为何中国古代发明了黑火药,却没有发明黑火药的正确配方?

我是萨沙,我来回答。

很多人瞧不起黑火药,认为“一硝二磺三木炭”,连农民都可以自制。

其实,平时放烟火的火药,同实战的火药是有很大区别的。

在我国,明代时期大量使用火器。在明末,我国黑火药和西方相差不大,质量比较接近。

可惜,随后清朝200年,中国黑火药发展基本停滞。

相反,西洋各国都在进行激烈的火器战争,火药成为最为重要的东西。

当时火药如果质量好,战争就能够获胜,相反就会失败。

因此,西方各国倾全国之力研究军用黑火药。

长达100多年时间,当然会有丰硕的成果。

资料中这么写:在火药的配比方面,英国化学家歇夫列里在1825年经过多次实验后,提出了黑色火药的最佳化学反应方程式:2KNO3+3C+S—K2↓+N2↑+3CO2↑。据此,理论上硝、硫、碳配比率以74。84%、11。84%、11。32%为最佳火药配方。英国按照这一方程式,配制了硝、硫、炭的比率为75%、10%、15%的枪用发射火药,以及组配比率为78%、8%、14%的炮用发射火药。在火药生产如提纯、粉碎、拌和、压制、烘干等工艺上,英国已进入近代工厂的机械化生产阶段。

其主要特点是:采用物理和化学方法,以先进的工业设备,提炼纯度的硝和硫;以蒸汽机带动转鼓式装置,进行药料的粉碎和药料的混合拌和;用水压式机械,将配置的火药放在碾磨上,压成坚固而均匀的颗粒,使火药具有一定的几何形状和密实性;使用机械式造粒缸,将火药块制成大小均匀的火药粒;对制成的粒状火药,放在烘干室内,用蒸汽加热器烘干,使之保持良好待发的干燥状态;用石墨制成的摩光机,将药粒的表面磨光,除去气孔,降低吸湿性,以延长火药的贮藏期。这些先进的工艺保证了英军火药的优良品质,虽经过长途海运,到中国以后仍然保持良好的使用效果。

相反,满清黑火药则仍然保持着“一硝二磺三木炭”的时代,也就是硝、硫、炭配比大体在80%、10%、10%。

然而,因加工的技术粗劣,主要都是小作坊手工完成,配比会有很大差异。比较常见的就是火药的含硝量偏高,导致很容易潮湿。

火药一旦潮湿,就会严重影响性能。

而满清由于常年不打仗,火药都是长期库存,一旦受潮就变得一钱不值。

第一次鸦片战争中,英军摧毁占领满清最大的虎门要塞以后,缴获了上万斤的黑火药,都用木桶装载。

然而,英军即便是长途远征,极其需要火药,也将它们全部倒入大海。

英国人是这么说的:火药库是普通式的建筑之一,里面得火药装在木桶或泥罐中,我们全部投之于海。因为虽然中国火药的成分几乎和我们的相同,却是一种粗劣的东西。”

由于满清火药质量低下,导致火炮性能严重减弱,射程变短,精度变差。

在同英军的炮战中,理论上满清的火炮射程并不占劣势,火炮威力(实心弹)威力也不算小,精度也还可以。

然而实战中,主要炮战就是一面倒。

经常是满清火炮发射几百发炮弹,只有1发甚至0发击中敌人。

而英军火炮的命中率要高得多,威力也更大。

甚至,连满清的火绳枪也受到影响。

鸦片战争前,福建提督陈阶平曾经仿造英国火药,精心制作了一批自己的火药。

结果试验时,发现使用英国火药的火绳枪,射程从不到100米,提高到200米以上。

自然,射程远未必能够射的准,却也体现了两国火药方面的巨大差距。

为何中国古代发明了黑火药,却没有发明黑火药的正确配方?

谁说中国发明了黑火药,却没发明正确的配方呢?我这里有明朝宋应星写的《天工开物》一书。请看他是怎样记载的。

火药成份以硝石和硫磺为主。草木灰是辅助剂。硝石阴性最强,硫磺阳性最强。阴阳两物质在没有一点孔隙的地方相遇,爆炸起来,不论人或物都要魂飞魄散,粉身碎骨。硝石纵向的爆炸力大,所以用以射击的火药成份是硝九硫一。硫磺是橫向爆炸力大,所以用于爆炸的火药成份就要硝七硫三。

作为辅助剂的炭份,可用青楊,桦树根,箬竹叶(註,箬字读若音,是种竹子)。蜀葵,毛竹根,茄杆之类烧制成炭。其中以箬竹叶炭灰最为燥烈。听见没?这火药的配方是非常精细的。

