青少年科普知识枕边书:航天知识全知道-火药的革命
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    火药是人类掌握的第一种爆炸物,是中国古代的四大发明之一,而且被认为是对人类历史所起作用最大的发明,是我国人民对世界文明的一个伟大贡献。

    我国最早的火药是在公元9世纪后半期唐末宋初问世的。当时发明的火药,现在叫黑色火药,是硝石、硫黄和木炭三种粉末的混合物。很早以前,古人对这三种物质就有了一定认识。早在新石器时代,人们在烧制陶器时就认识了木炭,把它当作燃料。商周时期,人们在冶金中已广泛使用木炭。木炭灰比木柴少,燃烧强度高,是比木柴更好的燃料。硫黄天然存在,很早人们就开采它。人们在生活和生产中经常接触到硫黄,如温泉会释放出硫黄的气味,冶炼金属时,逸出的二氧化硫刺鼻难闻,这些都会给人留下印象。古人掌握最早的硝可能是墙角和盐碱地的土硝,硝的化学性质很活泼,能与很多物质发生反应,它的颜色和其他一些盐类区别不大,在使用中容易搞错,在实践中人们掌握了一些识别硝石的方法。

    硝石和硫黄一度被作为重要的药材,在汉代的《神农本草经》中,认为硝石能治20多种病,被列为上品中的第六位。硫黄被列为中品药的第三位,也能治10多种病。这样人们对硝石和硫黄的研究就更为重视。虽然人们对硝石、硫黄、木炭的性质有了一定的认识,但是硝石、硫黄、木炭按一定比例放在一起制成火药还是炼丹家的功劳。在炼丹过程中,炼丹家很注重硫黄,因为硫黄是能够制服金属的奇异物质,它可以和水银化合生成硫化汞,还可以和铜铁等金属化合。硫黄性质活泼,容易着火。为了控制硫黄,炼丹家把硫黄和其他物质一起加热形成化合物,来改变它容易着火的性质,这种方法称为“伏火法”。在进行硫黄“伏火”的种种实验中,他们发现当硫黄、木炭和硝石一起加热时,极易发生激烈的燃烧。由于硫黄和硝石在我国古医书上被列为治病的药物,所以把它们和木炭的混合物称为“火药”,意思是会着火的药。

    火药不能解决长生不老的问题,又容易着火,炼丹家对它并不感兴趣。于是,火药的配方由炼丹家转到军事家手里。在火药发明之前,古代军事家常用火攻这一战术克敌制胜。在火攻中常使用“火箭”,即在箭头上附着易燃的油脂、松香、硫黄等,点燃后射向敌方。但由于这种燃烧火力小,容易扑灭,所以火药出现后,人们就用火药代替上述易燃物,制成的火箭燃烧就猛烈多了。有时在火药中加上巴豆、砒霜等有毒物质,燃烧后生成的烟四处飞散,相当于“毒气弹”。但这些都只是利用火药的燃烧性能。随着火药武器的发展,逐步过渡到利用火药的爆炸性能。北宋时用于击退金兵的所谓的“霹雳炮”“震天雷”等,就是以铁壳作为外壳,由于铁的强度比纸、布、皮大得多,点燃后能使炮内的气体压力增大到一定程度再爆炸,所以威力强,杀伤力大。从利用火药的燃烧性能到利用火药的爆炸性能,这一转化标志着火药使用的成熟阶段的到来。

    火药武器是通过战争传到阿拉伯国家的。公元1260年,元世祖的军队在与叙利亚作战中被击溃,阿拉伯人缴获了火箭、毒火罐、火炮、“震天雷”等火药武器,从而掌握了火药武器的制造和使用。后来,阿拉伯人与欧洲的一些国家进行了长期的战争,战争中阿拉伯人使用了火药兵器。在与阿拉伯国家的战争中,欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术。此后的数百年里,随着无烟火药、双基火药、雷管、TNT等的出现,枪炮、火箭、炸弹、导弹陆续诞生了。

    知识链接

    原子弹出现前,威力最大的火药是被称为“旋风炸药”的黑索金,它是德国人亨宁于1899年发明的,但直到第二次世界大战才由美国和加拿大大量生产。如今,炸药在国民经济中被广泛应用于实施各种爆破作业,工业发达国家的炸药的年消耗量甚至在和平时期也达数十万吨。

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