古代四大发明文明世界,火药是其中之一,他是如何形成的?
火药是中国古代四大发明之一,也是中国人民对世界文明的一个伟大贡献。火药起源于中国古代的炼丹术。中国古代帝王热衷于祈求长生不老,四处寻求长生不老之术,在他们的推动下,炼制所谓长生不老之药的方术——炼丹术日渐发展起来。
火药三种主要成分中的硝石、硫磺以及硫磺中的钾化物,是炼丹术中常用的药物。炼丹家在炼丹的过程中发现,这些药料配合起来易点火,稍有不慎,就能猛烈燃烧甚至发生爆炸,所以称这些物质为火药。至迟到唐代,有确切文字记载的含硝、硫、炭三种主要成分的火药已经在中国诞生。
大约在唐代末年,火药开始用于兵器制造并投入实践。在火药发明之前,军事家常以火攻攻敌,其做法是在箭头上绑一些像油脂之类的易燃物质,点燃后用弓射出去,用以烧伤敌人。但是这些东西燃烧既不快,燃烧力也不大。
而火药燃烧快,火力大,不容易扑灭,因此很快代替了油脂一类燃烧材料,用于军事。唐哀宗天祐四年(907年),郑王番率军攻打豫章(今江西南昌),“发机飞火”,烧毁该城的龙沙门。所谓“发机飞火”,就是将火药包装在抛石机上,用火点着,抛掷出去打击敌人。这一战例一般被认为是用火药攻城的最早记载。
到了宋金时期,由于战事的频繁,火药兵器迅速发展起来。北宋初年官修大型军事百科全书《武经总要》最早记录了“火炮火药法”“毒药烟球火药法”“蒺藜火球火药法”三种火药兵器的配方。
宋代火器品种多,门类齐全,大约可分为三类。一类是燃烧性火器,是利用火药的燃烧性能以灼烧敌人或燃烧和延烧敌物目标,同时兼具施放毒气、烟雾等以杀伤敌人的作用。
这一类武器主要有:火球、蒺藜火球、霹雳火球、烟球、毒药烟球、铁嘴火鹞、竹火鹞、火箭、火炮等。一类是爆炸性火器,是利用火药在封闭的容器内燃烧,产生强大的热量和气体,使容器爆炸而达到杀伤敌人的目的。
当时战争中大量使用的爆炸性火器主要有霹雳炮、铁火炮、震天雷、火炮、火蒺藜等。一类是火箭类火器,其方法就是在箭杆前端绑上火药筒,点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭射出,这可算得上世界上最早的喷射火器。
到了南宋初年,又开始出现管形火器,主要有火枪、铁火炮等。不过,当时的管形火器形状简陋,尚处于初创阶段。
明代作家吴承恩的《西游记》中就有这样一段描述,唐三藏及师徒4人去往西天取经,在途中受阻于火焰山,孙悟空借铁扇公主的芭蕉扇扇灭了火焰山的火,这才得以通行。
现实世界中也有火焰山,它位于新疆吐鲁番。不过这儿并没有火焰,只有赤红色的地貌,并且光秃秃的。这些“红山”主要是由中生代的赤红色砂、砾岩和泥岩组成。此外火焰山是真的热,夏季最高气温可达478度,地表最高温度可达89度。
曾经有一个地方是名副其实的火焰山——硫磺沟。硫磺沟距乌鲁木齐市42公里,位于头屯河中上游,这里曾经常年都有煤火。据地方志记载,自清光绪年间,硫磺沟这个地方就浓烟弥漫,地表沟隙纵横,石缝中的火焰常年不断。难怪会被叫做硫磺沟。
硫磺沟这个地方的火是煤田火。煤一般是深埋在地下的,但这个地方曾经地质活动较剧烈,深埋在地下的水平煤层变成了倾斜煤层,且抬升到了地表浅层处。这个地区常年高温干燥,这些煤层与空气接触,氧化积热,最终导致了自燃,酿成了煤田火灾。这就是硫磺沟这个地区曾经石缝中会冒火的原因。
新疆地大物博,煤也多,除了硫磺沟这个地区,新疆其它区域也有这种煤层自燃引起的火,这种现象古代就有记载。在上世纪50年代,就已经开始扑灭这些煤田火。不过这个真的很难杜绝,东边灭了,过一段时间,西边又自燃起来了。因此新疆有一个专门给煤田灭火的机构。
硫磺沟的煤火真的很剧烈,曾是我国最大的煤田火区,灭火难度大,不然早就扑灭了。硫磺沟煤田火区中最深的燃烧层达到了215米,燃点最高温度达到了1290℃。很多时候,只看到了地表在冒浓烟,却看不到火焰,因为地表之下的煤层由于氧气不足在闷烧。进这个火区灭火时,甚至还要背上氧气罐,不然有可能窒息。
