“中国火药对世界的贡献，不仅体现在它改变了现代世界格局，还体现在它影响了人类的生活。”中科院自然科学史研究所研究员潘吉星如是评价，“以此看，明末清初无论如何都算是一个十字路口。”站在这个十字路口，最早发明火药的中国，在军用火器的道路上被西方远远甩在了身后，但却在民用烟火之路上一承前朝的绚烂，渐行渐远。
甲申之年的火器
1644年，按中国传统干支纪年法轮至甲申，真可谓中国乃至世界历史上名副其实的多事之秋。
一年时间里，明崇祯、大顺、大西、清顺治，不管国号如何更迭，帝位如何轮换，却少不了火药的影子。虽不能说“得火药者得天下”，但无疑，“火药在明末清初的战争中已经发挥出至关重要的作用”。台湾国立清华大学历史研究所的黄一农教授告诉本刊记者。
这年的农历三月十九日，“闯王”李自成的起义军云集北京城外，与明崇祯帝的秘密谈判破裂后，里应外合轻取北京，架在城墙上的火炮甚至尚未填装弹药即被缴获。当日，崇祯皇帝在景山自缢，盛极一时的明王朝宣告灭亡。一个多月后消息才辗转传到四川，当地官员惊慌失措，但此时，另一支农民起义军在首领张献忠的带领下已经逼近蜀中大地。
六月，张献忠用火药炸开厚厚的城墙，攻陷重庆。八月，遭成都守军奋勇抵抗，三日攻城未果后，张献忠命令士兵将城外的大树砍下，将树干掏空后填上火药、穿入引线，再派人于夜间秘挖地道直通城墙之下。正当明朝守军们为张献忠部队撤退欢呼时，火光冲天，城墙坍塌，成都被攻占。
远在北京的李自成，这位在两年前用火药攻克开封城的起义军首领，并未能用火药巩固自己的政权。是年四月底，被吴三桂与清摄政王多尔衮联手打败的大顺军仓皇逃出京城。十二月，被逼至潼关的大顺军又遭清军围困。大顺军列阵迎战，清军因大炮尚未到达，坚守不战，直到第二年初清军才以装备精良的大炮攻破潼关。
这一年，亚欧大陆的另一端也弥漫在火药味中。7月，英国议会军首领克伦威尔率领他的“铁骑军”在马斯顿荒原打败了王军，成为英国国内战争的重要转折点。随后，迅速壮大的新军很快就建立了专门的火器部队。
今年77岁的潘吉星教授，自上世纪50年代开始就致力于研究中国四大发明对于世界的影响，是李约瑟晚年访华时必见的好友之一。在他看来，明代是继宋代之后火药发展的又一个高潮，“可谓集历史之大成”。宋末元初之年广泛应用于军事上的火器，在明朝得到进一步发展，“最典型的就是火箭，宋代的一级火箭到明代发展成多级火箭，大大改变了战争的形态，扩大了作战范围”。明朝已有专门的火器部队，名为“神机营”，相比元代的“炮手军”更为先进。
以此往前，中国对火药的利用一直处于世界前列。据中国当代民族史学家冯家升在其专著《中国火药的发明和西传》中所记载，虽然早在八九世纪，中国的炼丹术和医药就已经传入回教国家，可直至宋理宗年间的阿拉伯文兵书虽提到了火攻法，但仍未提到火药的主要成分——硝，反而将其归入同时期的药典中。
根据潘吉星的考证，“元大军将火器与骑兵结合，使得哪怕是欧洲最精锐的骑兵部队也不堪一击。攻打莫斯科用火炮，攻打巴格达用火箭，波兰和德国联合抵抗，结果被元大军围困，用火药攻克”。此后，元朝在当地建立政权，招募当地士兵制造火药，将火器技术传入欧洲。
历史并没有沿着这一方向继续发展下去。400年后，当年被蒙古骑士们带到西方的火药又回来了，但形势已不可同日而语。
打捞“红夷大炮”
正如加拿大不列颠哥伦比亚大学历史系教授卜正民在其专著《纵乐的困惑——明代的商业和文化》中所言，看起来似乎一切都在一夜间发生了变化，但如果将这些变化都归于1644年，显然是有失公允的。卜正民教授是李约瑟在晚年的合作伙伴之一。
