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大型“火藥工坊遺址群”外景
火藥工坊遺址 近日,，有媒體報(bào)道稱，重慶市黔江區(qū)石家鎮(zhèn)石家社區(qū)居民在賀家洞尋找地下水抗旱救災(zāi)時(shí)，在洞中發(fā)現(xiàn)了一處大型“火藥工坊遺址群”,，其煉硝場所,、設(shè)施均未受損,?？脊艑＜冶硎荆摗盎鹚幑し贿z址群”從形態(tài)看始于清朝,，因?yàn)樵谌芏磧?nèi),，保存比較完好，屬國內(nèi)少見,，對(duì)研究明清時(shí)期的礦冶開采具有較高價(jià)值,。 硝石與火藥 賀家洞是重慶市黔江區(qū)石家鎮(zhèn)石家社區(qū)附近的一處溶洞，洞長約2公里,，洞內(nèi)寬二三十米,，高數(shù)十米。報(bào)道中所說的“火藥工坊遺址群”距洞口約五六百米,，有灶臺(tái),、硝池20多個(gè),。灶臺(tái)和硝池均呈圓形,，塊石砌成，跟土家族煮飯的灶臺(tái)一樣,，灶臺(tái)口徑在60厘米至150厘米之間,，硝池口徑在30厘米至50厘米之間。整個(gè)洞內(nèi)都有采挖硝土的痕跡,。 “從報(bào)道來看,，重慶發(fā)現(xiàn)的遺址并非‘火藥工坊’，而是大型‘硝洞’,，是開采,、加工硝石的場所，為火藥工場提供原料,?！敝袊茖W(xué)院自然科學(xué)史研究所助理研究員鄭誠告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，“在西南地區(qū),，云貴川多地曾發(fā)現(xiàn)此類硝洞,。” 硝石,，即硝酸鉀,，是火藥中最重要的成分。鄭誠介紹說,，天然硝石受風(fēng)土氣候影響,，在世界范圍內(nèi)分布極不平衡,。古代中國，硝石產(chǎn)地相對(duì)廣泛,，西南地區(qū)尚有不少天然硝洞,。 從硝土中有效分離雜質(zhì)進(jìn)而獲得高純度的硝酸鉀，是決定火藥品質(zhì)的關(guān)鍵,。于是,，在漫長的歷史發(fā)展過程中，也形成了各種提純硝石的方法,。 據(jù)唐宋間文獻(xiàn)記載,，用作醫(yī)藥或丹藥的硝石，是通過煎煉硝土水溶液,，再結(jié)晶而獲得的,。萬歷二十六年（1598），趙士楨在《神器譜》中較為詳細(xì)地記載了火藥用硝提純法,，可用現(xiàn)代化學(xué)知識(shí)解釋：蘿卜與硝水同煮,，可清除吸潮性很強(qiáng)的鎂鹽，防止火藥變質(zhì),；加入雞卵清,，可使硝水中的泥沙類雜質(zhì)凝聚沉降；煮沸后冷卻再結(jié)晶,，可將硝石與氯化鈉分離,。此外，用草木灰水提純硝石也是常見的方法,。草木灰水可與硝水中的各種鈣鹽,、鎂鹽、鐵鹽反應(yīng),，形成碳酸鹽或氫氧化物,，沉淀析出。煮沸后靜置冷卻結(jié)晶,。 “這種提硝法更為簡單方便,，便于批量生產(chǎn)，或許是當(dāng)時(shí)北方邊軍的慣例,?！编嵳\說。 中古術(shù)士的煉丹爐 火藥的發(fā)明要追溯到中古術(shù)士的煉丹實(shí)踐,。一般認(rèn)為,，術(shù)士在煉丹過程中發(fā)現(xiàn)了含有硝石、硫磺和木炭成分的混合物會(huì)發(fā)生燃燒,、爆炸的現(xiàn)象,，時(shí)間不遲于唐代,。 自漢代以來，硝石和硫磺即為醫(yī)家與丹師常用之物,。中土煉丹術(shù)的藥物配伍原則遵循陰陽學(xué)說,，硝石、硫磺分別被視作陰藥與陽藥,，同時(shí)燒煉的機(jī)會(huì)較多,。東晉年間，即4世紀(jì)時(shí),，或許就已經(jīng)有煉丹術(shù)士發(fā)現(xiàn)了含硝混合物的爆炸現(xiàn)象,。唐代流行的伏火法與火藥的發(fā)明關(guān)系密切。 “由于史料極為有限,，且形成年代難以確考,，目前僅可大致推測(cè)，唐代煉丹術(shù)士利用硝與草木藥合燒硫磺,，改造硫磺藥性,，獲得不易揮發(fā)的‘伏火硫磺’；又以硝與草木藥合燒,，獲得喪失助燃性的‘伏火硝石’,，可見當(dāng)時(shí)對(duì)于硝硫炭質(zhì)混合物易燃易爆，已有了明確的認(rèn)識(shí),?！