从炼丹术到战争杀器，人类火炮进化史

究竟人类何时发现了火药，并用在攻城略地上？近代中国饱受西方列强的“船坚炮利”，原来中国的火炮技术也曾经独步世界？从发现火药到制作火器，乃至于投入战争使用，人类历史发展随着热兵器出现而有新的面貌。不仅加速欧洲封建庄园的瓦解，近代中国也因为中西火炮技术的差距渐渐拉开，饱受军事侵略而无还手之力。

被誉为中国古代“四大发明”之一的火药，其实是“黑火药”（成分为75％硝酸钾、10％硫磺，以及15％的木炭），之所以会发现这样的火药配方，其实来自于中国先秦时代的炼丹术士。公元前221年，秦始皇一统六国，缔造中国历史上首个统一的中央集权大帝国。为求江山永固、长生不老，他“遣徐市（福）发童男女数千人入海求仙人”，“使韩终（众）、侯公、石生求仙人不死之药”。惜秦始皇仅在位12年就崩殂，秦代也只维持短短15年而亡；后有让西汉王朝文治武功达到鼎盛的汉武帝，听信方士李少君的建议, 亲自从事“化丹砂、诸药齐为黄金”，炼制可使人益寿升天的奇药，汉代炼丹风气因此大盛。而当硝石量比例稍大、温度稍高、上下釜又密封时就会发生所谓的“炸鼎”（爆炸），最迟到唐宪宗元和三年（808）方士就已研究出硝、硫、炭三元的火药体系，但真正用在军事方面，则是在唐末。

据北宋路振《九国志》称：“天佑初……（郑蟠）从攻豫章，蟠以所部发机飞火烧龙沙门，率壮士突火先登。入城，焦灼被体，以功授检校司徒。”此处说的是唐哀宗天佑元年（904），吴王杨行密遣大将王茂章攻反叛的润州团练使安仁义，王茂章部将郑蟠在进攻豫章（今江西省南昌市）时，使用“飞火”攻城，为目前最早记载用于军事用途的人造火器。而成书于北宋仁宗庆历四年（1040）的《武经总要》，不仅使用了“火药”一词，更介绍了火球法、蒺藜火球法、毒烟球法，以及利用火药制造“霹雳火球”、“铁嘴火鹞”等炸弹制法，虽然此等燃烧型火器距离杀伤力强大的爆炸型火器仍有不小的距离，但也能称得上是现代热兵器的始祖。

北宋末年，面对来势汹汹的女真人，火药武器便在汴京保卫战中获得实战展示。宋钦宗靖康元年（1126），金兵围攻汴京（今河南省开封市），京城四壁守御使李纲下令部队“夜发霹雳炮以击贼军，皆惊呼。”史料上虽不见这种火药武器有多大威力，但至少以巨大的声响吓退敌军，造成其精神上的恐慌。

时隔百年后，金哀宗天兴元年（1232），换成蒙古大军围攻金国首都汴京，蒙古军以可抵挡弓箭和砲石的“牛皮洞子”（蒙上厚牛皮的木架）攻城，金军则以“震天雷”抵抗：“震天雷者，铁罐盛药，以火点之，炮起火发，其声如雷，闻百里外，所爇围半亩之上，火点着甲铁皆透”。与北宋时的霹雳炮不同，名士刘祁清楚记录了震天雷的威力：“（蒙古军）攻城益急，炮飞如雨，用人浑脱，或半磨，或半碓，莫能当。城中大炮号震天雷应之，北兵遇之，火起，亦数人灰死”，可见震天雷是种兼具爆炸和燃烧的火药弹，能连人带牛皮皆碎迸无踪。经过激战16昼夜，“内外死者以百万计”，蒙古久攻不下汴京只好退兵，金军也成功扛住了横扫欧亚大陆的蒙古铁骑进攻。

多数学者认为，欧洲最早的火药武器出现在1320年代，即英格兰国王爱德华三世的大臣沃尔特·德米拉米特于1326年所绘制的两份手稿。到了1350年，虽出现铜锡合金、射程达数百米远的火炮，但此时火药价格非常昂贵，常用于城堡要塞等防御作战，并无野战炮的功能，且大多数炮的重量都只有300多磅（约136公斤）。

到了15世纪早期，为使爆炸时产生的气体在炮弹通过炮身时加速，花瓶状炮管逐渐改为管状炮筒，大型射石炮弹也成为当时的流行。仅管无法有强大的攻击力，却能起到威吓敌人与马匹的作用。1453年，拜占庭帝国首都君士坦丁堡（今土耳其伊斯坦布尔）遭土耳其人包围时，幸存者描述了守城军使用火炮的情况：“我们（守军）从作战经历中也学会了打仗，装备了加农炮来打击他们（土耳其人）……我们最大的加农炮被迫不发射，因为担心发射的震动会损害我们自己的城墙。然而，有时候偶尔发射它们轰击密集成群的敌人，会对敌人及其防护栅栏造成巨大破坏，每一次发射都造成极大伤害，因为敌人无法躲避加农炮。大批土耳其人就因此而被加农炮和火枪射击阵亡、受伤”。从城墙会因无法支撑火炮后座力而崩坏，而火炮也随着技术改进，射速、射程都有大幅地提升，杀伤力已非常惊人。