“其实自明中期开始，虽然我们的火器仍在发展，但相比西方已开始显现落后的趋势了。”潘吉星告诉本刊记者。明嘉靖元年(1522年)，由葡萄牙传入中国的“佛朗机”已装配了用于瞄准的准星和照门，堪称当时世界上最先进的火炮。“这时候，我们的火炮仍大多是前膛装，每发射完一发炮弹都要清除炮筒中的药渣，费时费力。”此后，明朝廷很快就招募工匠，仿制了一批“佛朗机”，装备明朝陆军及海军使用。
然而至明朝末年，当西方第一批真正的“红夷大炮”来到中国时，仍令当时的有识之士们吃了一惊。根据黄一农教授的考证，有关明朝末年朝廷从西方引进“红夷大炮”的说法多半并不属实。黄一农教授对本刊记者说：“资本主义列强忙着在世界范围内抢占殖民地，怎么可能把最先进的武器卖给中国呢？第一批‘红夷大炮’是咱们自己从海底打捞上来的。”
明万历四十八年(1620年)，时任肇庆推官的邓士亮主持了一项或许可以称得上是我国古代难度最大的打捞工程。当年，一艘名为“独角兽号”的英国东印度公司商船行驶至广东沿海时遇台风沉没，船上配有数十门当时世界上最先进的火炮——“红夷大炮”，这种以射程远、威力大而闻名的前装滑膛加农炮，在此后的两个多世纪里成为影响世界格局的最重要武器之一。
在潜水设备尚未问世的400年前，如何打捞起那些在沉船上固定得相当可靠的重达几千斤的大炮，对于明朝进士邓士亮来说似乎是个不小的挑战。为此，邓士亮专门造了一艘更大的船，装满石块后，行驶到沉船正上方停下来。他首先让人潜入水底，将铁索迅速套到大炮上，这似乎是他们全靠憋一口气所能完成的最复杂的工作了。浮出水面的士兵将铁索固定在打捞船的一个三脚架(类似于滑轮装置)上，然后将满满一船的石块抛向海里。利用强大的浮力，伴随着水下几声闷响，“红夷大炮”被挣开了沉船，后再经人力拖拉至船上，最终被打捞上岸。
被打捞上来的22门“红夷大炮”很快就启程赴京。前几年，来大陆考察的黄一农教授在北京军事博物馆门口还见到了其中的一门，“上面印着东印度公司的徽章，还写着两广总督胡应台押送京城，时间标注为1622年”。根据史料考证，在北京稍作停留后，其中的10门“红夷大炮”继续北上，达到宁远城，交给了当时镇守宁远的明朝大将袁崇焕。1626年，袁崇焕就是用这批架在城墙上的火炮，打退了努尔哈赤的后金大军，取得宁远大捷。
黄一农教授告诉本刊记者，其实，当时中国的火器制造技术并不比西方差。他曾在英国伦敦皇家火炮博物馆见到过一门中国人于1620年制造的火炮，其水平与“红夷大炮”相差无几。万历末年，担任协理京营戎政的黄克缵，即曾招募能铸“吕宋大铜炮”的14位工匠至京，铸成各式大炮28门。黄一农曾在福建泉州、厦门见到过两门仿制的“红夷大炮”，均比此前打捞上来的铁制英国舰炮还大。此外，当时中国还制造出了更为先进的铁心铜体大炮，既可以节省铸造成本(当时铜价为铁价的5倍左右)，又可以保证其坚固。
“但是从武器发展的角度来看，我们的火炮还是落后了。”黄一农向本刊记者分析，“西方的火炮不仅都有准星和照门，还有两个‘耳朵’，可以支在炮车上，发射时调整仰角，其射程和准度都比较高。另外，其炮管设计前薄后厚，可以有效避免膛炸。”
只可惜，“满洲人用先进的火炮打下了江山，却没有再进一步发展。朝廷担心汉人的火器制造威胁其统治地位，禁止地方官自行研制新炮，甚至禁止百姓学习火器铸造技术”。黄一农告诉本刊记者，“康熙统一全国后一直到鸦片战争，清朝有关火药的著作屈指可数。以至于200年后英国人再打过来时，发现我们用的火炮尚不及明末时的水平”。反观西方世界，意大利数学家塔尔塔利亚于1537年所出版的《新科学》一书，首次提出了抛射体理论，成为近代弹道学的重要奠基著作。此后，经过数学、力学、物理学等近代自然科学的进一步发展与应用，西方的火器技术取得了突飞猛进。