编嵳\說,，“當(dāng)某些術(shù)士開始嘗試?yán)眠@類混合物的破壞力時(shí),，火藥的發(fā)明也就不遠(yuǎn)了?！?/P> 降及清代,，官方火藥產(chǎn)量巨大，但在工藝技術(shù)層面卻缺乏革新,?！翱傮w而言，直到19世紀(jì)中期,，軍用黑火藥生產(chǎn)工藝,，包括制硝工藝，較之17世紀(jì)初并沒有特別改進(jìn),?！编嵳\說，“原材料方面,，硝土分布廣泛,，各省大體能自給自足,，而硫磺產(chǎn)地相對(duì)較少，往往需要從他省采買,。官造火藥大體分中央制造與地方制造兩部分,，供應(yīng)軍需之用?！?/P> 清朝在重慶開設(shè)了火藥局,，生產(chǎn)軍用火藥，主要由附近若干硝洞供應(yīng)原料,。按嘉慶《大清會(huì)典事例》卷六八六,，乾隆二十年（1755）奏準(zhǔn)：“川省需硝，向在重慶設(shè)局,，於川東所屬南川,、彭水、酉陽三場采辦,，但南,、彭二廠，洞老土淡,，酉陽所產(chǎn)甚微,。江油縣有硝洞八，無礙田廬,，請(qǐng)行開采,。”可見在18世紀(jì)中期之前,，四川東部的南川,、彭水、酉陽是省內(nèi)軍需硝石的主要產(chǎn)地,。2014年,，彭水縣的紅巖洞也曾發(fā)現(xiàn)大型硝洞遺跡。乾隆年間,，彭水縣,、黔江縣（今黔江區(qū)）均屬酉陽直隸州。至于賀家洞的具體開采年代,，尚需探索,。結(jié)合傳世文獻(xiàn)與遺址考察，對(duì)于認(rèn)識(shí)古代開采,、加工硝石的實(shí)態(tài)與軍需供應(yīng)鏈均有幫助,。 與武器發(fā)展相伴 火藥在發(fā)明之初便被用作武器。10世紀(jì)末至11世紀(jì)初，宋朝開始量產(chǎn)軍用火藥,，主要是含硝量較低的火藥膏,，用于制造弓弩發(fā)射的燃燒箭與投石機(jī)拋擲的燃燒彈。12世紀(jì)至13世紀(jì),，在宋金元三朝的長期戰(zhàn)爭中,，出現(xiàn)了利用高硝火藥沖擊波的硬殼爆炸彈以及原始的管形火器。最遲13世紀(jì)末,，元朝軍隊(duì)已開始裝備管形金屬火器,，此后火藥主要用作發(fā)射藥。 “到了14世紀(jì)中葉,，元末群雄混戰(zhàn),，火銃已非罕見之物?！编嵳\介紹說,，“至14世紀(jì)后期，明朝軍隊(duì)裝備了大量金屬火器,，如銅手銃,、碗口銃等。15世紀(jì)初,，以永樂天字銅手銃為代表的傳統(tǒng)火器達(dá)到了技術(shù)高峰,。” 同時(shí),，中國火器技術(shù)也在向外擴(kuò)散,。13世紀(jì)前后，中國火器技術(shù)向周邊擴(kuò)散,，間接催生了歐洲的火藥武器,。16世紀(jì)前葉，歐洲火器又經(jīng)海路傳入東亞,。17世紀(jì)末,，清廷掌握的火炮技術(shù)接近歐洲水平,，但此后便長期停滯,。 “18世紀(jì)至19世紀(jì)初，中國的火器技術(shù)大體上沒有什么改進(jìn),，仍采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)16-17樣式的槍炮,。”鄭誠介紹說,，“到第一次鴉片戰(zhàn)爭時(shí)期,，清軍的火器已與歐洲產(chǎn)品存在代差。工業(yè)革命推動(dòng)軍火工業(yè)快速發(fā)展，到第二次鴉片戰(zhàn)爭時(shí)期,，雙方的差距進(jìn)一步加大,。” 最終,，在19世紀(jì)中后期,，經(jīng)過兩次鴉片戰(zhàn)爭及太平天國戰(zhàn)爭，清末轉(zhuǎn)向全面引進(jìn)西方近代軍事技術(shù),。19世紀(jì)末,，隨著近代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，古老的黑火藥也被各類無煙火藥取代,，逐漸退出了軍事領(lǐng)域,。
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