近代中國火藥技術的落後真怪滿清嗎？其實明朝就不行了

想了解明清火炮的比較，可移步《繼往開來——清代對明代火炮技術的繼承和發展》

同時代明朝和歐洲火炮的對比詳見《漸學漸遠——明中期以後的中西方火炮對比》與《西方徒弟甩開中國師傅——16世紀前的明歐火炮》

說到明清的火器常常有這樣一種印象，那就是明朝重視火器，其火器遠較清朝先進。而清朝由於「以騎射為本」，導致清代重騎射而輕火器，加上清朝又閉關鎖國，在火器發展上遠不如明朝，嚴重製約了我國火器的發展，事實上清朝真的是造成中國火器落後的「背鍋俠」嗎？那麼我們首先從火器應用最基本的東西－火藥開始講起。

【黑火藥】

火藥技術相關簡介

火槍、火炮的應用離不開火藥這一發明。我國古代發明的是黑火藥，它的配方主要有硝石、硫磺、木炭等含碳物質，再經過對三種原料人工均勻拌和煉製而成。火藥是由硝石這一氧化劑供氧完成燃燒過程，形成內燃燒體系的。除了正確地製備這三種成分外，製作質量優良的火藥還必須把握好三種成分的組配比率，根據使用目的的不同，組配比率也要發生相應的變化。經過幾百年的試驗和實踐，到了近現代人們發現黑火藥的組配比率為硫磺佔10%左右，木炭佔15%左右，硝石佔75%左右時是最合適的黑火藥配比。

【現代黑火藥的配方】

我國雖然在宋代就已經掌握了火藥的主要成分，但在成分配比上還不成熟，除了這三種成分外還摻雜著清油、麻茹等十種成分，這些成分主要是易燃物質，說明宋人還未能充分認識到火藥的爆炸性能。元代火藥配製根據西安發現的元代中晚期的火藥實物研究，發現其火藥成分構成更加合理，火藥的組配比率更加科學，其中硝石約佔60%、硫磺約佔20%、木炭約佔20%。

明清火藥配方

在明代的兵書中，比較完整的記載了明代火藥配方的有《火龍神器陣法》、《武編》、《兵錄》、《武備志》、《火龍經》、《西法神機》、《火龍掣要》等等，其餘如《紀效新書》，《城守籌略》等等也對火藥的品種有零星的記載。這些零零總總的火藥配方加起來，除去宋代、西方的火藥品種和配方，及不同兵書中重複的內容外，約有90餘種。這些火藥品種大致可以分為兩類，一種是火繩槍、火炮、火門槍的發射葯，另一種是爆炸火藥、噴射火藥、燃燒火藥等等。

在這兩大類火藥品種中，明代黑火藥配方的進步是同外來的影響密切相關的。用於發射的火藥除了硝、硫黃、炭之外不能夾雜其他的成分，這樣才能保證火藥的含量高，燃速快，顯著提高火炮、火繩槍的射程和威力，這和傳統上明代使用的燃燒和爆炸火藥並不一樣。歐洲雖然接觸火藥的製造技藝比較晚，但發展很快，14世紀就已經後來居上佔據了世界的領先地位，其成果隨著歐洲探險者的東來對明朝的火藥製作技藝的發展有了很大幫助。

明代最早涉及歐洲發射葯配方東傳的記載來自於《籌海圖編》，在其中的第13卷談到鳥嘴銃時有這樣的記載，「嘉靖二十七年都御史朱紈遣都指揮盧鏜破雙嶼，獲番酋善銃者，命義士馬憲制器，李槐製藥，因得其傳而造作比西番尤精絕雲」。可見明人當時不僅學習如何製造鳥銃，還對葡萄牙人的火藥進行了仿製，得到了很大的收穫。