“历史常常充满了造化弄人的意味，我们拥有一流的铸造技术和工匠，却没有将科学知识应用上。”黄一农教授向记者感慨。到了清代中后期，朝廷一味追求火炮的重量，但真正影响战斗力的瞄准、发射以及火药配制技术却没有提高。以至于鸦片战争时，西方火炮的炮弹早已实现空心爆炸、碎片杀伤，而我们使用的炮弹仍旧是实心的。同样感慨的还有潘吉星教授，他告诉本刊记者：“中国人在火器上停滞不前，一落千丈，但在民用烟火方面却发展得有声有色，从来没有落后过。”
从火器到烟火
虽然火器与烟火孰先孰后的问题，由于史料有限，已很难考证，但在中国军事科学院研究员钟少异看来，自南宋时民间用于杂耍的“五色烟”应用于军事开始，他告诉本刊记者，“中国的火药技术必然是在火器和烟火的交互影响中向前发展的”。
与民众常常将“火树银花不夜天”理解为古代烟火表演不同，根据史学家的考证，这里所谓的“火树银花”实际上是对树上所挂灯笼的一种诗意化描写。据冯家升先生的考证，真正的烟火出现在1163至1189年(南宋孝宗年间)，当时已有炮仗、屏风、地老鼠等形式。史书有记载，宋理宗初年上元日，理宗和杨太后在庭中看焰火，“地老鼠”直闯至太后座下，太后惊惶而走。理宗心里不安，打算惩罚承办焰火的人，后来因为杨太后觉得放焰火的人不是出于敌意才作罢。
按照中央民族大学民俗文化研究中心主任陶立璠教授的解释：“中国的春节习俗很重，正月初一到十五是一个很大的节日，要制造欢乐和喜庆的气氛。另外，辞旧迎新的主题，和中国年节的习俗结合起来，就是希望风调雨顺、五谷丰登、普天同庆。这种情况下，烟花既有驱邪纳福的意思，又能制造出欢乐的气氛，自然受到朝廷和百姓的喜欢。”除了在宫中燃放，当时的烟花也深得达官贵人们的喜爱，吴自牧在《梦粱录》中就说当日杭州有“市爆仗、成架焰火之类”。明代理学家朱熹的朋友陈亮托他在台州太守唐仲友面前说情，想代一个官妓脱籍，唐仲友没有答应，朱熹在后来状告唐仲友的理由里，其中之一就是说他浪费公财，为了放烟火，花了几千两银子。
陶立璠教授认为，民俗文化有很强的渗透性。他告诉本刊记者：“很多东西，宫廷里使用了，民间也会使用，王公贵族就是中间的过渡桥梁。但当时民间放烟火都是小型的，主要还是放爆仗，一般就要那个响声。”此外，烟火的兴盛也与当时日渐发达的商业有密不可分的关系。明朝后期，由于生产力的发展，剩余劳动产品日渐增多，孕育了发达的商业市场。除去闻名于世的晋商与徽商之外，苏杭一代的商业贸易也有声有色。根据潘吉星教授的判断，虽然当时的官府视火药的主要原料硝为“战略物资”，严禁民间私自开采、交易，但发达的手工业和商业，使得朝廷法令根本无法得到严格贯彻。“民间制造烟火的工匠属于高级工人，除了有众多的烟火艺人外，手艺好的匠人还会被选拔到宫廷专门制造高级烟火”。
与此同时，烟火技术也在不断提高。“制造烟火的前提是必须有粉末状的固体火药做原料，以前膏状的火药对震动和火花很敏感，经常出现爆炸事故。自南宋年间出现粉末火药后，烟火的种类也开始多起来。”潘吉星教授告诉本刊记者。除了追求爆炸带来的声音效果之外，技师们开始钻研如何让烟火做出各种不同的颜色和造型。清代赵学敏的《火戏略》、《帝京岁时纪胜》分别记叙了制作、燃放“盒子灯”的状况，这种将花灯与烟火结合起来的艺术，在燃放时可以呈现出多种复杂的形象，成为当时宫廷庆祝元宵佳节的重头戏。
烟火制作技术的先进从明代著作《墨娥小录》里便可窥见一斑。这部后来被李约瑟称作“关于炼丹操作和设备的通俗百科全书”的杂录，最早记述了各种烟火的科学配方，其卷六列举了“金盏银台”、“金丝柳”、“赛明月”、“紫葡萄”等22种烟火配方。
“虽然相比在军事上的应用，火药在民用方面的记载非常匮乏，但通过史料，我们还是大致能够看出当时火药应用的广泛。”著有《中国古代火药火器史》一书的刘旭教授告诉本刊记者，“除了烟火表演，火药在开矿、修路、医学等方面也大有作为。”根据他的考证，宋应星在《天工开物》里并没有提到用火药开矿，是因为中国煤矿的瓦斯浓度较高，运用火药容易引起爆炸。但根据河北《唐县志》所记载的明代开采露天铁矿的情景，“天崩地裂、硝烟弥漫”，“可以推断其使用了火药”。
