火药简史
火药最初是中国人的创造，曾作为中国古代的“四大发明”之一，而对世界历史的发展起到了巨大的作用。还在诺贝尔发明现代炸药的几十年前，马克思和恩格斯都曾对火药在世界历史中的作用给予了中肯的评价。马克思说：“火药把中世纪的骑士阶层炸得粉碎，从而奠定了人类进入资本主义时代的社会阶级基础。”恩格斯也说：“火药和火器的采用决不是一种暴力行为，而是一种工业的，也就是经济的进步。”
古代炼丹家的贡献
我们现在知道，火药的主要成分有三种：硝石、硫磺和木炭。这三样成分在我国都被叫做“药”，都有不同程度的药物性能。它们合在一起就产生一种新的特性，即能燃烧和爆炸。用化学术语来说就是，硝石又叫硝酸钾，是一种氧化剂，硫和炭是还原剂，极容易被氧化。当它们混在一起燃烧时，氧化还原反应就会迅猛进行，产生高热和大量气体，体积可在瞬间膨胀到原来的100多倍。如果火药装在陶罐或铁皮里面，就会随着火药体积的突然膨胀而爆炸。这就是最早的火药——黑火药，因常常呈现出褐色，所以又被称为“褐色火药”。
那么，火药怎么会来自一种“长生不老”药呢？顾名思义，火药就是能着火的药，而药当然是能给人治病、健身的东西。“火”表明这种东西的燃烧或爆炸特性，“药”则表明它最初来源于人们对养生治病的追求，主要是古代道士们对长生不老的追求。换句话说，火药是古代炼丹家们在长期的炼丹——最原始的化学实验过程中创造出来的。
火药的发明过程可以追溯到遥远的年代，它既与劳动人民的长期艰苦的生产实践有关，更与古代炼丹家们在某个特定历史时期的炼丹活动关系密切。
早在殷商和周王朝时期，我国就已经有了相当发达的冶金事业，并广泛地使用了木炭。硝石和硫磺在自然界里都是独立的存在物，很早就被人们开采，并对它们的性能获得了初步的认识。秦汉之际出现的炼丹术士们就开始摆弄这些东西，并发现了它们许多新的特性。
现代的科学史家们往往把炼丹术看作是近代化学的先驱。炼丹家们的炼丹活动正是近代化学实验的原始形式。但是，炼丹活动并不等于近代化学家们所做的各种化学实验，炼丹家们的目的并不是为了探求物质的化学性质及其组成，而是为了寻求“长生不老”药。因为他们相信，“我命在我不在天”，认为老天并不能主宰人，神灵也毫不可靠，祈求神灵保佑健康长寿也是徒劳。有病必须求医，想长寿完全可以依靠服食“仙药”，而“仙药”并不是天赐神与，它是完全可以由人制造出来的。这些朴素的唯物主义思想成了炼丹术具有相当程度的科学性的思想根源。
为寻求这种“长生不老”药，一代又一代的炼丹家们在草木之药、黄金、石头、水银、白银等化学物质中寻找和配制。到汉武帝时，炼丹已经相当普遍。到魏晋南北朝，炼丹术已经发展到它的鼎盛时期，这时，从汉代就已形成的九鼎丹法和太清丹法两大支里，又生出许多小道旁门，著名的道士和炼丹家如东汉末的魏伯阳、晋代的葛洪、梁国的陶弘景等，都有炼丹专著，实践成果也很丰富，被后世丹家奉为鼻祖。
古人炼制丹药分大丹和小丹，大丹需要经过炉火炼制，得金丹，这种方法叫火法炼丹；小丹即直接应用五金八石等物质，并须先将这些药物溶化成水，这种方法又叫水法炼丹。其中，以火法炼制大丹又有南北两个系统。北方系统以《龙虎经》和《参同契》为代表，主要是炼砂汞为还丹，一种炼法是将汞与硫磺合炼得到丹砂，这是一个非常重大的化学成就，也是人类最早通过化学合成方法得到的人造化合物。而在水法炼丹中，使用最多的是硝石和醋酸配合，或单用硝石或醋酸，其中有十分复杂的无机和有机化学反应过程，从而制得硝酸等崭新的化合物。这样，炼丹家们对硫磺和硝石的化学特性获得了比较全面的科学认识。
再进一步，炼丹家们自然得到了一副火药的配方，这是令人惊奇的。“长生不老”药的确是没有能够炼制出来，反倒获得了与“长生不老”毫不相干的许多化学知识，如他们对金、银、汞、铅、硫、硝、炭（碳）、铜、铁、醋酸等等诸多化学物质的特性及其化学反应过程几乎已了如指掌，其中尤其是对铅的化学特性、铜铁之间的置换反应及硝石、硫磺和木炭之间关系的认识，具有近代化学的明显特征。而最后这一点正与火药密不可分。
