四大发明是指哪四样 中国四大发明的发明人和时间( 三 )


我们一般所说的火药是以硝石、硫磺和木炭(或其他易碳化的有机物)按照一定比例配合的混合物 。因其点火后迅速爆炸生成黑色烟焰 。故也称为黑火药 。在现代火药(即下面谈的黄火药)发明之前 。黑火药是世界上唯一的火药和炸药 。曾经发挥过起爆药、发射药和猛炸药三重作用 。不仅用于军事作战 。还用于工程爆破 。
黄火药 。严格说应叫黄色炸药 。发端于19世纪 。1771年 。英国一位化学家用化学方法合成了苦味酸(三硝基苯酚) 。但最初只是作为黄色染料 。并未发现其爆炸性能 。直到1885年才由一位法国化学家用于填装炮弹 。称为黄色炸药 。后来发展的TNT以及二战后的高性能混合炸药等 。均是黄色炸药的发展 。
下面谈我国古代火药的发明 。它与炼丹术有密切关系 。发端于炼丹方士的“伏火法” 。军事科学院火器史专家王兆春指出“伏火”主要有三个意图:一是“杀毒” 。即用火烘烩的方法 。消减某些药物的固有毒性;二是制伏某些药物受热后易于挥发逃逸的品性;三是驯伏某些合炼药物的爆炸性 。学界普遍认为 。至晚于9世纪 。在炼丹方士的“伏火法”中最早出现了火药配方 。
成书于唐宪宗元和三年(808年)的《太上圣祖金丹秘诀》“伏火矾法”明确记载了硫二两、硝二两、马兜铃(遇明火碳化)三钱半的火药配方 。到了10世纪后半叶 。即五代到北宋初 。火药已经用于军事 。《宋史》多处记载有这一时期出现的火器 。如火箭、火球、火蒺藜等 。宋仁宗天圣元年(1023年) 。京城汴京已有专门生产火药的“火药作(坊)” 。“火药”一词从此诞生 。1044年 。《武经总要》首次记载了三个军用火药配方:毒药烟球方、火砲火药方和蒺藜火球方 。这时的火药配方含硫量偏高、含炭量偏低 。加上有植物油的混入 。整体呈膏状 。发挥的主要作用是燃烧或者说纵火 。还无法作发射药 。

四大发明是指哪四样 中国四大发明的发明人和时间

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图4 《武经总要》中的“蒺藜火球”和“引火球”
到了南宋绍兴二年(1132年) 。陈规守德安(今湖北安陆)时使用了“长竹竿火枪” 。这是一种手持式火焰喷射器 。到了1259年 。宋军使用了可发弹丸的突火枪 。这是一种管形射击火器 。火药兼有燃烧和发射的功能 。13世纪末 。元朝军队使用了金属管形火器——火铳 。现存最早有明确纪年的火铳是现藏内蒙古蒙元文化博物馆的元大德二年(1298年)铜碗口铳 。14世纪时 。明朝军队还造出了铸铁火炮 。比如山西博物院藏的明洪武十年(1377年)铸铁火炮 。
关于我国火药及火器技术的外传路线图 。潘吉星先生绘有一图(图5 。以备一览) 。
四大发明是指哪四样 中国四大发明的发明人和时间

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图5 中国火药及火器技术外传示意图(潘吉星绘)
指南针爱因斯坦在他晚年的一篇自述中谈到 。当他4-5岁时 。父亲给他一个罗盘 。指南针准确的运行方式十分奇特 。令他感到震惊 。这次经历给他的印象持久而深刻 。一直到晚年还萦绕在他的脑际 。在“四大发明”中 。指南针或许关注度最大 。一方面是公众对这种奇妙事物的好奇心 。一方面是学界在指南针研究方面还留有许多想象空间 。
好奇心加上想象力 。便围绕指南针演绎出众多版本的坊间流言 。其中最集中的关键词 。应该是“司南” 。除了不谙事的孩童外 。“司南”在中国的知名度非常高 。一把磁石勺转动在光滑的标有方位的方形铜板(栻盘)上 。这一形象已经深入人心 。电视上、报纸上、网络上、教科书上 。频频出镜 。“司南”到底能不能指南?它到底靠谱不?
“司南”最早出现在战国末期《韩非子》中 。有一句“先王立司南以端朝夕 。”意思很明确 。国君是靠司南定方位的 。怎么定呢?东汉王充《论衡》有记载 。“司南之杓 。投之于地 。其柢指南 。”这句话 。学界可没少花气力 。文字学、训诂学、版本学、模拟复原试验等等 。近几年终于有了比较大的突破 。
中科院自然科学史研究所黄兴副研究员在国家博物馆王振铎先生的司南复原方案基础上 。做了细致的实证研究 。支持了王振铎的“磁石勺”复原方案 。而且这种方案是以磁石为材料的各类指向器中最佳设计方案 。黄兴还指出 。在秦汉时 。司南甚至不用置于光滑的栻盘上 。在平整光滑的普通地面便可有效指南 。这相当于修订、简化了王振铎的复原方案 。由此可认为 。司南这事靠谱的可能性太大了(关键是磁石勺是不是就是司南 。笔者持乐观态度) 。

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