來源：力學酒吧（ID：Mechanics-Bar），作者：張偉偉 太原科技大學。
引子：至正二十三年 (1363) 陳友諒攻打朱元璋的領地洪都（今江西南昌），士兵僅用手中的竹盾、大刀竟在城牆上打開一個十餘丈的口子，守将鄧愈借助火铳打退敵人的猛烈攻擊；至正二十六年 (1366) 朱元璋攻擊張士誠的領地平江（今江蘇蘇州），在城外搭建高台，使用了火铳和襄陽炮攻城；建文二年 (1400) 武定侯郭英在白溝河戰役中使用地雷大破朱棣軍；濟南保衛戰中，朱棣攻城三月毫無進展，擺出炮陣準備攻城，守将鐵铉四周懸挂朱元璋的牌位，朱棣撤軍。在《明朝那些事》中所涉及的戰役中，總有熱兵器的參與，實際上，在冷兵器時代有一段很長時間是與熱兵器（火器）相伴的共存時期，而且在這段時間内中國的火器裝備還是世界一流的。
可能大多數人會認為火藥雖然是中國古代煉丹家在煉丹過程中合成的，而槍炮卻是西方人發明的。是以也有人說中國發明了火藥隻會做鞭炮，而西方卻用來制造槍炮。而實際上并非如此，世界上無論是第一聲槍聲、還是第一聲炮聲都發生在中華大地上。
最早記錄火藥爆炸現象的是唐末鄭思遠的《真元妙道要略》（約9~10世紀）：“有以硫磺、雄黃合硝石并蜜燒之，焰起燒手面及燼屋舍者。”，并警告曰：“硝石不可合三黃（硫磺、雄黃和雌黃）等燒，（否則）立見禍事。”在不斷總結硝石和硫磺的性質後，煉丹家提出了伏硫磺法、伏硝石法等煉丹法，“伏”即有降伏、制伏之意，使其轉變為别的化學成分，進而避免禍事。
最早記錄将火藥用于戰争的是北宋路振撰寫的《九國志》中有關唐朝末年的一場戰争：唐昭宗天佑元年（公元904年），楊行密圍攻豫章（今江西南昌），“璠以所部發機飛火，燒龍沙門，率壯士突火先登入城，焦灼被體。”“發機飛火”有人猜測是一種借助于火藥可以将燃燒的槍或其它物體抛射的更遠的火器，也有人猜測是裝在長槍上長筒用以發射火焰傷敵。唐代火器還比較模糊，不過自宋以後，就相對明晰了很多。
大體上說，古代戰場上的火器主要有三類：其一為燃燒性火器，噴射火焰以火傷敵。其二為爆炸性火器，靠火藥爆炸産生的碎片傷敵；其三為遠射性火器，即槍和炮。從本質上來說，燃燒和爆炸都是能量的釋放方式，爆炸也可以看作是一種極其劇烈的燃燒。它們的差別在于，燃燒通常是以擴散或者對流的方式以亞音速擴散能量，而爆炸則激烈的多，通常是在較短時間和較小的空間内，實作能量轉化并伴随産生高壓、高溫以及沖擊波等形式，以超音速擴散能量的過程。由此可見，後兩種火器在戰場上有較強的殺傷力，特别是槍和炮的發明，對改變戰争的格局起着決定性作用（武器先進就是戰場上最大的不對稱），它們都被稱為管形火器。
最早的管形火器（火槍）由南宋時期湖北安陸縣令陳規發明制造，時金兵入侵中原，德安府知府棄城逃跑，陳規代為防守。南宋紹興二年 (1132)，陳規将火藥裝入竹筒造出竹火槍，操作時一般3人一組，一人執槍，一人點火，一人裝藥。不過陳規的竹火槍還不能算是槍，真正意義上的槍出現在1259年，據《宋史·兵志》載：開慶元年 (1259)，壽春府（今安徽壽縣）“又造突火槍，以巨竹為筒，内安子窠，如燒放焰絕，然後子窠發出如炮聲，遠聞百五十餘步。”突火槍就具備了近代步槍的雛形，巨竹為筒就是槍管，内安子窠（ke，一聲）就是子彈，通常是瓷片、碎鐵、石子之類的東西。值得注意的是，由突火槍出發，就很容易出現步槍和火炮。
火铳，圖檔來源于網絡
