後夜再翻花上錦,不愁零落向東風。
火藥發明之後,設計師和匠師們就要不斷改進它,設法增強它的威力。除了火藥配方的調整外,更關鍵的是提高硝石、硫磺的純度。因此在元明之際,火藥作坊對硝土和硫磺的提純工藝著實下過一番功夫。關於硝石的提純,直到宋代仍無很大改進,隻是簡單的煎淋一蒸發濃縮一重結晶。及至元代,名醫朱震亨在其《丹溪心法》中提及利用蘿卜來提純芒硝,即用芒硝溶液與蘿卜片同煮,然後過濾、重結晶。在這個過程中,藉蘿卜的吸附作用清除了芒硝中的硫酸鎂和一些鹽分,使芒硝由“鹹苦”變“甜”。及至明代,這種方法被推廣用到硝石的提純上,因為MgSO
O具有強烈的潮解性,用含這種雜質的硝石製造出來的火藥,勢必很易受潮而失效。在明代初年的一部火藥與火攻術的專著《火龍經》中及萬曆二十六年(公元1598年)趙士楨撰著的《神器譜》中就都記載了這種提硝法。並且還提到,在溶解硝石後,先要加些明礬、廣膠,再與蘿卜同煮。這樣經過濾、濃縮、結晶後,不僅鎂鹽,而且原硝石中混有的細沙泥、石膏、鐵質等雜質也都將一起被除去。若硝石中含有較多的食鹽成分,那麼在這個過程中,由於溫度對NaCl和KNO
溶解度的效應差別懸殊,食鹽成分也就隨之留在了溶液中而被分離掉了。及至天啟年間(公元1621—1628年),茅元儀所撰《武備誌》又改進了提硝法。他指示用灰霜(即K
)來沉澱清除硝石中的鎂鹽、鈣鹽和鐵鹽。顯然,其效果更優於蘿卜法,而很接近現代化學實驗室中的方法了。
宋神宗熙寧年間(公元1068—1077年)改革了軍製,設置了軍器監,總管京師各州的軍器製作,規模宏大,分工很細,其中有“廣備攻城作”,即國防工場,其中就有專門研製火藥的作坊。從此火藥的進步很快,到了北宋末年,便已有“霹靂炮”、“震天雷”等爆炸性很強的武器,表明那時對於提純焰硝已經很有經驗。據北宋抗金將領李綱的自述,靖康元年(公元1126年)他曾用霹靂炮擊退金兵對汴梁的圍攻。其時的炮彈已是以鐵作外殼,威力極大。據《金史》描述,這種火炮“火藥發作,聲如雷震,熱力達半畝以上,人與牛皮皆碎迸無跡,甲鐵皆透”(圖3-12)。
中國煉丹術自始至終主要是采用火煉的方法,而硝石、硫磺又都是最常用的藥劑,而且一個是“陰君”(硝石),一個是“陽侯”(硫磺),所以它們在丹鼎中相遭遇,一起被加熱的機會是非常多的,若煉丹家又發奇想,再摻入些草藥、油脂、蜂蜜之類的東西,就構成了一個原始的火藥配方,就難免發生“炸鼎”的災難事故。唐代時一個托名鄭思遠的方士寫了一本評論煉丹術的書,書名叫《真元妙道要略》,曾說:“有以硫磺、雄黃合硝石並蜜燒之,焰起燒手麵及燼屋舍者。”並提出警告:“硝石不可合三黃(硫磺、雄黃和雌黃)等燒,〔否則〕立見禍事。”指的就是這種情況。在葛洪的《抱樸子·內篇·仙藥》中收錄了一個“服雄黃法”,就是把雄黃、硝石用豬大腸攪拌了,放在坩堝中加蓋火煉。在這種情況下,如果硝石的比例較大,就會發生爆炸。當然,在這些“禍事”不斷發生的同時,方士們也在總結經驗和教訓,他們一方麵想方設法避免這種“禍事”發生,於是總結了許多預先使硝石、硫磺“變性”的措施、手段,即各種各樣的“伏硫磺法”和“伏硝石法”,把它們轉變為其他物質,以製伏它們的“暴烈性格”;另一方麵也在考慮和試驗,怎樣的配方可以發生最猛烈的爆炸和燃燒,尤其是那些身兼“軍師”的方士對此更感興趣,他們相信這將大大加強火攻的威力。這就引導著他們走向火藥的發明和火器的研製。
至於硫磺,無論是采集自火山區的,還是用黃鐵礦燒煉出來的,相對來說純度都相當高,主要是有一些泥沙混雜。所以直到火藥、火器大發展的明代時才出現其提純法,其中最重要的要算油煎法了。《武備誌》和焦勖的《火攻挈要》(公元1643年)中都有記敘,但以清人鬱永河所寫《采硫日記》記載最詳。這部《日記》是在清康熙三十五年(公元1696年)冬榕城(今福州)火藥庫遭大火焚毀後,他奉旨去台灣雞籠(今基隆)、淡水采購硫磺時的實錄。這種提硫法是先在大鐵釜中放入菜子油(《武備誌》用麻油),再將碾磨如粉的硫土放入油中,但不加熱,強力攪拌,硫磺粉質輕而且有親油性,於是浮在油層中,形成懸浮液;砂粒質地沉重,便下沉到釜底。靜置片刻後,將混有硫磺的油液舀至另一釜中,加熱至近沸時,硫磺熔化,於是凝聚起來,下沉於釜底。冷卻後硫磺便凝結成塊,取出,打碎使用。油可再反複使用。