在火藥變成爆竹之前，古人都經歷了什麼？
在家上世界名校通識課
文 | Evan老師
摘自世界名校通識音頻課
《MIT極簡科學史》
火藥的誕生「純屬意外」
大家從小在課本里就學到：火藥是中國古代的四大發明之一。不過， 你真的了解火藥嗎？
舉個例子：你知道火藥究竟是怎樣誕生的嗎？火藥為什麼以「葯」命名呢？火藥的發明究竟如何影響了人類文明的發展呢？
其實，火藥的發明可以用周杰倫的一句歌詞描述：「海鳥和魚相愛，只是一場意外。」火藥的發明純屬一場意外，不是誕生在彈藥領域，不是搞軍事用途的，而是在中國古代帝王為追求長生不老這一荒唐目的中被意外發明出來的！
事情是這樣的——古代阿拉伯人比較貪財，他們的愛好主要是鍊金術，希望把一元硬幣煉成一塊金幣。
相比之下，中國古人對煉黃金不是很感冒，而且中國的金銀也比較多，不太在乎。雖然沒把時間留著煉金子，但是中國古人也沒閑著，喜歡養生， 特別怕死，而且還總想著能夠長生不老。
這裡多說一句：愛養生這一習俗，一直保持到了今天。如果你現在打開電視，一定有一個頻道，裡面一個老專家告訴你該如何養生、吃什麼、怎麼吃，甚至可以說，每個父母的朋友圈出現最多的就是養生信息。
早在我國秦漢時期，各種江湖上的神人——「煉丹術士」為滿足帝王貴族們的「長生」幻想，對於煉仙丹情有獨鍾，大力支持，不妨腦補一下《西遊記》裡面的太上老君的樣子。
在古代，人們認為硝石和硫磺都是好的藥材。其中硝石被認為是上品葯，硫磺被認為是中品葯，被煉丹大仙們用在煉製長生不老葯上。
於是他們就用硫磺、硝石(硝酸鉀)、木炭粉等材料煉製 「仙丹」，一硫二硝三木炭，這是火藥的組成成分。
煉丹的神人們原本希望在丹爐里可以順順利利地煉出「仙丹」 ，但不幸的是，煉丹過程中時有意外發生——「仙丹」要麼著火，要麼爆炸。
漸漸地，人們開始對這一現象進行研究，最終發現：原來硫黃和木炭粉燃燒的速度很快， 而硝石燃燒時會放出大量的氣體。這種氣體不但加速了硫黃和木炭的燃燒（這個氣體就是氧氣。火藥這事，顯然是個化學工作。）而且因過熱還會發生膨脹（熱脹冷縮）。
如果煉丹爐是一個小的密閉容器，那麼膨脹的氣體就會發生爆炸。 當爆炸的事情發生多了，人們就開始注意到，硫磺、硝石、木炭可以組合出一種神奇的物質。人們稱這種神奇的物質為「火藥」，意思是「著火的葯」。
然後，火藥就這樣誕生了。火藥顏色烏黑，又被稱為黑火藥，是在點燃的情況下，自身能進行迅速而有規律的燃燒，同時生成大量高溫氣體的物質。
所以說，火藥本來想的是長生不老的 「仙丹「，估計發現吃黑火藥也無法長生不老，所以只好給它再找個用途。一不小心成為了改變人類歷史的偉大發明。 很難想像當時的這些帝王們是怎麼吃得下去「火藥丸」。
爆竹是怎樣「煉成」的？
火藥誕生之後，可並沒有被當成武器使用。人們並沒有想到這玩意有啥用呢？直到三國時期，有一個聰明的技師馬鈞，用紙包火藥的方法做出了娛樂用的「爆仗」 ，開創了火藥應用的先河。
爆竹可以說是火藥最常見的應用。每逢喜慶的日子，人們總愛點燃爆竹來增添喜慶的氣氛。爆竹「噼啪」響 「噼里啪啦，噼里啪啦......」
這裡講一個爆竹爆炸的原理的小知識：爆竹結構非常簡單，最外層，是一層紙圈（一般是紅色的），裡面是由一層層厚厚的薄紙捲成的紙筒，紙筒里裝著黑色的火藥。
紙筒一端插著一根引線， 引線與火藥相接觸，另一端用黏土封住。當被點燃的引線把火藥點著時，紙筒里立即發生一個劇烈的化學反應：火藥中的木炭、硫黃與硝酸鉀相互作用，放出大量的熱，同時生成許多氣體——氮氣、二氧化碳等。
產生的氣體的體積越來越大， 氣體一下子就把紙筒炸開了，就像氣球爆炸一樣。這就是爆竹爆炸的原理，也是其他一些常規爆炸物爆炸的原理。
簡單講：就是在有限的空間里瞬間產生大量的氣體， 撐破外層的紙。
從爆竹變煙火
只需要一個秘密武器
當然現在的爆竹花樣很多，顏色五彩斑斕的，還有各種各樣的圖案。同學們去迪斯尼樂園，晚上就會有煙火表演。非常的漂亮。
那麼為什麼會有各種顏色呢？這些美麗的彩花又是怎樣形成的呢?