明朝已經獲得了與歐洲的槍炮使用的發射葯相差無幾的配方，兩者的組配比率應當是相近的。那麼清代的火藥配方又如何呢？

清代前期的火藥配製技藝，是繼承明代的發展成果而來。事實上，滿人對火藥、火器的製造技藝很早就開始琢磨了。據明人趙士禎的《神器譜》記載，「奴爾哈赤於萬曆九年，窮三站搶去茶客龔五，憑以製造火器，以貂皮、人蔘易我硝黃、犁鐵套。虜用年前寧夏叛卒並沙湃，搶去川兵製造火器。」可見，滿人並不排斥火器，反倒是想方設法地搞到懂火器製造技藝的人才，用貂皮和人蔘交換以取得硫磺這一火藥的重要原料。

【薩爾滸之戰】

目前，對入關前清朝火藥配方的記載還暫未發現，記載主要集中在入關後。如《武備志略》、《大清會典事例》、《大清會典》、《籌海初集》、《皇朝兵制考略》等等。具體數據如下表所示。

可以發現，雖然在明清的兵書等記載中硝、硫磺、木炭不是8:1:1的比例，但在《籌海初集》等書中記錄的實際製造常常會變成8:1:1的比例。這是因為紙面的配方和實際生產準備原材料的配方是有一定差異，在實際生產過程中，硝的提取煮煉工藝存在著相當程度的損耗問題，為了減少製作過程中的損耗，只能多添加硝以保證最後產品接近理想配比，江蘇巡撫程橘采1842年給朝廷上的奏摺就曾提到，「仿照前任福建水師提督陳階平奏訂通行之案，認真製造備用，不特提煮硝斤折耗較大，即磺炭二項亦須揀煉精良，因之物料人工均有增益（《鴉片戰爭檔案史料》）。」

再則在火藥的儲藏過程中，在與空氣長時間接觸後受潮或者被水淋濕後，都須加硝重新舂磨才可使用。清《火藥略說》中說，「如火藥儲放日久，收藏不密，經受風濕，硝氣走拽，或為雨水淋浸，則不可復用于軍營，必須再為舂磨，加足純硝，仍如法配置，方可合用。」所以，在生產時略提高硝的含量，就能讓士兵無需將時間較長的火藥桶開封后還得重新加工，否則經過長久存儲的火藥硝被耗去，必然威力不足。

歐洲雖然接觸火藥的製造技藝比較晚，但發展很快，1635年，英國人公布了其使用的標準火藥配方是，硝石75%、硫黃12.5%、炭12.5%。這個比例比起黑火藥最佳的組配比率相差已經很小了。

明清火藥劣質工藝前赴後繼

在火藥的配製工藝上，明代的《西法神機》與《火攻掣要》記載的火藥配製技藝同歐洲17世紀的火藥配製技藝十分相近，從側面反映了中歐之間的火藥技術的交流情況。

【《西法神機》中記載的火藥製作技藝】

明代中後期製作火藥時，要首先將三種原料進行精選和提煉，然後將其碾成粉末，具體操作方法是按照比例稱好分量後分別放入石臼或木槽中進行反覆攪拌，成為細末。其次是將其三種成分拌合，方法是在按比例混合放入木臼後，加入少許水或燒酒，將三種粉末拌合成濕泥的狀態，並用木杵不斷地進行攪拌，在此過程中要杜絕沙石等雜質的進入，以免在攪拌過程中發生磕碰導致火災；在混合物快乾的時候，加水再搗，使混合物充分的均勻拌合，而後取出在陽光下晒乾。

對成品進行質量檢查時，通過選取一部分晒乾的火藥成品，放在紙上燃燒，如果迅速燃盡而紙張完好的才是合格的製品；如果將樣品放在手心燃燒，火藥燃盡而手心不覺得熱。反之，如果在紙上留下了黑星白點，或手心有燒灼感，則仍不合格，需要返工再碾，直到合格為止。

【14世紀《德意志藥典》中的圖像表明當時歐洲火藥製造技藝也和中國一樣採用手工方法】

清代前期的火藥配製技藝，在繼承了明代技藝的基礎上，對火藥的三種原料硝、硫磺、炭的加工工藝進行了改進，對火藥的質量有一定的改善與提高，但總體製作技藝和明代差別並不很大。同樣是到後期尤其是第一次鴉片戰爭時期，因為和西方人的大量往來，於是出現了顯著的進步。

