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文史知识 | 钟少异: 中国早期火药火器史概观

     

  

火药是中国古代四大发明之一。中国古人发明火药,包括发明火炸药家族中的鼻祖黑色火药(又称黑火药,泛称火药),以及率先利用黑色火药创造出世界上最早的火器。所谓火器,就是运用火药制成、能够产生燃爆作用的器具,其中最主要的就是用于战争的火药武器。中国早期火药火器的历史,从古人发明火药起到宋元时期创制出一系列早期火器,开启了人类对火药能的利用,引发了世界战争史从冷兵器时代向火器时代的过渡。
  
一 火药的发明

火药的主要成分是硝石、硫磺和木炭,是由人工按一定比例合成的一种混合物,点火后能够速燃或爆炸。中国古人之所以能够率先合成这种物质并发现其燃爆作用并加以利用,根源于中国古代文明对自然的独特认识和利用。

以农业为基础的中国古代文明,很早就广泛探索利用自然物以保障人的生存,包括解决食物来源、医治疾病,以及满足生活生产的各种需要。其中对自然物医药功能的探索,首先关注植物,神农尝百草的传说是其反映,但很快就扩展到无机的矿物质。先秦时期逐渐形成的“阴阳五行”理论,认为世界万物都由阴阳二气和金木水火土五种基本物质相生相克、对立统一构成,这是中国古人对自然进行广泛探索的认识结晶,这种观念也极大促进了对无机矿物质医药功能的探索,因为按照这个理论,人的疾病源于阴阳失和,自然要运用金木水火土的阴阳属性和相生相克原理进行调治,金、土(石)等矿物质在其中占据了重要位置。

战国时期,道家、阴阳家等对阴阳五行理论进行了较深入的探讨和大量阐说,此后这个理论便成为中国古代社会长期占统治地位的自然观。秦汉时期,阴阳五行理论、岐黄之学、神仙方术等相融合产生了炼丹术,包括内丹、外丹两种方法。内丹讲求个体自身精气神的调息锻炼;外丹讲求杂炼矿石草木各种物质以获得具有神效的丹药,通过服食丹药以祛病延年乃至长生不老。

二者经常结合在一起。这时道家、阴阳家、神仙方士、炼丹家等又渐趋合流并演变形成道教,炼丹术于是成为道教的主要法术,与传统医学紧密联系,互相影响。在这个过程中,医、道两方面都对无机矿物质的药用功能进行了大量探索。因此,秦汉时期对于后来成为火药主要组分的两种矿物质硝石和硫磺已经有了认识,普遍视之为药物,有关的知识大多见于当时有关医、道的书籍文献中,如《神农本草经》、《黄帝内经》和长沙马王堆汉墓出土的《五十二病方》等。

在认识硝、硫的基础上,医家、炼丹家不断改进硝石、硫磺的提炼方法。与此同时,炼丹家为了炼成仙丹神药,极其大胆地把包括硝石、硫磺在内的多种矿物质和一些草木药纳入丹炉加热合炼,而且经常独出心裁地尝试各种不同组配,因此不可避免地发生爆燃甚至爆炸事故。正是在此过程中,炼丹家逐渐发现了硝、硫、炭混合物的爆燃爆炸功能,进而有意识地加以制备利用,从而发明了火药。由于中国古代视硝石、硫磺为药物,炼丹就是炼药,所以这种产生于炼丹术的会爆燃爆炸的混合物就被称为火药。

中国古代炼丹家发明火药,必然经历了长期曲折的过程。目前,中外研究者通过对浩如烟海的有关中国古代道教、炼丹术和医学的文献资料的爬梳分析,已经形成了比较一致的看法,不迟于唐代晚期(公元九世纪),中国炼丹家已经发明了火药,或者说掌握了火药的秘密。因为在这个时期的炼丹术著作中,已经有了以硝、硫、炭为主要组分的炼丹配方,而且出现了关于硝、硫等合烧会爆燃的经验记述,如说:“有以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之,焰起烧手面及烬屋舍者”,“硝石宜佐诸药,多则败药,生者不可合三黄(硫黄、雄黄、雌黄)等烧,立见祸事”(《真元妙道要略》)。