煙花的秘密，就是在火藥里加入「變色劑」。人們在製作煙火的過程中，會調節混雜的比例和先後順序控制煙花的顏色和圖案。
「變色劑」並不神秘，其實就是一些普通的化學藥品——金屬鹽類。這些金屬鹽類在高溫下，會發生一種稱為「焰色反應」，反應的結果是放射出各種彩色的光。例如，鈉燃燒發出黃光，鋇燃燒發出綠光，紫色由鉀燃燒得到，紅色由鍶燃燒得到。
此外，為了讓煙花更加明亮，人們還在火藥中加入一些「光輝劑」，主要就是鋁粉或者鎂粉，這些金屬的粉末能夠猛烈燃燒到白熾狀態，發出明亮、閃爍的光芒。這樣，煙火引燃後，便能在漆黑的天空中引燃，使發光劑綻放出鮮艷奪目、五彩繽紛的圖案。
火藥的破壞性有多強？
到唐朝末年，火藥開始應用于軍事領域。不過最初的武器只是藉助火藥燃燒的能量，而不是爆炸的威力。比如最原始的「火炮」 ，人們利用拋射石頭的拋石機，把火藥包點著以後，拋射出去，燒傷敵人。
從北宋到明代，火藥箭、火球、火槍、火炮相繼問世，人類的戰爭進入到了熱兵器時代。火藥也被大規模地應用在戰爭中發展。
隨著化學的發達，各種火藥的研究也跟著進展，到了十九世紀，火藥和硝酸甘油合成，製造出帶有強烈爆發力的炸藥。而發明炸藥的人同學們一定都認識，就是瑞典人——諾貝爾。
炸藥的出現給人類生活帶來極大進步。例如開山鋪路，各種礦石的開採。但也帶來極大的負面影響。作為戰爭武器，奪走眾多人的生命。
以前一場戰爭可能死掉成千上萬人，現在炸藥的使用，可能幾十萬人瞬間死亡。戰爭變得非常的殘酷。而且很不幸， 諾貝爾的家人也死於爆炸中。
所以，晚年的諾貝爾對於自己所發明的東西竟然奪走這麼多人的性命感到深刻的傷痛。為了內心的贖罪，1895年十一月，諾貝爾在遺言中交待， 要以他的財產設立一項基金——就是今天全世界科學界最重要的獎勵——諾貝爾獎，對人類有貢獻的傑出人物提供資金支持。
就這樣，諾貝爾從炸藥這項科學技史上的重大發明所得的利益，全部以贖罪的心態貢獻給後代的科學家。這就是今天諾貝爾獎的真正由來。
……
以上內容，整理自少年商學院世界名校通識音頻課《MIT極簡科學史》其中一講（共36講，每講10-12分鐘），由曾在矽谷中學任教的少年商學院教研總監Evan老師講授，適合8-13歲孩子。點擊下圖，即可訂閱/收聽！
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