此外，当初由炼丹家发明的火药一直是备受推崇的药材，在李时珍的《本草纲目》亦有专门论述。刘旭教授告诉记者，直到上世纪70年代，在湘西一带的山区，公安部门抓获一批偷盗硝石的山民，经审讯才知道他们仍将硝、硫、炭等火药成分作为药材使用。“中国火药的发明，谁也没想到会产生两种结果：民间应用成了庆祝节日、婚丧嫁娶的必备品；军事应用成了战争中的利器，甚至直接影响了改朝换代和世界格局。”陶立璠教授感慨道。
从利玛窦到马戛尔尼
其实，让人感慨的又何止于此？“细读历史，会发现充满了戏剧性，但背后或许都有其必然。”黄一农教授的感觉可能更为强烈。致力于研究明末清初中西火器科技交流史的他，多次向本刊记者感慨，“实际上，中国错过了很多次可以进一步发展火药的机缘”。
根据黄一农的考证，在明末清初这一十字岔口上，西方来华的传教士阶层在火药技术交流方面扮演着至关重要的桥梁角色。“传教士们掌握着西方最先进的科学技术，不管出于什么目的来到中国，在科技交流方面，他们的条件得天独厚。”正如李约瑟所言：“由于历史的巧合，近代科学在欧洲崛起与耶稣会传教团在中国的活动大体同时，因而近代科学几乎马上就与中国传统科学相接触了。”
明朝万历年间来到中国的意大利传教士利玛窦便是这一阶层的杰出代表。他对中国文明非常称赞：“中国不仅是一个王国，中国其实就是一个世界。”他甚至感叹，“柏拉图《理想国》中作为理论叙述的理想，在中国已被付诸实践。”但是，他在称赞中国人对“医学、自然科学、数学、天文学都十分精通”的同时，也发现“在中国人之间，科学不大会成为研究对象”。
但也有部分有识之士想做出努力。1606年，利玛窦开始向已加入天主教的明朝进士徐光启讲授西方数学理论，所用教材为公元前3世纪左右希腊数学家欧几里得的著作《原本》。第二年，由徐光启翻译的《几何原本》出版，成为我国近代数学的奠基之作。但是，夹杂在中西文化缝隙中的这种努力，多少总带有一些悲剧的色彩。根据黄一农教授的考证，徐光启的入室弟子孙元化在任登莱巡抚时，曾在天主教人士和葡萄牙军事顾问团的帮助下建立起当时最先进的一支火器部队，可最终其部下孔有德却因士兵偷了一只鸡而兵变吴桥，导致刚刚成立不久的火器部队即告夭折。
黄一农教授告诉本刊记者，明朝末年，西方现代科学知识通过士大夫和传教士阶层中的同门、同年、同社、同乡乃至同教等关系广泛散播，却没有延续下去。至清朝初期，“文字狱”盛行，刚刚兴起的思想解放又被扼杀，甚至连《几何原本》这样的科技书籍都遭禁。1720年，因“礼仪之争”，康熙宣布对基督教实行“禁教”，传教士们便更少谈论科学了。
但也有历史学家提出了不同观点。以研究中国近代科技史而著名的普林斯顿大学历史系教授艾尔曼在接受本刊记者采访时指出：“中国科学与科技在16世纪已有相当成绩，之所以在18、19世纪时发展缓慢，不是因为中国人本身封闭，而是由于当时作为中西交流的主要桥梁──17、18世纪的耶稣会士和19世纪的基督教传教士，通常因为自身的宗教信仰与西方的科学有抵触，未能把当时欧洲的科学原原本本地输入。”他举例说，“法国耶稣会士利用1742年出版的《历象考成后编》向中国介绍牛顿，但该书只提及过牛顿的名字，并没有系统地介绍他的学说。”
不管有意还是无意，近代自然科学知识在中国的普及和发展在不经意间的确落后了，火药的军事化利用更不例外。而与此相对应的是，频繁赶来拜访清王朝的外国使节们被皇帝邀请到宫廷一起赏烟花，他们被中国人在空中制造出的变幻多彩的造型震撼了，以至于英国使节马戛尔尼在参观奢华的乾隆帝后花园时，目睹里面放满了制作精良的工艺品如天体仪、太阳系仪、时钟和自动弹奏音乐的机械装置后，不得不“停下来思考他自己那些科学仪器的局限性”。