元朝建立後，以金、宋技術為基礎，制成了把火藥和彈丸裝在金屬管内發射的火铳和火炮，在元末的農民起義中，已經有了相當數量的火铳和火炮用于戰場上。是以《明朝那些事》中描寫的熱兵器戰争，也不足為奇。隻是如陳友諒、張士誠等嫌火器使用麻煩，而不願意大批的裝備，隻有朱元璋看到火器的價值，一邊組織人研制新型火器，一邊研究火器戰法，朱元璋也是第一個将火器作為獨立兵種使用的統帥，這使得朱元璋在元末的起義軍中傲視群雄。
其中，最令人稱道的是沐英（八歲時朱元璋收為養子）在雲南首創的三行火铳戰法。洪武十四年 (1381)，朱元璋派遣沐英随同傅友德、藍玉遠征雲南，一年後雲南平定，朱元璋下令沐英鎮守雲南。為了對付當地人的象兵（大象軍隊），沐英以火铳和火炮應對，然而每次發射後都需要時間換火藥和子彈，不能形成持續的殺傷力。在這種情況下，沐英将火铳并分為三行，發現象兵後第一行發射，然後第二行、第三行輪流發射，輪流裝彈。是不是感覺很熟悉？在沐英發明三行火铳戰法的近四百年後，普魯士國王腓特烈二世 (1712-1786) 經過長期鑽研，發明了類似的三線戰法，并以此稱霸歐洲。
三線戰法 圖檔來源于網絡
靖難之役中，朱棣大受郭英之地雷、盛庸之火铳兵之害，奪取政權後，更加重視火器發展，永樂年前期（永樂元年是1403年）建立了成建制的神機營，這是全世界第一支成建制的槍炮部隊，而歐洲第一支成建制的西班牙火槍隊直到1510年才成立。由于槍炮裝填彈藥的局限，朱棣還配合組建了三千營——騎兵軍團，以及有騎兵和步兵混合的五軍營，作戰時神機铳居前，馬隊居後，步卒次之，即神機營先用槍炮一陣猛轟，緊接着騎兵迅速沖鋒砍殺，最後步兵鞏固戰場。三營根據戰場條件互相配合，協同作戰達到殲滅敵人的目的。這在應對北方蒙古騎兵沖擊時，起到了關鍵的決定性作用。
永樂十九年 (1411) 三月，朱棣在北京北的懷來舉行了世界聞名的盛大閱兵（古稱狩獵）。在朱元璋推翻元朝時，大家可曾想過成吉思汗建立的“四大汗國”中的三個仍然健在，元朝滅亡後大量的元朝官員流亡到中亞、西亞的另外三個汗國，并拼命地鼓動所在國君主對明朝采取敵視态度。其中西察合台汗國權臣帖木兒發動政變，建立帖木兒帝國，并于永樂四年東征中國，但因病逝于途中而不了了之。
在這一背景下，朱棣一方面派遣陳誠出使西域，另一方面派遣鄭和下西洋，陸海兩路宣示大明實力，并恢複和鞏固大明與中亞、西亞各國的“朝貢關系”。随後，各國派遣使團（有的是皇帝帶隊）回訪中國。永樂十八年，在中國的外國使團有20多個國家，600多人，朱棣派遣精銳騎兵護送，沿嘉峪關經明朝九邊軍鎮（九大軍區）參觀，展示實力，同時特地安排蒙古、回族官員接待，介紹明朝民族政策，恩威并施，成功樹立了大明帝國的對外形象。
永樂十九年三月，使團回到北京觀禮大閱兵，此時已聚集了27國使團。這次閱兵，朱棣共調軍隊10萬人，五軍營、三千營、神機營相繼亮相，表演騎兵包抄、步兵突擊、步騎合擊等項目，并從廣西、雲南、四川調來“土狼兵”、白杆兵演練了步兵勁弩齊射、長槍步兵刺殺等軍事科目。尤其是明朝“神機營”的火器操練，展示了“虎威炮”、“火龍槍”（騎兵專用火槍）、安南铳（擡槍）、“一窩蜂”（火箭炮）、“火龍車”（火焰噴射器）等諸多“高科技”武器，令各國使節大開眼界。本次“狩獵”持續了整整一個月，令“列國使節俱驚”。
上世紀90年代，日本作家筱田耕一所著《中國古兵器大全》（确實挺全，連封神演義中神仙的法器也收錄在内）中第六章專門講解火器。關于明代大炮，提到有固定炮和炮車兩種，彈丸也有實心彈和空心彈兩類，實心彈可同時射出最多五百顆小彈丸，稱為百子連珠炮，實心彈射程也很遠。空心炮是一種命中目标後能發生爆炸的炮彈，有時還内藏毒氣，如飛雲霹靂炮，毒霧神煙炮都是毒氣彈。
