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丝路上的火箭

2021-10-11陈巍

中国科技教育 2021年3期
关键词:火药火箭

陈巍

随着我国载人航天技术的快速发展,到文昌航天发射场观看火箭发射,成为海南旅游的一个金字招牌。作为最早发明火箭的国度,中国在历经近代技术落后、数代航天工作者奋力攻关,取得一系列重大突破后,重新站在了世界航天最前沿,这无疑是值得我们自豪的。回顾火箭在古代世界的发展,也有助于我们更加全面地了解人类实现飞天梦想的曲折历程。

以火纵箭

中国古代的火箭先驱都有谁?近几十年来,一个人的名字逐渐广为人知,他就是明朝的万户。相传素怀升天之志的万户,手持两张风筝,让人将自己捆绑在座椅上,并在椅子后安装了47个火箭作为推进装置,他的设想是借此升到天上,并把风筝作为降落伞。火箭点燃后,万户升空了,但火药却在空中爆炸,万户被炸身亡。万户因此被誉为“火箭飞行第一人”,他的名字被用于命名一座月球背面的环形山。

对于这则故事,人们除了感叹因为不懂火箭技术原理导致灾难发生外,万户其人的真实性也一直备受质疑。因为这则故事实际上是“出口转内销”的产物,在中国史料里完全查不到相关记载,“万户”这个名字最早出现于1909年《科学美国人》里的一篇缺乏严格历史考证的科普文章。随后不少西方作者又纷纷转引这篇文章的观点,使之成为一则现代传说。尽管如此,古代火箭最早出现在中国,的确是世界公认的。

“火箭”一词在中国出现很早,指的是箭头装有纵火物的箭矢。据《三国志》记载,魏明帝太和二年(公元228年),蜀国军队攻打陈仓,魏国守将郝昭用火箭逆射云梯,云梯燃烧后烧死了上面的蜀兵。这是我国史书上关于“火箭”一词最早的记载。更加令人印象深刻的,是衍生于《三国演义》“草船借箭”故事的问题:为什么曹操不下令用火箭射诸葛亮的草船呢?原来,这种旨在通过弓的力量将易燃品发射出去,引燃对方的粮食和军械,而非杀伤敌人的纵火箭,射程不足,纵火效果也不稳定,因而无法用于攻击大雾中的来敌,这一设定是可靠的。

到了隋唐时代,抟砂弄汞的炼丹家,发现将硫磺、雄黄、硝石和蜜共同放入火炉,容易发生剧烈的爆炸现象。在进一步研究这些材料的配方的基础上,火药被发明出来。到了宋朝,随着黏稠的膏状火药被固体火药取代,火药被广泛用于娱乐活动,出现了用纸筒包裹,下部装发射药,上面装爆药,二者之间以药线相连的爆竹。点燃发射药后,纸筒下部喷出火焰和气流,产生反作用力,使装置升空。发射药燃尽后,爆药被引爆,于是纸筒被炸开并发出一声巨响。这一技术很快被应用到军事方面以增加弓箭的射程,于是纵火箭就演变成了更接近于现代意义的火箭。12世纪的宋金战争中,宋朝军队曾依靠秘密武器,即使用黑火药的霹雳炮和霹雳弹,改变了战局。火箭的威力从此给人留下了深刻印象。

初为西人所识

由于金朝与宋朝科技发展水平相近,在其统治下的开封等地,也聚集了不少制作火药和火器的工匠。1234年,蒙古攻灭金朝,这些工匠成为蒙古统治者珍视的技术人才,被编入蒙古军队随军西征。这次战役蒙古人一直进攻到波兰和匈牙利,引起欧洲人的巨大恐慌。蒙古人使用的火器对这种恐慌起到了火上浇油的作用。据一位躲藏在战场附近修道院里的目击者描述,蒙古人从一种木筒中成束地发射火箭。由于木筒上绘有龙头,这种武器被波兰人称作“中国喷火龙”。

蒙古的西征随着第二代大汗窝阔台的去世而中止,惊魂未定的欧洲教廷派出一批传教士出使蒙古汗廷。其中,方济各会修士鲁布鲁克的威廉于12531255年出使,他撰写的游记引起了同为方济各会成员的英国大学者罗吉尔·培根的关注。培根也是一名钻研物质转化的炼金家,在其1267年出版的《工艺与自然的奥秘》中,他成为第一位对火药展开论述的欧洲人。