从2000年到2004年,工作人员总共耗费了4年时间才把这个地区的煤田火扑灭。从记载来看,清光绪年间到2000年,硫磺沟的火从来就没有熄灭过,整整燃烧了100多年。这不仅浪费了大量的煤炭资源,还造成了空气污染。
据硫磺沟煤田火区项目技术负责人苗圃工程师介绍,硫磺沟有18个煤田着火点,而灭这个煤田火灾需要5个步骤:剥离平整、打钻、注水、注浆、黄土覆盖。
由于该地区沟壑纵横,想彻底灭火、杜绝自燃,就要先把火区作业面用推土机推平,然后用水降温,到70摄氏度后,开始往地下火源上钻孔,紧接着就需要往钻孔里注水降温,并注入黄土泥浆,这个动作要迅速,因为你打了孔之后,地下煤层与空气中氧气的接触机会就更多了,火势可能会越来越猛。用泥浆把地下裂隙填堵之后,就可以隔绝火源和空气的接触,最后在地表覆盖一层厚厚的黄土,彻底杜绝煤尘与氧气的接触机会。从工作报告中得知,在这个灭火行动中,光是水就用了27905万吨。
其实,硫磺沟火区只是曾经的新疆煤田火区之首。根据统计,2003年的时候,新疆大大小小的煤田着火点大约就有35个,其中包括硫磺沟在内有8个重点的煤田火区。据估计,仅硫磺沟的煤火在那100年间总共烧毁了24亿吨煤。
这种现象其实并不罕见,除了煤田着火,还有天然气坑着火,中亚土库曼斯坦卡拉库姆沙漠中部的达瓦札就是典型的代表,又叫做地狱之门。1971年,苏联地质学家钻探时意外发现了一个充满天然气的巨大地下洞穴,后来这个钻孔周边地区发生塌陷,形成了一个直径50~100米的洞,为了防止有毒气体外泄,他们就点燃了泄露出来的天然气,这洞口的火焰燃烧了几十年从未间断。
硫磺是一种**晶体状物质,是一种非金属元素,在地壳中的分布量很大,具有重要的工业和农业应用价值。那么,历史上什么时候发现的硫磺呢?
据历史记载,早在公元前3000年左右的古代中国,人们就开始使用硫磺。当时,人们用硫磺来防止火头冷却,以及作为贵重礼品赠送给中国皇帝。《礼记》中就有“火车献硫磺”、“马口时刻献硫磺”的记载,说明硫磺早在古代中国就已经得到了广泛应用。
在古代埃及,也有使用硫磺的记录,据考古学家证实,古埃及的香料制造商在制作香料的过程中就使用了硫磺。
至于在西方的发掘,大约要追溯到公元前3世纪的希腊化时代了。当时,人们用硫磺来制作一些特殊的药剂和插鼻采阴剂来治疗疾病。在中国和西方,硫磺一直都是一种非常重要的材料,在蒸馏、制药、医疗、生产和科技方面,都得到了广泛应用。
总之,早在古代,人们已经开始使用硫磺了,随着时间的推移,人们对硫磺的应用也越来越广泛,如今硫磺已经成为了一个十分重要的战略资源,对全球经济和科技的发展都有着重要的作用。
火,从远古时代开始,一直被人类所使用。
那么,火是怎样被发现,又如何取得的呢?从中国的历史来看,古代取火法主要有三:1、用木燧;2、用金燧;3、用石敲火。
木燧:即钻木取火。
相传,远古人民"茹毛饮血",还不知道取火进行熟食。
有一个叫燧人氏的人,见大鸟啄木出火(也有说看到森林自行起火),认为木中藏火,于是"几经攻治,几番试验",才创造出人工钻木取火的法子,人类才有了自己取的第一把火。
此法后世一直沿袭,曾经历了数千年之久。
这一古老传说,反映了中国原始时代从利用自然火,进步到人工取火的情况。
周代,钻木取火之法已经大行。
古代所钻之木,一年之中,根据不同季节,还要随时改变。
《周礼·月令》规定:春天用柳,夏天用枣杏和桑柘,秋天用柞树,冬天用槐檀,这叫"改火"或"更火"。
因为,古人认为:只有根据木的颜色,与四时相配,才能得火,反之则不能得火。
也就是说,每逢换季之时,就要改新火。