比如在《火藥略說》的記載中，除了在火藥的組配比率上同英國人的配方一致外，還著力對火藥進行精製，在將製成的火藥餅槌碎後，首先用圓眼篩篩過後分出粗細粒，再將顆粒放入圓筒中反覆滾動，把變圓滑的顆粒拿出裝好備用。並且，有意思的是，在計算火藥點火所需時間時，還對西方的計時方式一併實行了「拿來主義」，「必得兩三秒許，才能齊著」，這從側面也反映了清人對西方的學習。

不過，這些技術創新沒有改變手工生產方式的基礎，提高仍然比較有限，雖然質量上偶爾可以達到與英國火藥相當的水平，但很大程度上是由於加強了勞動強度以及在製作過程中格外精工細作的結果。而歐洲人早在16世紀，火藥的製造就從手工向機械化轉變了。下面不妨對比一下中西在製備工具上的差異。

【上圖為中國傳統碾葯木槽，下圖左為1450年前Feuerkbuch手稿中利用彈性桿的懸吊碾磨工具，下右為16世紀後的火藥碾磨機】

法國在16、17世紀是配製火藥工藝比較先進的國家，他們已經嘗試使用以水車為動力的機械配製火藥。配製火藥時，首先開動水車，以水車的動力傳動搗磨機，將搗磨機下方的火藥碾碎。

到了鴉片戰爭時期，英國的火藥製造工業甚至還採用了蒸汽機、水壓式機械、機械造粒缸、蒸汽加熱器、石墨製成的磨光機等一批先進的機械生產火藥。以先進的工業設備提取純度高的硝和硫；以蒸汽機帶動轉鼓式裝置，對火藥混合物進行粉碎和拌合，用水壓式機械將製成的火藥放在碾磨上，壓成堅固均勻的火藥塊；接著使用機械造粒缸將火藥塊製成大小均勻的火藥粒；再將火藥粒放置到烘乾室內，用蒸汽加熱器將室內溫度提高到40-60度，使火藥粒乾燥；最後用石墨製成的磨光機將葯粒表面磨光除去火藥粒上的氣孔，降低火藥的吸濕性以延長火藥的貯存期。歐洲人以蒸汽動力和機械操作代替了手工操作，已進入近代工廠的機械化生產階段，兩相比較，明清使用木臼、木槽，用木杵手工攪拌火藥，用圓筒打磨火藥粒要原始的多。

也就是說，雖然明清兩代看起來掌握了製作精良火藥的技藝和方法。但在實際製造的過程中，由於仍然停留在純手工操作階段，加之各地對火藥生產的監管不力等原因，自然難以實現高質量批量化的火藥生產，質量難免會有相當粗糙和低劣的情況。

【帶水平汽缸和圓頂鍋爐的特里維西克高壓蒸汽機的側面圖】

明王朝在明末「事事俱壞極了」的情況下，火藥製造的質量也同樣江河日下，明末總督京營的趙世新就提到明軍公發的火藥「奸匠積習相同，粗糙不堪搪塞，各軍領葯到手多將原葯變賣自買迅葯」 （《籌遼碩畫·卷十八》），就是說官方工匠偷工減料，給明軍京營製作的火藥質量太過粗陋，明軍拿到這些破爛後都將其賣掉，然後購買質量好的優質火藥，這不得不說也是種悲哀。

在火藥質量不佳的情況下，明人在明末面對的滿清卻是個披掛著堅固鎧甲的強敵，於是火器應有的大殺傷力沒有發揮出來，《徐光啟集》就說：「虜多明光重鎧，鳥銃之短小者未能洞貫」。因此不難理解，在遼東戰場上，明軍面對著穿著重甲的後金重步兵以及幾寸厚木板蒙上牛皮製成的盾車，這些質量低劣的火藥若用在戰場上，恐怕真的難以對後金軍造成很大殺傷。而明代這些弊端，制度承自明的清王朝同樣也避免不了，在鴉片戰爭時期，質量不佳的火藥同樣也給清軍拖了後腿。