二 早期火器的创制

炼丹是极其保密的事情,炼丹的配料、方法和成果是炼丹家的大机密。炼丹家发明火药后,起先必然也作为秘密加以保守,之后才渐渐传出得到应用。

据《宋史·兵志》《续资治通鉴长编》等文献记载,从北宋开宝三年到咸平五年(970—1002),先后有兵部令史冯继升、神卫水军队长唐福、冀州团练使石普等人向朝廷进献火箭、火毯等火器。这是目前所知关于应用火药创制火器的最早的确切资料。中外学人也挖掘提出了一些唐末五代时期(九世纪末至十世纪初)有关火器及其战争应用的资料,但深入分析后都不够确实(参钟少异主编《中国古代火药火器史研究》,中国社会科学出版社,1995),所以目前还只能将中国古代创制运用火器的开始时间定在北宋之初(十世纪后期),这也是世界战争史从冷兵器时代向火器时代过渡的开始时间。从这个时候开始,在宋元时期的三百多年中,中国古人创造发展出了多种类型的火器,不断提升火器战争应用的水平。

(一)火药箭

这大概是古人创制的第一种火器,它是在箭矢的前端安装一个小火药包,点燃后用弓弩发射出去纵火攻敌。早在火药发明前,人们就把火攻用的箭矢(用棉麻浸染油脂作纵火物)称为火箭、火矢,火药箭出来后,也经常被称为“火箭”。可见古人最先是利用火药来改进传统火攻器具。宋人还用一种投枪(鞭箭)装上火药包投射纵火,称为“火药鞭箭”。

(二)火毬

毬是球的古字,火毬就是球状火器。它用松脂、沥青等物和火药团成球,外裹纸、麻为壳,用时点燃,以抛石机发射纵火攻敌。有的火毬中掺入发烟物和有毒药料,以施烟播毒,称为烟毬、毒药烟毬;有的团入铁蒺藜、碎瓷片等物,燃尽后可布障伤敌,称为蒺藜火毬;还有一种火毬,火药里混有碎瓷片,毬中间贯穿一截干竹子,燃烧时竹子爆裂炸响,瓷片可飞击伤人,称为霹雳火毬、霹雳毬。用竹子来助爆,说明火药烈度不够。北宋庆历年间(1041—1048),朝廷编成汇集各方面军事知识的《武经总要》,书中记录了多种火毬及制法,包括三个火药配方(图1),这是迄今见于记载的世界上最早的火药配方。

图1 北宋《武经总要》著录的火药配方 

火毬是《武经总要》中记录最多、十一世纪时最主要的火器品种,大多属于燃烧性火器,火药最初应用于战争,应是利用其爆燃特性来纵火燃烧攻敌。但古人也开始探索爆炸性火器,霹雳火毬就是一个例子。古人称抛石机为“砲”,发射火攻器具的抛石机又被称为“火砲”,于是用抛石机发射的火毬,也经常被称为“火砲”或“砲”。特别是北宋晚期以后,火毯之名渐少使用,而普遍将球形火器称为“火砲”或“砲”。

(三)霹雳砲

也称霹雳火砲。北宋末(1126)金军攻汴京,宋军“夜发霹雳砲以击贼军,皆惊呼”(李纲《靖康传信录》)。南宋初宋金采石之战(1161),宋军也使用了霹雳炮,以纸为壳,“其声如雷”(杨万里《诚斋集》卷四四)。十二世纪出现的这些霹雳砲,未见有贯穿竹子助爆的记载,可能已是依靠火药爆炸的球形火器,这就是真正的爆炸性火器了。

宋元时期,宋、辽、西夏、金、蒙古各方长期对抗争战,推动了宋朝的火药火器技术在各方中传播扩散,进而形成了各方共同推进早期火器发展的局面。汴京围攻战,宋、金双方都大量使用球形火器,以致出现“火砲如雨”的情景(《三朝北盟会编》卷六八)。十二世纪的火砲,既有燃烧性球弹,如沿自北宋前期的各种火毬;也有爆炸性球弹,如北宋后期新出的霹雳砲。宋元时期,用作火器名称的“火砲”和“砲”,都指燃烧性或爆炸性的球弹,主要用抛石机抛射;把重型管形射击火器称为“砲”和“火砲”,是明代初期以后的事,但即使在明清时期,沿袭宋元传统,仍普遍把各种爆炸弹包括地雷、水雷称为“砲”。