再说硝,因为是战略物资,政府控制很严格,若贩运者拿不出政府发给的运銷凭证,则会以私货而罪之。在中国硝石有三个地方产出最多。出蜀中者曰川硝,生山西者曰盐硝。产山东者曰土硝。凡硝刮取时需入釭内水浸一宿,秽杂之物浮于面上。掠取后入釜注水煎炼,倾之器内经一宿即结成硝(墙上亦或迸出)。如果要去掉杂质还纯,再入水煎炼,与萝卜数枚同煮,倾入盆牛,经宿结成白雪,则叫盆硝。

凡取硝制药,少者用新瓦焙烧。多者用釜烘焙,潮气一干即取研末。凡研硝不能鉄碾子入石臼,这是怕引起静电产生火花,形成爆炸。凡硝要配定药的斤两。接着加入硫磺同研。木炭从后加入。为了防止烘焙好后,潮气薰染,因此在使用巨炮时,一般是临时装载。

再说硫磺,硫磺和硝配合后,才能使火药爆炸。北方少数民族那里沒有硫磺,硝石产产量虽多但用不上。这是因为内地对硫磺控制很严。但大炮点火,要用硝和木炭混合搓成导火线。但不能加入硫磺,因为加入之后导火线就不灵了。但只要每两硫磺加上一钱硝石一齐碾,很快就会变成细粉未了。可见我国在明朝时期对火药的研发使用己很熟悉了。並可大批生产。

为何中国古代发明了黑火药,却没有发明黑火药的正确配方?

这是一个好问题。其实我们可以换一种思路来想想看。比如一家汽车厂会制造汽车,但他就是优秀的汽车制造厂家吗?不同的配置,不同的工艺技术,不同的产品,最后的使用效果都是不一样的,就像同样使SUV,众泰T600能和奔驰GLB相比吗?

回到题主,其实古代的黑火药和我们所说的战斗用的火药差距和配方来讲还是比较大的。想要制作烟火用的常规火药不难,“一硝二磺三木炭”的配方已经人尽皆知,一个小作坊就能搞定。我国古代虽然火药发明的时间非常之早,使用时间也很早,但对于火药配方的改进和研究一直都在停滞不前。

这其中的很大一部分原因是封建制度下对于工商业的限制和对于工匠的不重视,还有一个原因是古代没有系统的科学工业制造体系,也限制了火药技术的发展。另外冷兵器作战始终贯穿整个古代封建王朝,火药武器即便在作战中有使用,但始终不能占据主导地位,这一些列的原因都让火药配方的持续发展形成了相当大的阻碍。

于此相反的是,西方各国在近代历史中由于工业革命的发展和殖民战争的频繁,对于火药进行了大量的研究和改进,使之越来越符合现代战争的需求。在1825年英国化学家歇夫列提出了黑火药的最佳反应方程式,而英国根据他的方程式,把用于枪炮射击用的火药比例分别进行了大量的优化,同时建立了现代化的火药加工厂进行生产加工。

大家都知道,在现代战争中,武器的的保养和维护是极为重要的,它甚至决定了一支军队的战斗力的大小。而满清时期的武器根本就没有保养这一说法。保养制度几乎没有,而长期无战事,武器库中的刀枪兵器的存放周期,少则几年,长则几十年都有。而火药是一种非常怕潮湿的东西,只要轻微受潮,要么威力大打折扣,要么毫无用处。而清朝在存放火药的地方经常会出现一桶桶受潮而毫无用处的黑火药。

综上所述,火药是中国人发明的,但火药的改进和大范围的使用和发展始终是西方人在主导,当时的中国受制于自身原因,在火药的使用上不尽如人意,甚至出现过中国仿造西方的枪支用西方的火药可以射程更远,威力更大的事情。这都说明了当时的火药技术的落后。

为何中国古代发明了黑火药,却没有发明黑火药的正确配方?

这个问题很有意思,肯定不是因为中国人不需要,更不是因为中国人不聪明!