和西方接觸更多後，中國火藥質量的惡劣在其對手中也相當知名，第一次鴉片戰爭中和清軍打仗的英國軍官Bingham在其著作《英軍在華作戰記》中提到，中英大角、沙角之戰，中國「火藥庫裡面存放著幾千磅粗火藥，裝在木桶和泥罐中，我們全部投之于海，因為雖然中國火藥的成分幾乎和我們的相同，卻是一種粗劣的東西」。

另一名英軍軍官伯納德的《尼米西斯號輪船航行作戰記》也說「中國火藥效果不強，與英軍相比，雖然製作原料和比例差不多相同，但是製作粗糙，加大了為完成某種任務的難度。」

【英軍的蒸汽輪船尼米西斯號】

可見清代火藥從配比上看雖同英國人相差無幾，但由於火藥質量不佳，甚至還混有泥沙，導致清軍火炮的射程和威力受到很大的影響，炮彈「有時僅滾下炮口和翻一些筋頭」。而火藥這種重要軍資，粗陋的中國產在英國人看來連繳獲價值都沒有。火藥製作不精的弊病清人自己也很清楚，《火器略說》中提到，「中國官葯，所用硝、磺、炭，其數多寡與英國官葯同，所不可知者，質欠精純，匠役偷減，局疏查驗，草率從事，遂致物料雖同而功效相去懸殊」。偷工減料的情況同明代簡直一模一樣。可以說，明清兩朝在這一缺陷上形如兄弟，畢竟在皇權體制下，這種事情本就是無可避免的必然。

手工業產品從紙面到實際應用的過程中往往會打折扣，平時吹的天花亂墜的神器，戰時很有可能因為質量不佳而成為雞肋。清朝由於和西方接觸更多，面對的敵手水平更高，敗績更顯著，尤其是敗於並非中華民族一員的西方人，於是顯得清朝名聲似乎更加惡劣。

自然科學的粗陋制約明清火藥發展

我國古代的火藥脫胎於煉丹術，同時又被視為一種藥劑，因此中國古代的火藥理論不僅包括了中醫的配伍說，而且還吸收了煉丹術中的陰陽學說以便用於解釋火藥爆燃現象。

最早將「君臣佐使說」這一理論引入火藥製作的範疇的，是元末成書的《火龍經》。後來明代的《武編》、《武備志》、《兵錄》等兵書中則進一步衍生。比如在《武編》的《火·火藥賦》中就說：「硝則為君而硫則臣，本相須以有為，硝性豎而硫性橫，亦並行而不悖。為灰為之佐使，實附尾於同類。善能革物，尤長陷陣。性炎上而不下，故畏軟而欺硬。臣輕君重，藥品斯勻。」《武備志》收錄的《火藥賦》中也提到，「硝為君而硫作臣，炭灰佐使最通靈」。

「君臣佐使說」是樸素而完整的火藥理論，可以看出君指火藥中的數量最多的原料、火藥反應中最活性的物質以及發揮效果的最主要負擔者。硫磺稱為臣，君臣是火藥發生作用所必須的，而佐使是可以變通，可以代替的成分。

除了 「君臣佐使說」外，還有一種「陰陽說」。這一說法來自《天工開物》的作者宋應星，他在《燔石·硫磺》篇中說到，「凡火藥，硫為純陽，硝為純陰，兩情逼合，成聲成變，此乾坤幻出神物也。」又在《佳兵·火藥料》中說，「凡火藥，以硝石、硫磺為主，草木灰為輔。硝性至陰，硫性至陽，陰陽兩神物相遇於無隙無容之中。其出也，人物膺之，魂散驚而魄齏粉。可見宋應星已經觀察到火藥爆炸時產生的大量的熱和約相當於原來體積一兩千倍氣體的威力，其描述比較貼近火藥爆炸時的情況。