(四)陶弹

金朝元好问《续夷坚志》卷二载,金大定(1161—1189)末,山西阳曲有猎户用“火罐”炸狐狸,“药火发,猛作大声”。研究者普遍认为这是在陶罐中装入火药的陶弹。在北方地区的金朝遗址中,曾出土一类小口鼓腹的小陶罐或瓷罐,有的外表做成蒺藜形,许多人称之为陶雷、蒺藜陶弹或瓷蒺藜、瓷雷;但也有研究者认为这是猛火油罐(这个问题还可继续探讨)。此外,南宋绍兴三年(1133)镇压钟相、杨幺起义时,宋朝水军使用一种“灰砲”,“用极脆薄瓦罐,置毒药、石灰、铁蒺藜于其中,临阵以击贼船,灰飞如烟雾,贼兵不能开目”(陆游《老学庵笔记》卷一)。这种灰砲又称灰瓶,用于水战也用于攻守城,以抛石机抛掷,陶罐碰击船板或城墙、地面碎裂,沾染毒药的石灰飞扬迷人眼目,铁蒺藜散布甲板或地面伤敌。这并非火器。有研究者把陆游文中的“毒药”解作火药,认为灰砲是陶壳炸弹,未免牵强。

(五)铁火砲

随着火药性能提升,十三世纪初有了重大发展,创造出了铁壳爆炸弹,时人称之为铁火砲、铁砲或震天雷。据记,“其形如匏状而口小,用生铁铸成”(〔南宋〕赵与褣《辛巳泣蕲录》);“铁罐盛药,以火点之,砲起火发,其声如雷,闻百里外,所爇围半亩之上,火点著甲铁皆透”(《金史·赤盏合喜传》)。

铁火砲是金军首先使用的,宋军、蒙古军随之也制造使用。在十三世纪宋、金、蒙古的激烈战争中,铁火砲成为最重要的火器,被各方大量运用。

这种爆炸性火器第一次把高性能火药和金属材料相结合,显著提升了爆炸威力和杀伤力,是现代一切爆炸弹的鼻祖。和早先的非金属质球形火器(火毬、火砲、霹雳砲)一样,铁火砲也用抛石机抛射,有时也可手投使用,比如从城头往下抛掷。近年在重庆合川钓鱼城和奉节白帝城的南宋遗址中,出土了多件铁火砲实物(图2),为生铁铸成,形如圆瓜,高约十厘米、壁厚约一厘米,器口窄小,与文献记载相符。当年宋、蒙曾在四川激烈交战,1259年蒙哥死于攻钓鱼城之役,宋元之际无名氏《钓鱼城记》记其“为砲风所震”,伤重不治而亡(《万历合州志》卷一、《古今图书集成·职方典·重庆府》等引)。

以前都解读为被抛石机所伤。钓鱼城遗址出土铁火砲,可佐证蒙哥也许是被铁火砲炸伤。

(六)火枪

南宋绍兴二年陈规守德安,用“火砲药”即球形燃烧性火器的火药制成“长竹竿火枪”,用以焚烧敌军的攻城天桥(汤璹《德安守御录》)。这是把火药装填入管状物(长竹竿)中,靠火药在管子中燃烧的气体压力向前喷射火焰以焚烧敌方战具。因它只是喷射火焰,可以称为管形喷火枪。陈规火

图2 钓鱼城出土的南宋铁火砲
 
枪是管形火器的创始,其出现为探索利用火药燃气压力发射子弹提供了可能性。

但探索以火药作为发射药还是经历了较长时间。金天兴元年(1232),金军创制出了飞火枪,“以敕黄纸十六重为筒,长二尺许,实以柳炭、铁滓、磁末、硫黄、砒霜之属,以绳系枪端。军士各悬小铁罐藏火,临阵烧之,焰出枪前丈馀,药尽而筒不损”(《金史·赤盏合喜传》《金史·蒲察官奴传》)。飞火枪的火药中掺入铁渣子和碎瓷渣,借助火药燃气推力和火焰一同喷出伤人,这是火药发射子弹的开始,是管形射击火器的创始。此后几百年,射击火器发射的子弹主要就是铁滓磁末一类散弹。南宋开庆元年(1259),就在蒙哥殒命钓鱼城之际,宋人又造出突火枪,“以巨竹为筒,内安子窠,如烧放,焰绝然后子窠发出,如砲声,远闻百五十馀步”(《宋史·兵志》)。其子弹不随火焰一同喷出,可能已采取火药和子弹分层填装,技术又进了一步,威力也比飞火枪更大。宋人又把突火枪、飞火枪等管形射击火器称为突火筒、火筒,在抗击蒙古军的战争中迅速加以推广。蒙古军则在灭金攻宋的战争中很快获得了这些管形射击火器,也大力加以运用。