火药的诞生
在我国西汉时期的道家典籍《淮南子》（公元前150年）中就有关于硫磺的记载。成书于公元前后的《神农本草经》，将硫磺和硝石作为可治病的上品药物列了出来。西汉时淳于意还曾用硝石治疗王美人的疾病。炼丹家们又在他们长期的炼丹实践中将硝石、硫磺、雄黄和松脂、油脂、木炭等材料不断地混合、煅烧，这使火药的发明成为必然。
硝石，古人又写作消石，意思是它是一种能够消化各种石头的东西。隋唐时期，炼丹家们已经认识了它的焰色反应。例如，一部叫做《九鼎丹经决》的丹道经典就记载说：“烧之紫青烟起，仍成灰，不沸无汁者是硝石也。”说硝石燃烧时的火焰呈现出紫青色，并把这一点作为硝石与朴硝、芒硝的重要区别之点。“不沸”而又“成灰”，表明其中的硝酐具有较强的氧化作用，这是它跟硫酸盐、盐酸盐的重大区别，燃烧时出现的紫青色火焰，是钾离子的焰色。从现在的化学知识来看，用这两条来辨认硝石（KNO3），是十分科学的。
炼丹家们还对硫磺的各种特性进行了“实验”观察和研究，他们发现，硫不仅能和铜铁起化合反应，而且能制服神奇的水银（汞）。硫的化学性质非常活泼，很容易着火，跟空气中的氧起化合反应，这使人们很难制服它。古人为了驯服它这种暴烈的性格，就尝试着对硫磺进行“伏火”处理。“伏火”原本也是一种疗除疾病的方法，炼丹家们根据中医理论中的阴阳、五行和脏象经络之说，认为硝石和硫磺都是阳物（因为它们都能着火），会有阳火之毒，能败人五脏。为了使人服食之后不仅没有任何毒性，而且能滋润五脏，使人体内五脏之气和合混融，助益长寿，就必须设法制伏火毒，这就是“伏火”。“伏火”的具体方法也很简单，就是“以毒攻毒”，用火烧一下，火毒也就自然被消除。当然也还有其他的伏火法，而只有一种伏火法对火药的发明起到了决定性的作用。
关于黑火药配方和燃烧的最早记载，出自唐代初年著名中医、“药王”、养生家兼炼丹家孙思邈所著的《丹经内伏硫磺法》一书。这也是世界上最早的轻工业火药原始配方的记载。它描述了对硫磺的伏火方法：把沙罐或销银锅埋进土里，罐口或锅口与地面平，周围要用土夯实，把硝、硫各二两放进去。然后用火烧皂角子三杖，不要烧成灰，而烧成炭就行，再一个个放入罐或锅中。这时，刚刚烧过的皂角子带着余火与硝石和硫磺接触，硝和硫就会自动燃烧起来。等待焰烟冒完之后，用木炭推到罐口上加热，就得到了一副黑火药的配方。这里，黑火药的三种主要成分都已齐备：硝、硫和炭。只因为炭没有研碎，并与硝、硫充分均匀混合，因此反应不够剧烈，加之“伏火”的目的在于防止和避免发生剧烈的燃烧和爆炸，一些措施也只使反应出现燃后冒出紫青焰火的结果。后来，人们逐渐从避免爆炸到有意识地利用爆炸，摸索出各种黑火药的配方，形成了一个独具特色的黑火药体系。
在孙思邈之后，唐代一位叫郑思远的丹家撰写了一部《元真妙道要略》的丹道典籍，记载着这样的一种火药制法：“以硫磺、雄黄合硝石并蜜烧之。”就是用硝石、硫磺、雄黄和蜂蜜在一起烧炼。因为蜜作为有机物，含有丰富的碳元素，它又是半液体的流质物，能够和硝石、硫磺充分均匀地混合，烧炼时突然起火爆炸。“焰起烧手面及烬屋舍”，烈焰猛烈冲起来，烧坏了人的双手和面部，并冲上屋顶，烧毁房梁。这表明，充分均匀混合的硝、硫和炭能够发生剧烈的爆炸反应。至此，黑火药的典型配方和它的巨大威力就被中国人掌握了。
其实，在炼丹炉中发现这种爆炸现象，要比这一发明和发现的记载早得多。例如《太平广记》一书就记载着，隋唐初年，一个叫杜子春的人去拜访一位炼丹老人，半夜时被一声巨响惊醒，看到炼丹炉有“紫烟穿屋上”，房屋顿时着起火来。这很可能是炼丹时配制药方，无意识地造成火药配方，不小心引起的燃爆现象。
火药就这样诞生了，它是我国古代人民在指南针、造纸术和雕版印刷术的发明之后，对人类文明所做出的又一重大贡献。“四大发明”至此已基本完成。
火药在军事上的应用与发展