這兩個學說貫穿了我國明清兩代的火藥理論發展，但顯然，這兩種理論都談不上對火藥爆燃反應的本質的剖析，僅僅是對物質組合現象的大略描述，而就算是描述現象，也沒有精細的量化，如果不是西方火藥配方的傳入，很難認為中國會在同樣時間內發覺更好的火藥配方。

而西歐地區，從16世紀開始，脫離了鍊金術的化學雛形已經出現，並逐漸掌握了系統實驗的方法，內容包含有各種化學配方的小冊子已經達到了數不勝數的程度，並形成了良性的發展，通過實驗量化分析得出更好的加工手段和配方比例，而相較之下我國那樸素的火藥理論自然相形見絀，日趨落伍了。

【英法聯軍攻克大沽口炮台，炮台內的清軍屍橫遍野】

到了19世紀中後期，清朝的黑火藥製作技藝雖達到了巔峰，但屬於黑火藥的舞台卻已臨近落幕了。第二次鴉片戰爭，面對著擁有阿姆斯特朗大炮的英法聯軍，仍然使用著傳統紅衣炮的清軍根本無法同聯軍相匹敵。在大沽口之戰和八里橋之戰中，清軍在聯軍火炮的轟擊下蒙受了慘重的傷亡。第二次鴉片戰爭結束後，黑火藥的時代逐步落下了帷幕，無煙火藥即將登場。

結語

愛因斯坦說科學的基礎有二：一是古希臘哲學家發明的形式邏輯，二是文藝復興時期發明的系統實驗的方法。同樣在16、17世紀，歐洲人對數學、物理、化學等自然科學知識的了解越來越多，並逐步形成了各自的專業學科。除了中國人熟知的萊布尼茨、傅里葉、牛頓、開普勒這些大師之外，還有許許多多中國人並不熟悉的學者，如認定了酸鹼反應產生鹽的Tachenius、玻璃實驗大師Kunckel等等。那個時候的歐洲，正如斯普拉特所說：「實驗風氣是瑞迅捷地傳播開來……所有的實驗室人員都忙忙碌碌的投身於實驗。」這許許多多的發明和科學家以及整個鼓勵研究和發明的社會氛圍，為歐洲軍事科技的進步，乃至整個文明的飛躍性進步打下了堅實的基礎。羅馬不是一天能夠建成的，苛求根本沒有歐洲文明同樣基礎，根本沒有一座實驗室，建立政權時就已經落後西方許多的清朝在軍事技術上能同歐洲一較高下，這本來就不現實的。

【1708年的哈里斯《技術詞典》是那時歐洲百年來技術工具書的集大成者】

一些國人缺乏正視的勇氣，把中國古代火器落後隨意地怪罪到清朝和少數民族身上，認為有了明朝就能當世界第一。但很顯然，在明代中期以後，中國相對於西方的落後就已經很巨大了，而清代火藥技術一脈相承於明，是中國傳統火藥製作技藝的集大成者，又有外來技術的極大影響。但作為中華文明繼承者的清朝，發展速度終究不能超越過往，想要推陳出新，要的是定量分析等系統實驗技巧做研發基礎，工業技術上能不斷推出高效、精確的非人工動力的生產加工設備，以及一個能夠實現有效監督和自由競爭的近代國家體制和市場，這些東西，任何一點都不是古代中國所具備的。

在明清緩慢勻速前行的同時，世界那一邊的近代歐洲正在享受著文藝復興厚積薄發的飛速進步，縱然明初時雙方還差不多，但終究發展加速度不如人，中西差距自然也越來越大。但這顯然是中國傳統文明輕視科學技術和商人所致，拿少數民族背鍋，只是自欺欺人的逃避和怯懦而已。

還有火炮的比較，詳見《繼往開來——清代對明代火炮技術的繼承和發展》

同時代明朝和歐洲火炮的對比詳見《漸學漸遠——明中期以後的中西方火炮對比》