在火藥變成爆竹之前，古人都經(jīng)歷了什么？

在家上世界名校通識課

文 | Evan老師

摘自世界名校通識音頻課

《MIT極簡科學(xué)史》

火藥的誕生“純屬意外”

大家從小在課本里就學(xué)到：火藥是中國古代的四大發(fā)明之一。不過，?你真的了解火藥嗎？

舉個(gè)例子：你知道火藥究竟是怎樣誕生的嗎？火藥為什么以“藥”命名呢？火藥的發(fā)明究竟如何影響了人類文明的發(fā)展呢？

其實(shí)，火藥的發(fā)明可以用周杰倫的一句歌詞描述：“海鳥和魚相愛，只是一場意外?！被鹚幍陌l(fā)明純屬一場意外，不是誕生在彈藥領(lǐng)域，不是搞軍事用途的，而是在中國古代帝王為追求長生不老這一荒唐目的中被意外發(fā)明出來的！

事情是這樣的——古代阿拉伯人比較貪財(cái)，他們的愛好主要是煉金術(shù)，希望把一元硬幣煉成一塊金幣。

相比之下，中國古人對煉黃金不是很感冒，而且中國的金銀也比較多，不太在乎。雖然沒把時(shí)間留著煉金子，但是中國古人也沒閑著，喜歡養(yǎng)生， 特別怕死，而且還總想著能夠長生不老。

這里多說一句：愛養(yǎng)生這一習(xí)俗，一直保持到了今天。如果你現(xiàn)在打開電視，一定有一個(gè)頻道，里面一個(gè)老專家告訴你該如何養(yǎng)生、吃什么、怎么吃，甚至可以說，每個(gè)父母的朋友圈出現(xiàn)最多的就是養(yǎng)生信息。

早在我國秦漢時(shí)期，各種江湖上的神人——“煉丹術(shù)士”為滿足帝王貴族們的“長生”幻想，對于煉仙丹情有獨(dú)鐘，大力支持，不妨腦補(bǔ)一下《西游記》里面的太上老君的樣子。

在古代，人們認(rèn)為硝石和硫磺都是好的藥材。其中硝石被認(rèn)為是上品藥，硫磺被認(rèn)為是中品藥，被煉丹大仙們用在煉制長生不老藥上。

于是他們就用硫磺、硝石(硝酸鉀)、木炭粉等材料煉制 “仙丹”，一硫二硝三木炭，這是火藥的組成成分。

煉丹的神人們原本希望在丹爐里可以順順利利地?zé)挸觥跋傻ぁ?，但不幸的是，煉丹過程中時(shí)有意外發(fā)生——“仙丹”要么著火，要么爆炸。

漸漸地，人們開始對這一現(xiàn)象進(jìn)行研究，最終發(fā)現(xiàn)：原來硫黃和木炭粉燃燒的速度很快，?而硝石燃燒時(shí)會(huì)放出大量的氣體。這種氣體不但加速了硫黃和木炭的燃燒（這個(gè)氣體就是氧氣?；鹚庍@事，顯然是個(gè)化學(xué)工作。）而且因過熱還會(huì)發(fā)生膨脹（熱脹冷縮）。

如果煉丹爐是一個(gè)小的密閉容器，那么膨脹的氣體就會(huì)發(fā)生爆炸。 當(dāng)爆炸的事情發(fā)生多了，人們就開始注意到，硫磺、硝石、木炭可以組合出一種神奇的物質(zhì)。人們稱這種神奇的物質(zhì)為“火藥”，意思是“著火的藥”。

然后，火藥就這樣誕生了?；鹚庮伾珵鹾?，又被稱為黑火藥，是在點(diǎn)燃的情況下，自身能進(jìn)行迅速而有規(guī)律的燃燒，同時(shí)生成大量高溫氣體的物質(zhì)。

所以說，火藥本來想的是長生不老的 “仙丹“，估計(jì)發(fā)現(xiàn)吃黑火藥也無法長生不老，所以只好給它再找個(gè)用途。一不小心成為了改變?nèi)祟悮v史的偉大發(fā)明。 很難想象當(dāng)時(shí)的這些帝王們是怎么吃得下去“火藥丸”。

爆竹是怎樣“煉成”的？

火藥誕生之后，可并沒有被當(dāng)成武器使用。人們并沒有想到這玩意有啥用呢？直到三國時(shí)期，有一個(gè)聰明的技師馬鈞，用紙包火藥的方法做出了娛樂用的“爆仗” ，開創(chuàng)了火藥應(yīng)用的先河。

爆竹可以說是火藥最常見的應(yīng)用。每逢喜慶的日子，人們總愛點(diǎn)燃爆竹來增添喜慶的氣氛。爆竹“噼啪”響 “噼里啪啦，噼里啪啦……”

這里講一個(gè)爆竹爆炸的原理的小知識：爆竹結(jié)構(gòu)非常簡單，最外層，是一層紙圈（一般是紅色的），里面是由一層層厚厚的薄紙卷成的紙筒，紙筒里裝著黑色的火藥。