火药虽然在唐代初年就已经发明出来，但之后却一直是炼丹家们丹房中的秘密，并没有很快地应用于生产或军事活动之中。直到宋代才有了这样的应用。
最早最系统地记载火药应用的，是1040～1044年间由曾公亮、丁度编撰的《武经总要》。这是一部专门研究军事和兵器的著作，其中收录了火药在宋元间的三种主要用途和三个新配方。
火药的三个配方分别是（此处不予全录，只择其要）：
（1）火药方：晋州硫磺14两，窝黄7两，焰硝40两……松脂14两……（2）蒺藜火球方：硫磺20两，焰硝40两，粗炭末5两，沥青2.5两，干漆末2.5两，桐油、小油、蜡各2.5两……（3）毒药烟球方：硫磺15两，焰硝30两，草乌头、巴豆、狼毒、木炭末各5两，桐油、小油、沥青各2.5两……这里的“两”是我国古代采用的旧市制单位，16两相当于1斤。这样，在三个药方中，硝、硫磺、木炭的重量百分比分别是：
（1）65.6%，34.4%；（2）61.5%，30.8%，7.7%；（3）60%，30%，10%。
从现在的化学知识可以知道，在黑火药发生爆炸时的化学反应过程中，硝、硫、炭的重量比应该是75%、12%、13%；或者是78%、12%、10%。把这个比例与《武经总要》中所记载的三个药方相比较，可以看出，第（1）方中不含木炭，严格说来不能叫“火药”，只能叫燃烧剂。第（2）、（3）两方中，硫的含量都比理论上应该具有的含量大得多，硝、硫的比例约为2比1，木炭的含量变化很小。所以，这后两个方子实际是一个配方，所不同的只是添加的其他副料有区别，而按正常爆炸的化学反应的客观要求，这两方中硝、硫和炭的有效重量应该分别是：硝25两，硫磺3.3两，炭5两，总重量为33.3两。而所谓“烟球”、“火球”的说法则表明，由于它们的主要成分含量比例搭配并不符合理论上的恰当配合，因此爆炸力量很弱，甚至可能不爆炸，只是一种快速燃烧物，燃烧时只放出滚滚浓烟或球状火焰。因此，当时所出现的各种军用火器恐怕都不具有爆炸杀伤力。
在唐代的许多战争中，人们或多或少地利用了火药，但刚开始只是利用其燃烧性来打击敌人。据唐朝末年路振飞在《九国志》中记载，唐哀帝（公元905年～907年在位）时，郑率兵攻豫章，“发机飞火”，烧了龙沙门。这个比较可靠的记载表明，火药的威力已初步显示了出来，但仍主要不是依靠火药的爆炸性。
真正具有爆炸性的武器也只是到了北宋末年才开始出现。李纲在《靖唐传信录》中记载了一种霹雳炮，也是一种霹雳火。南宋高宗时期，北方金人完颜亮往南侵扰，与宋朝官兵在采石一带发生激战，宋朝官兵就使用了这种武器。李纲在书中曾这样来记述它的构造和威力：“以纸为之，而实之以石灰、硫磺。炮自空而下，落水中，硫磺得水而火作，自水跳出。其声如雷，纸裂而石灰散为烟雾，眯其人马之目，人物不相见。”他说，用纸来造霹雳炮，里面用石灰和硫磺充实起来。炮从空中落到水里，硫磺遇水而急剧燃烧，并从水中跳出来，爆出雷电般声响，外包石灰的纸被爆裂，而石灰粉就飞散开来形成烟雾，将敌人人马的眼睛毁坏，使他们失去战斗力。从这里可看出，霹雳炮对敌人的作用主要不是火药爆炸时所产生的杀伤力，而仅仅是通过爆炸将石灰粉泼撒开来，以迷失敌人眼目。它较小的爆炸力，及含有过量的硫磺，都可能与前面已说过的燃烧性火药有渊源关系。但这毕竟已是爆炸性火药，是火药自身的一种重要发展，这完全是靠火药在军事实践中的应用推动的。此后，火药的爆炸杀伤力便逐渐增强。
据记载，1232年，蒙古人包围了汴京（今河南开封）。金人防守京城，就使用了一种“震天雷”，“用铁罐盛药，以火点之，炮起火发，其声如雷，闻百里外，火（ruò）围半亩之上，火点著甲铁皆透。”和现在的炮弹很相似，把火药装进铁罐里，点火使它爆炸，声如炸雷，百里之外都可听见，燃烧的大火可蔓延半亩之广，并可将兵士穿戴的铁制盔甲烧透。由此可见，这时的火药已具有相当可观的爆炸杀伤力。
火药在军事上的应用推动了各种火器的发展，并且自身也在火器的推动下获得了发展。