不久,出现了另一部托名“希腊人马可”的《焚敌火攻书》。虽然这部书出现时间稍晚,但学者们多认为,它是某个居住在西班牙的穆斯林从阿拉伯语著作中翻译的,其母本很可能对培根等欧洲学者产生影响。

《焚敌火攻书》汇集了35个与战争、灯具、防治燒伤和制备硝石等化学药品相关的“秘方”,其中有4个配方描述了如何配置类似于火药的混合物,其中硝石含量从66.5%到75%不等,恰好是制造火器所对应的最佳范围。然而,直到12世纪,人们才在欧洲找到硝石的出产地。为什么欧洲人无需反复实验,从一开始就能够把一种比较新颖的材料,以恰当的比例运用到特定领域实践中?“站在巨人的肩膀上”可以成为一个合理的解释,即这些知识的来源可最终追溯到中国。

零星的出使记录无法带来火器的充足信息,欧洲本地又缺乏深厚的工艺积淀。在这样的情况下,既与蒙古人密切接触,又长期进行炼金等化工探索的阿拉伯世界的媒介作用,就不容忽视了。1256年,蒙古人建立了以现代伊朗为主要统治区域的伊利汗国,包括火药在内的大量中国知识传入这里,以至于硝石在阿拉伯语中被称作“中国雪”,在波斯语中则被称作“中国盐”。

1294年,一位服务于埃及马穆鲁克王朝的叙利亚学者哈桑·拉玛,用阿拉伯语撰写了《马术和战争策略大全》,这是现存最早的提及硝石提纯的阿拉伯语论著,它还记录了107个火药配方,其中22个与火箭有关。这些配方里包含了一些典型的中国因素,同时书中还记载了火枪等源于中国的武器。由于伊利汗国军队实际上较少使用火器,而马穆鲁克王朝与东欧钦察汗国具有盟友关系,这些知识有可能是经海路或东欧草原绕道从中国来到埃及的。1320年,另一名叙利亚人沙姆丁在《诸艺大全》一书里,也搜罗了有关“中国箭”、火铳等器物的资料,还附有插图,这些火器均可看出仿造自中国技术和样器。

发扬光大

和中国类似,掌握火药技术的欧洲人起初也仅将其用于烟火。直到13791380年,意大利两个互相竞争的商业城邦,热那亚和威尼斯在基奥贾海战中,才首次使用火箭这种武器。1405年,曾参加十字军东征的德国军械家凯泽尔在其著作《战争堡垒》中描述了几种火箭的形态,其中一种叫作“飞鸟”的鸟形火箭弹和中国“神火飞鸦”很像。凯泽尔喜欢把他所记载的许多兵器归功于古代征服东方的亚历山大大帝。不过,由于此书插图里的人物身着阿拉伯服饰,所以“飞鸟”也有可能源于东方。和凯泽尔同时代的法国人让·弗鲁瓦萨尔则发现,把火箭放到管中发射,可获得比弓箭发射更高的精确度,这让他成为现代火箭炮思想的先驱。

14世纪,面对改进后的中世纪欧洲城堡建筑,蒙古人一筹莫展。同时,对火器的改进,使得欧洲人在军事上获得了更大优势。不过,火炮、火枪等武器,在战争中比火箭更具杀伤力,这使得在此后几百年里,火箭在实用领域进步相对缓慢。尽管16-17世纪欧洲人提出过诸如多级火箭、火箭排炮和三角翼等理念,但在实战中,直到18世纪末,装备大量铁管火箭的印度迈素尔军队,仍可两次成功抵御英国东印度公司的侵略。迈索尔苏丹花了很大力气研发这种利用火药驱动铁管里的利剑射杀敌人的火箭。火箭手会根据铁管直径和目标距离计算火箭发射角度,使用轮式发射器同时发射5~10枚火箭。以迈索尔火箭为基础,英国随后设计了康格里夫火箭,后者在19世纪中前期的战场上大显威力。

总地来说,20世纪之前,火箭主要作为一种武器得到研制和改进,人们对它在空间探索领域的潜在用途认识较少。从这个角度看,传说中的万户,的确反映了中国人以和平及满足人们好奇心为目的发明和使用火箭的良好愿望,这是我们今天应当继续传承和弘扬的。

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