在火药变成爆竹之前，古人都经历了什么？
在家上世界名校通识课
文 | Evan老师
摘自世界名校通识音频课
《MIT极简科学史》
火药的诞生“纯属意外”
大家从小在课本里就学到：火药是中国古代的四大发明之一。不过， 你真的了解火药吗？
举个例子：你知道火药究竟是怎样诞生的吗？火药为什么以“药”命名呢？火药的发明究竟如何影响了人类文明的发展呢？
其实，火药的发明可以用周杰伦的一句歌词描述：“海鸟和鱼相爱，只是一场意外。”火药的发明纯属一场意外，不是诞生在弹药领域，不是搞军事用途的，而是在中国古代帝王为追求长生不老这一荒唐目的中被意外发明出来的！
事情是这样的——古代阿拉伯人比较贪财，他们的爱好主要是炼金术，希望把一元硬币炼成一块金币。
相比之下，中国古人对炼黄金不是很感冒，而且中国的金银也比较多，不太在乎。虽然没把时间留着炼金子，但是中国古人也没闲着，喜欢养生， 特别怕死，而且还总想着能够长生不老。
这里多说一句：爱养生这一习俗，一直保持到了今天。如果你现在打开电视，一定有一个频道，里面一个老专家告诉你该如何养生、吃什么、怎么吃，甚至可以说，每个父母的朋友圈出现最多的就是养生信息。
早在我国秦汉时期，各种江湖上的神人——“炼丹术士”为满足帝王贵族们的“长生”幻想，对于炼仙丹情有独钟，大力支持，不妨脑补一下《西游记》里面的太上老君的样子。
在古代，人们认为硝石和硫磺都是好的药材。其中硝石被认为是上品药，硫磺被认为是中品药，被炼丹大仙们用在炼制长生不老药上。
于是他们就用硫磺、硝石(硝酸钾)、木炭粉等材料炼制 “仙丹”，一硫二硝三木炭，这是火药的组成成分。
炼丹的神人们原本希望在丹炉里可以顺顺利利地炼出“仙丹” ，但不幸的是，炼丹过程中时有意外发生——“仙丹”要么着火，要么爆炸。
渐渐地，人们开始对这一现象进行研究，最终发现：原来硫黄和木炭粉燃烧的速度很快， 而硝石燃烧时会放出大量的气体。这种气体不但加速了硫黄和木炭的燃烧（这个气体就是氧气。火药这事，显然是个化学工作。）而且因过热还会发生膨胀（热胀冷缩）。
如果炼丹炉是一个小的密闭容器，那么膨胀的气体就会发生爆炸。 当爆炸的事情发生多了，人们就开始注意到，硫磺、硝石、木炭可以组合出一种神奇的物质。人们称这种神奇的物质为“火药”，意思是“着火的药”。
然后，火药就这样诞生了。火药颜色乌黑，又被称为黑火药，是在点燃的情况下，自身能进行迅速而有规律的燃烧，同时生成大量高温气体的物质。
所以说，火药本来想的是长生不老的 “仙丹“，估计发现吃黑火药也无法长生不老，所以只好给它再找个用途。一不小心成为了改变人类历史的伟大发明。 很难想象当时的这些帝王们是怎么吃得下去“火药丸”。
爆竹是怎样“炼成”的？
火药诞生之后，可并没有被当成武器使用。人们并没有想到这玩意有啥用呢？直到三国时期，有一个聪明的技师马钧，用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗” ，开创了火药应用的先河。
爆竹可以说是火药最常见的应用。每逢喜庆的日子，人们总爱点燃爆竹来增添喜庆的气氛。爆竹“噼啪”响 “噼里啪啦，噼里啪啦……”
这里讲一个爆竹爆炸的原理的小知识：爆竹结构非常简单，最外层，是一层纸圈（一般是红色的），里面是由一层层厚厚的薄纸卷成的纸筒，纸筒里装着黑色的火药。
纸筒一端插着一根引线， 引线与火药相接触，另一端用黏土封住。当被点燃的引线把火药点着时，纸筒里立即发生一个剧烈的化学反应：火药中的木炭、硫黄与硝酸钾相互作用，放出大量的热，同时生成许多气体——氮气、二氧化碳等。
产生的气体的体积越来越大， 气体一下子就把纸筒炸开了，就像气球爆炸一样。 这就是爆竹爆炸的原理，也是其他一些常规爆炸物爆炸的原理。
简单讲：就是在有限的空间里瞬间产生大量的气体， 撑破外层的纸。
从爆竹变烟火
只需要一个秘密武器
当然现在的爆竹花样很多，颜色五彩斑斓的，还有各种各样的图案。同学们去迪斯尼乐园，晚上就会有烟火表演。非常的漂亮。
那么为什么会有各种颜色呢？这些美丽的彩花又是怎样形成的呢?
烟花的秘密，就是在火药里加入“变色剂”。人们在制作烟火的过程中，会调节混杂的比例和先后顺序控制烟花的颜色和图案。
“变色剂”并不神秘，其实就是一些普通的化学药品——金属盐类。这些金属盐类在高温下，会发生一种称为“焰色反应”，反应的结果是放射出各种彩色的光。例如，钠燃烧发出黄光，钡燃烧发出绿光，紫色由钾燃烧得到，红色由锶燃烧得到。
此外，为了让烟花更加明亮，人们还在火药中加入一些“光辉剂”，主要就是铝粉或者镁粉，这些金属的粉末能够猛烈燃烧到白炽状态，发出明亮、闪烁的光芒。这样，烟火引燃后，便能在漆黑的天空中引燃，使发光剂绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案。
火药的破坏性有多强？
到唐朝末年，火药开始应用于军事领域。不过最初的武器只是借助火药燃烧的能量，而不是爆炸的威力。比如最原始的“火炮” ，人们利用抛射石头的抛石机，把火药包点着以后，拋射出去，烧伤敌人。
从北宋到明代，火药箭、火球、火枪、火炮相继问世，人类的战争进入到了热兵器时代。火药也被大规模地应用在战争中发展。
随着化学的发达，各种火药的研究也跟着进展，到了十九世纪，火药和硝酸甘油合成，制造出带有强烈爆发力的炸药。而发明炸药的人同学们一定都认识，就是瑞典人——诺贝尔。
炸药的出现给人类生活带来极大进步。例如开山铺路，各种矿石的开采。但也带来极大的负面影响。作为战争武器，夺走众多人的生命。
以前一场战争可能死掉成千上万人，现在炸药的使用，可能几十万人瞬间死亡。战争变得非常的残酷。而且很不幸， 诺贝尔的家人也死于爆炸中。
所以，晚年的诺贝尔对于自己所发明的东西竟然夺走这么多人的性命感到深刻的伤痛。为了内心的赎罪，1895年十一月，诺贝尔在遗言中交待， 要以他的财产设立一项基金——就是今天全世界科学界最重要的奖励——诺贝尔奖，对人类有贡献的杰出人物提供资金支持。
就这样，诺贝尔从炸药这项科学技史上的重大发明所得的利益，全部以赎罪的心态贡献给后代的科学家。这就是今天诺贝尔奖的真正由来。
……
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