英法百年战争期间，1428年的奥尔良的英国火炮在一天多时间内能发射124次；1440年，在莱茵费尔登，这些武器每天可发射74次。火炮技术的提高，大幅增强了对城堡的攻击力，“过去那些能在任何敌人的围攻下坚持一年的雄固城池，现在一个月内就陷落了”、“没有什么城墙能留存下来，无论多么厚，大炮也会在几天内将之摧毁。” 位在诺曼底地区，曾于1415年反围攻中坚守6个星期的城堡，在1449年12月法王查理七世以16门大炮的轰击破坏下，只用了17天就将其攻陷。马克思在其著作《机器，自然力和科学的应用》中曾说道：“火药、指南针、印刷术一这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎。”

不过，或许火药武器的出现，加速了城堡、庄园与封建骑士体制的瓦解，但也反映了中央集权、经济发展、民族国家意识增强、国内相对和平、社会文明等历史发展进程，而不应单单仅将火器视作社会変迁的单一因素。

若说到近代中国使用火炮最兴盛的时代，明朝当之无愧。

明朝初年，士兵总数在120万至180万左右，其中就有一成士兵配备火器，总数在12万至18万之间。在火炮方面，明成祖永乐帝创设专门使用火器的部队─神机营，为禁军三大营之一，编制炮兵400人，管理野战重炮与大连珠炮；明宪宗成化元年（1465）已铸造300门大型火炮（大将军炮）。由于明军善使火器，使火器技术迅速在东亚、东南亚诸国间传播，到了明神宗万历年间，更是中国自制火炮的黄金时期，却也因此进入工艺技术的研发瓶颈，其火力、射程、命中率等性能，逐渐被16世纪葡萄牙、西班牙殖民者后发研制的佛朗机炮所赶超。尔后在明朝与后金的战争中，随着后金在辽东攻城略地，明军火炮遂为后金所得，在吴桥之变与大凌河战役（1633年）后，孔有德率部投降后金，贡献给皇太极的12门精良红夷大炮，相当于当时后金国所拥有之总数，此后开始能仿制红夷火器，成为双方实力消长的关键。

当满清入主中原，逐步攻灭农民军、南明势力等反清武装后，不再那么重视铸造新炮，此后虽有三藩之乱与统一台湾等战事，让康熙帝意识到火器的重要，并于康熙三十年（1691年）抽调满洲八旗与蒙古八旗军，成立八旗禁卫军的火器营，全营皆习枪炮，如鸟枪和子母炮，官兵近7,730人。后又陆续设有京师八旗炮兵、各省驻防八旗炮兵与绿营炮兵，构筑庞大的火炮武装力量。据《清文献通考》记载,，自康熙十四年到雍正五年，共造炮965门，工部下设的火药厂每年的生产量达50万斤（约30万公斤），此时造炮数量、规模、种类、性能与铸造技术等，已经达到中国历朝的颠峰水平。

然而，在雍正帝即位后，“以满洲夙重骑射，不可专习鸟枪而废弓矢，有马上枪箭熟习者，勉以优等”，强调“骑射乃满洲之根本”，重申刀枪弓矢等冷兵器的作用，使火器制造技术发展从此停滞不前。乾隆二十一年（1756）颁布的《钦定工部则例造火器式》中，虽列举了85种炮名，但并无创新炮种。嘉庆四年（1799）曾改造160门前朝的“神枢炮”，并改名为“得胜炮”，但试射后却发现射程竟不如旧炮，可见清代中叶对火器的知识技术已逐渐失传，最多只停留在17世纪的水平。

与此同时，17至18世纪的欧洲火炮却在研发上越走越远。瑞典国王古斯塔夫二世•阿道夫介入日耳曼“三十年战争”（1618─1648年期间，改良重炮，分化出较轻的野战炮和团属炮，致力于火炮口径、炮弹重量及装药量的标准化，并采用了纸质药包。法国炮兵总监葛里波瓦尔缩短了炮管长度以减轻重量，同时增大车轮炮架直径，加强了运输功能，为往后拿破仑战争中大规模使用炮兵奠定了基础。

18世纪末至19世纪，欧洲人更在霰弹与爆炸弹技术上取得重大突破，使其射程可以被发射至如球形实心弹的距离，更可轻易将木制战舰的甲板和舷侧护板轰得粉碎。鸦片战争前中西火炮技术的差距, 成为清廷吃下败仗的重要原因之一。到英法联军之役（又称第二次鸦片战争）时，英军装备使用阿姆斯特朗炮，该炮具有三大特点：一是从火炮后方装弹，让火药爆炸时对炮弹产生的推力趋于平均，有利于密接膛线旋转，并减少膛炸风险。二是炮管内有膛线，增加命中率。三是炮弹由圆球状改为圆筒状，强化了穿透力。相比于清军仍使用老旧的滑膛前装炮，火药装得太少、无法覆盖战场，装得太多又易膛炸，两者军事实力宛如天壤之别。也许，故步自封才是近代中国一连串“国耻”的关键原因。