到了南朝,当时仍行钻木取火,但取消过了"更火"这一风俗,不实行改木。
到了唐代,钻木取火之法,更加广泛流行。
唐杜甫《清明诗》:"旅雁上云归此塞,家人钻火用青枫。
"青枫是枫木,用于春日取火。
崔元翰诗:"操舟众工立禁岸,湿橹钻火磨星红。
"湿的木橹也可出火,说明凡木皆可出火。
有趣的是每逢寒食节,为了纪念介子推,有禁火而寒食的习俗。
因此,每年冬天保存下来的火焰熄灭了。
到了清明,又重新钻木取火。
唐代皇帝在每年清明日要举行隆重的赐火仪式,把新的火种赐给群臣,以表示对大臣的宠爱。
金燧:金燧,即向太阳取火。
在周代,除木燧外,兼用金燧取火。
《周礼》载:秋官避开炬,负责用"夫燧"向太阳取明火。
夫燧,是古人在日下取火的一种用具。
它是用金属制成的尖底杯,放在日光下,使光线聚在杯底尖处。
杯底先放置艾、绒之类,一遇光即能燃火。
因此,夫燧即金燧。
另外,《考工记》记载了用金锡为镜,其凹面向日取火的方法。
可见,我国在四千年前已有使用光学原理取火的技术了。
取了汉代,仍用金燧取火。
当时也叫阳燧。
即用铜镜向日取火,也用艾引火燃烧。
到了宋代,仍然流行金燧取火之法。
沈括在《梦溪笔谈》中有一段详细的记载:用凹面铜镜放在太阳下,其光都聚向内。
在离镜一二寸处,光聚为一点,大如麻菽,触物即着火。
实际上这就是今天的凸面玻璃镜。
如果我们拿这玻璃镜,向着太阳,镜也会聚如豆,再用易燃物放在底下,顷刻间即可得火。
古代没有玻璃,故用金镜。
现代的太阳灶就是从这一道理发展而来的。
过去古人出门,身边都带着燧。
因为那时的燧为尖顶杯,体积很小,都佩带腰间以备用。
但以阳燧取火,有个不足之处,就是天阴或夜晚就不能取到火。
故古人往往是"左佩金燧,内佩木燧"。
这样,有太阳就以金燧取火,没有太阳则以木燧取火。
以石敲火:到了魏晋六朝,已经有以石敲火了。
敲石所发的火,叫"石火"。
潘岳诗:"烦如敲石火"。
刘勰在《新论·惜时》中,曾形容人的短促一生,犹如"石火"。
到唐时,敲石取火者更多。
柳宗元诗:"夜发敲石火,山林如昼明"。
白居易诗:"深炉敲火煮新茶,石火光中寄此身"。
古代以石敲火之法,是用铁片与石相撞,下面在放着"火绒",当火星落在绒上,燃烧时,再用"取灯"接引,即取得火。
火绒,是艾或纸,加以硝水制成,揉之使软,极易起火。
"取灯",北方叫"发烛",以褪皮麻秸做成小片状,长五六寸,涂硫磺于首,遇火即燃,用以发火。
在南方,发烛则用松木或杉木制成。
高士奇《天禄识余》中记载:"杭人刻松木为小片,其薄似纸,溶硫磺涂木片头,作为接火之用。
"宋时,民间劈小杉条,并染上硫磺,置之待用,一与火遇,迅即得火,人呼之为"引光奴"。
后来一些以此为业者,则呼之为"火寸"。
以石敲火之法盛生后,必须有引燃物配合,所以"发烛"、"火寸"等助燃物的行业就逐步发展起来。
光绪初年,火柴还未盛行。
当时取火技术又进了一步,用一种叫"火镰"的工具。
这种火镰,缝皮为包,安铁为刃内装火石一片,火绒一团,如果要用火,取火绒豆许,放在石上,再用铁刃撞击,能发出火星,顷刻间就得火,是当时吸旱烟者不可离身之物。
后来有了火柴,火镜、火石、火绒等物就逐渐衰落了,最后消失。
皂角与硫磺混合燃烧的现象:有明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体。《丹经内伏硫磺法》中记载了硝石、硫磺和炭化皂角子混合后能猛烈燃烧的现象作为中国古代的四大发明之一,黑火药直到17世纪中叶都是唯一的化学爆炸物黑火药爆炸最常见的化学计量比。
古代四大发明文明世界,火药是其中之一,他是如何形成的?
本文2023-10-19 09:28:55发表“古籍资讯”栏目。
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