(七)火铳

在宋金火枪的基础上,元朝时创制出了金属管形射击火器—火铳。这是射击火器发展的一个重要里程碑。元代火铳普遍用铜铸造,有两种类型:一种身管细小,口径也小,装长木柄手持射击;一种身管较粗重,口径较大,安装于木架上发射。明代前期继承了这两类火铳并大力发展,分别称为手铳和碗口铳,它们是现代所有枪炮的鼻祖。

中国国家博物馆收藏的一件元代铜碗口铳,器身上有“至顺三年”(1332)铭文,曾被认为是现存年代最早的火铳。2004年在内蒙古又发现一件铜碗口铳(图3),器身有八思巴字“大德二年”(1298)铭文,这就把元代创制火铳的时间前推到了十三世纪晚期。综合上述可见,十三世纪是火器史上很重要的一个时期,在这个百年中,火器技术融合了冶金技术,火药与金属材料走到了一起,从而使现代军队使用最多最广的武器—金属壳炸弹和金属管枪炮的鼻祖铁火砲和铜火铳,都在这个百年中相继问世。


图3 元大德二年铜火铳

元人初时沿袭宋人称管形射击火器为火筒的习惯,把火铳也称为火筒,后来才逐渐改称为火铳、铳。铳字的读音当时与筒字相同,本意是金属筒、金属管,火铳的意思就是喷火的金属筒。从此火铳、铳便成为中国古代对射击火器最主要的名称,也是包含大小轻重各种射击火器的通称、泛称。明代初期,开始把碗口铳称为“砲”。山东蓬莱曾出土两门洪武八年造的铜碗口铳,铭文中都称为“大砲筒”(图4),这是中国古代将架射的重型射击火器称为“砲(炮)”的起始。明代中后期,人们又渐把手铳称为“火枪”,如明人尹耕《乡约》中绘有一幅“火枪图”,就是一件装柄的手铳(图5)。这样就形成了明清时期射击火器的名称体系:火铳、铳是通称、泛称;砲(炮)、火砲(炮)指重型架射者;火枪、枪指轻型手持射击者。


图4 山东蓬莱出土明洪武八年铜铳铭文

 


图5 明尹耕《乡约》上的火枪图

(八)烟火

与火药进入军事应用差不多同时,中国古人也利用火药制成烟火,用于娱乐。宋元时期,在汴梁、临安、大名府等繁华都市生活引领推动下,烟火业繁荣发展,烟火匠师创出了名目繁多的新奇烟火品种,他们的重要贡献是尝试了对火药能的多种利用和开发。比如:利用火药的速燃特性燃火燃烟制造烟焰效果;利用火药的爆炸特性制成炮仗取代了传统的爆竹;利用火药燃气压力向前喷射烟火,制成筒花、喷筒;利用火药燃气压力向后喷射火焰实现反向推进飞行,制成起火、流星、地老鼠等。宋元时期,烟火技术和军用火器技术密切的联系和互相影响,早期火器创制者有的就来自烟火匠师,烟火匠师的一些尝试和创意则对军用火器创制有启发作用,如宋金火枪很可能就受到了烟火筒花的启发。特别是由烟火匠师制出起火、流星、地老鼠等烟火品种,发现了反向推进原理,开创了把火药用作推进剂的路径,这在后来启发了现代火箭技术。但在宋元时期,反向推进式火箭的军事应用还不显著。

中国早期火药火器史是中国也是世界火药火器史的第一个阶段,在这个阶段,火药能的主要利用方式——燃烧、爆炸、发射、推进,都已经被中国古人发现并加以运用。十三世纪,通过南宋与阿拉伯的海上丝路贸易和蒙古军西征,中国的火药火器技术传入了阿拉伯地区,进而传到了欧洲。十五世纪前后,欧洲逐渐走出中世纪的黑暗,科学文化苏醒,资本主义萌芽,殖民主义兴起,火药火器受到高度重视,在近代科学工业的基础上得到突飞猛进的发展,对世界历史进程产生了巨大影响。
            
  ——本文刊于《文史知识》2021年第10期

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