、河北、内蒙等省区 。硫黄多产于湖南、山西、河南等省 。据《太平御览》卷987记载 , 大约在公元前六世纪 , 就有人知道它们的部分产地 。对它们特性和用途的探索 , 始于医学和药物学 。古代的医学家和药物学家为了采集标本和给人治病 , 到处探寻各种药物 , 并有人托名「神农」 , 在中国最早的药物典籍《神农本草经》中 , 记载了硝石和硫黄的医药性味、功用和主治 。
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神农像
中国古代炼丹家炼丹的目的甚多 , 但用硝石、硫黄等药料炼制长生药则是其主要目的之一 。因统治者梦想长生久视 , 所以支持炼丹 。早在战国时 , 楚国就有人向荆王献不死之药 。唐代炼丹家在炼丹前常用明火烘烩的方法 , 制伏某些药物的有害性 , 也包括制伏硝硫炭合炼时产生的燃爆性 , 这种方法被称为「伏火矾法」 。「伏火矾法」与火药的发明直接有关 , 其法是将含碳的物料马兜铃 , 同等量的硝石、硫黄放入容器中点火合炼 , 结果迅速燃烧 , 放出大量的热能和气体 , 引起爆炸 。这种引起爆炸灾祸之物 , 正是被炼丹家发明的最早的火药 。此法被炼丹家清虚子记录在公元808年(唐宪宗元和三年)问世的《太上圣祖金丹秘诀》中 。可见 , 火药的发明至迟不晚于公元808年 。
炼丹家在公元808年发明火药后 , 并未扩大火药的使用范围 。但北宋朝廷却于1023 年在开封设置火药作坊制造火药 , 并在1044年(北宋庆历四年)刊行的兵书《武经总要》中 , 正式刊载了「火球火药方」、「蒺藜火球火药方」、「毒药烟球火药方」等世界上最早的三个火药配方 。这3个火药配方都用硝石、硫黄、木炭(或含碳物料)作基本原料 , 再掺杂一些易燃和致毒物料 , 配制成不同性能和用途的火药 。它们所用物料的重量和在火药中所占的百分比各不相同 , 但作为火药主体物料的硝石已经接近或超过50% , 比初期火药的含硝量有较大的增加 , 使火药有可能用于军事 。它们的配制工艺已从粗糙趋向精细 , 在制作上也从分散少量 , 发展到成批多量 , 为火器的扩大制造和使用创造了条件 。
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