紙筒一端插著一根引線，?引線與火藥相接觸，另一端用黏土封住。當(dāng)被點(diǎn)燃的引線把火藥點(diǎn)著時(shí)，紙筒里立即發(fā)生一個(gè)劇烈的化學(xué)反應(yīng)：火藥中的木炭、硫黃與硝酸鉀相互作用，放出大量的熱，同時(shí)生成許多氣體——氮?dú)?、二氧化碳等?/span>

產(chǎn)生的氣體的體積越來越大，?氣體一下子就把紙筒炸開了，就像氣球爆炸一樣。 這就是爆竹爆炸的原理，也是其他一些常規(guī)爆炸物爆炸的原理。

簡單講：就是在有限的空間里瞬間產(chǎn)生大量的氣體，?撐破外層的紙。

從爆竹變煙火

只需要一個(gè)秘密武器

當(dāng)然現(xiàn)在的爆竹花樣很多，顏色五彩斑斕的，還有各種各樣的圖案。同學(xué)們?nèi)サ纤鼓針穲@，晚上就會(huì)有煙火表演。非常的漂亮。

那么為什么會(huì)有各種顏色呢？這些美麗的彩花又是怎樣形成的呢?

煙花的秘密，就是在火藥里加入“變色劑”。人們在制作煙火的過程中，會(huì)調(diào)節(jié)混雜的比例和先后順序控制煙花的顏色和圖案。

“變色劑”并不神秘，其實(shí)就是一些普通的化學(xué)藥品——金屬鹽類。這些金屬鹽類在高溫下，會(huì)發(fā)生一種稱為“焰色反應(yīng)”，反應(yīng)的結(jié)果是放射出各種彩色的光。例如，鈉燃燒發(fā)出黃光，鋇燃燒發(fā)出綠光，紫色由鉀燃燒得到，紅色由鍶燃燒得到。

此外，為了讓煙花更加明亮，人們還在火藥中加入一些“光輝劑”，主要就是鋁粉或者鎂粉，這些金屬的粉末能夠猛烈燃燒到白熾狀態(tài)，發(fā)出明亮、閃爍的光芒。這樣，煙火引燃后，便能在漆黑的天空中引燃，使發(fā)光劑綻放出鮮艷奪目、五彩繽紛的圖案。

火藥的破壞性有多強(qiáng)？

到唐朝末年，火藥開始應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。不過最初的武器只是借助火藥燃燒的能量，而不是爆炸的威力。比如最原始的“火炮” ，人們利用拋射石頭的拋石機(jī)，把火藥包點(diǎn)著以后，拋射出去，燒傷敵人。

從北宋到明代，火藥箭、火球、火槍、火炮相繼問世，人類的戰(zhàn)爭進(jìn)入到了熱兵器時(shí)代。火藥也被大規(guī)模地應(yīng)用在戰(zhàn)爭中發(fā)展。

隨著化學(xué)的發(fā)達(dá)，各種火藥的研究也跟著進(jìn)展，到了十九世紀(jì)，火藥和硝酸甘油合成，制造出帶有強(qiáng)烈爆發(fā)力的炸藥。而發(fā)明炸藥的人同學(xué)們一定都認(rèn)識，就是瑞典人——諾貝爾。

炸藥的出現(xiàn)給人類生活帶來極大進(jìn)步。例如開山鋪路，各種礦石的開采。但也帶來極大的負(fù)面影響。作為戰(zhàn)爭武器，奪走眾多人的生命。

以前一場戰(zhàn)爭可能死掉成千上萬人，現(xiàn)在炸藥的使用，可能幾十萬人瞬間死亡。戰(zhàn)爭變得非常的殘酷。而且很不幸， 諾貝爾的家人也死于爆炸中。

所以，晚年的諾貝爾對于自己所發(fā)明的東西竟然奪走這么多人的性命感到深刻的傷痛。為了內(nèi)心的贖罪，1895年十一月，諾貝爾在遺言中交待，?要以他的財(cái)產(chǎn)設(shè)立一項(xiàng)基金——就是今天全世界科學(xué)界最重要的獎(jiǎng)勵(lì)——諾貝爾獎(jiǎng)，對人類有貢獻(xiàn)的杰出人物提供資金支持。

就這樣，諾貝爾從炸藥這項(xiàng)科學(xué)技史上的重大發(fā)明所得的利益，全部以贖罪的心態(tài)貢獻(xiàn)給后代的科學(xué)家。這就是今天諾貝爾獎(jiǎng)的真正由來。

……

以上內(nèi)容，整理自少年商學(xué)院世界名校通識音頻課《MIT極簡科學(xué)史》其中一講（共36講，每講10-12分鐘），由曾在硅谷中學(xué)任教的少年商學(xué)院教研總監(jiān)Evan老師講授，適合8-13歲孩子。點(diǎn)擊下圖，即可訂閱/收聽！

本課程參照麻省理工學(xué)院通識課程體系和科學(xué)史框架，從古巴比倫到黑客帝國，從牛頓革命到愛因斯坦奇跡年，讓孩子思考更獨(dú)立、學(xué)習(xí)更主動(dòng)、視野更廣博。點(diǎn)擊上圖，馬上訂閱/收聽！下圖為課程目錄：