追根究底,古代中国是一个技术经验先导的状态,并没有发展出科学分析原理的这个做法。说到底还是重农抑商和小农经济占据了太长的统治时间,以至于古代中国错失了向近现代自然科学迈进的机会。

所谓的知其然,还要知其所以然,这是中国人都追求的理想状态。然而,在中国古代的生产技术都是知其然而已,这几乎是所有技术的常态。无论是造纸术,还是黑火药,亦或者指南针其实都没有搞清楚其中的实质。

毫无疑问,这在技术发展的初期是有效,并且唯一有效的路径。因为所有的技术都可以高效地进行复制和传播,不管是黑火药,还是造纸术,即便搞不清楚精确的配方,通过反复的实验,仍然能够发现其中的基本配比,并且把这些经验可以传递下去。

相反,如果执着于搞清楚其中的原理,那必然会消耗有限的资源,对于扩大再生产当然是无效的。今天我们看这些事情显得不合理,那是因为社会分工已经高度发展了。需要搞清楚产品的原理,才有可能分工协作,高效推进生产的进行。

然而在中国古代重农抑商的条件下,缺乏实质性的商业交流,自然也就没啥社会分工了。换句话说,一个农业生产者,要懂农作物的事情,要懂气象的事情,要懂肥料的事情,要懂浇水的事情,还要懂简单的医药知识,这个对于普通人而言,学会诸多技术是最靠谱的选择。而在国家层面,培训大量有技术的农民,自然也是有利的。至于说其中的那些原理,其实都不重要了。

这些在技术发展的初期,其实都是够用的,而且对于自给自足的经济也是够用的。我记得即便到了80年代,我奶奶偶尔还会用纺车来纺线。如果不能实现商品经济,这几乎就是必然的结果。

反观西方的发展历程,从哥伦布发现新大陆开始,一切生产活动的基础就变成了以商业为核心。这就促使了社会生产效率提高,同时也大大促进了社会分工。好了,到这个是时候,科学研究的目标有了(提高生产效率,技术熟练已经不行了),科学研究的基础也有了(社会分工和多余的产品可以供给给研究人员)。

于是乎,西方的自然科学研究就从这个时候开始超越中国了。

这也是我们今天大力发展科学技术的原因所在,只有提升了全民族的科学素养,只有将科学研究真正摆在重要的地位上,才能推动我们的经济持续发展。

为何中国古代发明了黑火药,却没有发明黑火药的正确配方?

古代中国的火药制造工艺,始终停留在作坊式的勾兑水平,却从来没有谁,肯认真分析其成分,更是没有建立起成型的化学学科来。所以他们迟迟不知道黑火药的真正配方到底是什么样子的,只能模糊地沿袭着“一硫二硝三木炭”的比例。

说到这里,我们不妨讨论一下:以化学为代表的近代科学,与那种作坊式的工艺相比,它到底先进在哪里?

原因也非常简单。因为化学首次明确将模糊的“元素”概念,变得更加清晰了起来。人们对于物质的认知,也首次进入了原子的层面上。

当我们在重现化学反应的时候,我们可以通过推导元素反应式的方式,推测这个反应的反应程度和速率。如果出现了什么问题,我们可以通过更换催化剂、改变物质比例等方式,得到我们更希望得到的那个结果,这一切都是有章可循的。一旦能从化学的层面开始分析,就算是毫无经验的学生,也能在很短的时间之内,迅速掌握药物的配制方式。

但换成师傅带徒弟,还能那么顺利吗?很多时候师傅配制药品的时候,基本是全凭经验。想要靠这些技能来教徒弟,如果没有个几年的功夫,徒弟恐怕连门都摸不着。更何况,很多东西都要靠“偷师学艺”才能完成,否则就“教会徒弟,饿死师傅”了。大多数情况下,偷师学艺都会失败。那些细腻幽深的技巧,最终会被师傅带进了棺材。

而化学的诞生,无疑降低了“师徒相传”的成本,减少了人类知识与经验的流失。它的贡献,可以说是非常大的。

而且化学让人们对分子、原子有了一些认知。当人类对微观领域的认知,登上一个新台阶之后,人类对材料的运用也能到一个新的水平。实际上,我们眼下对于微观物质的解析水准,仅仅是到了夸克而已。在多年以后,如果人类的技术得到了进步,我们或许会有新的发现,而这些新的发现,完全可以颠覆我们如今的认知。

只有不断向未知领域进发,才是学术本身的意义所在。而那些真正划时代的变革,其实都诞生于这里。

为何中国古代发明了黑火药,却没有发明黑火药的正确配方?

火药是中国的“四大发明”之一,很多人还会背火药的配比公式“一硝二磺三木炭”,可是这只是一个大概比例,它只能让火药发生燃烧爆炸反应,却不能让它达到最好的爆炸状态。

后来中国火药技术落后西方,其跟本是大清帝国对火药技术的保密,封锁,以方便统治国家!

而西方在这基础上不断进行改进,研发,不断创新!

鸦片战争时英国军队的火药配比,已经精确到百分比的个位数:75%的硝、10%的硫和15%的炭。

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