火龍槍也稱梨花槍，用一個或兩個竹筒裝上火藥，綁縛在長槍槍頭下面，交戰時先發射火焰燒灼敵兵，再用槍頭刺殺。内含柳炭、鐵滓、磁末、硫磺、砒霜等混合藥劑，具有燃燒、毒煙、噴射等作用。明代梨花槍，隻有一個鐵筒，狀如尖筍，可安引信，大頭口徑，内裝毒藥，用泥封口。兵士們可随身攜帶數個藥筒，以備更換發射，噴射出的毒焰可達幾丈遠。
火龍槍 來源：網絡搜尋
安南铳又稱擡槍，是一種大型化了的铳，需要兩人或幾人操作（一般三人分管點火、瞄準、換藥），射擊時可以是放在三角木制機架上，或着是放在士兵肩上。和火铳相比，槍身長，火藥裝的也多，威力大。
擡槍 來源：中國古兵器大全
一窩蜂是一種多發火箭，這裡火箭是指依靠火藥燃燒時産生的氣體噴射力飛向目标的火箭，而不用弓弩發射的飛箭。操作時通過皮帶将其挂在肩上，用手抱着發射筒進行發射。再大型的一窩蜂由于太重，就将其固定在地面上發射，或者裝在車上，稱為架火戰車。一窩蜂可以有效彌補單發火箭命中率低的缺點。
一窩蜂 來源：中國古兵器大全
明朝最著名的火焰噴射器恐怕要數神火飛鴨，其外形是一隻飛鳥（麻痹敵人），飛鳥羽毛上裝有4枚裝有火藥推進的火箭，命中目标後開始燃燒，被現代專家成為“帶單頭的火箭或多級火箭”，常用于攻城戰中。同樣的火器，做成龍形用于水站被稱為出水火龍。
神火飛鴨，出水火龍：來源中國古兵器大全
明朝火器在軍隊中的比例也相當可觀。《明會典》記載，明朝在開國後的137年内，每三年造大炮3千門、火槍3千枝。洪武十三年 (1380)，明太祖下令規定：“凡軍一百戶，铳十，刀牌二十，弓箭三十，槍四十”。大概推測，洪武時期明軍火器裝備率為10%。成化二年 (1466)，明将郭登向朝廷建議，步兵“用神铳手十，弓箭手十，刀牌手各五，藥箭強弩手十，司神炮及火藥者八，雜用者七”。按照這一規定，步兵中使用火器的士兵，火器裝備率為30%左右。在有些戰鬥中（如戚繼光對抗倭寇的戰争），明軍中使用火器的戰鬥人員可達到50%。在這一時期，明朝軍隊的火器裝備遠遠超過了同時代的其他國家。
應該說，後來的清軍的火器裝備比明朝略有進步，除了少數省份的軍隊，一般都是一百個士兵配五十把槍，火器裝備率為50%；廣東士兵的配槍率更高，一百個人六十把槍，達到了60%。按《皇朝兵志考略》記載，全國共有：火炮十一萬四千零九十一門，火繩槍二十六萬兩千三百六十五支。我們會發現，清朝的火器裝備較明朝有較大的進步，畢竟曆史在進步。
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“學如逆水行舟，不進則退。”實際上，在各種競争中，進步的慢就是一種“退”。14世紀，火藥經阿拉伯人傳到歐洲後，很可能是通過戰争的方式連帶槍炮一起傳去的，歐洲人迅速對槍炮、火藥産生了很濃厚的興趣。1346年，英法雙方在克萊西的會戰中，英國人使用了三門火炮（威力有限）。但到1388年，英國烏裡治兵工廠制造出一門可以将1555米外6英寸厚的牆壁打穿的重型炮。
請大家注意這個描述：可以将1555米外6英寸厚的牆壁打穿。從這個描述似乎可以感到，這是經過精确測量的。再結合我們之前講到中國火炮時幾乎很少見到這樣的定量描述，而更多的側重于氣氛渲染，如将軍炮、虎蹲炮、旋風炮、威遠炮，還有名字再長一點的，如飛雲霹靂炮、毒霧神煙炮、轟天霹靂雷火炮，還有九矢鑽心神毒火雷炮、八面旋風吐霧轟雷炮，名字叫的震天響，卻很少有具體的破壞力參數描寫。在歐洲，定量分析成就了近代科學體系，科學體系又促進了技術實踐，這種的研究特點就促成了火藥和槍炮技術在歐洲的大飛躍。
如火藥配比，在大陸用于制作火藥的硝石、硫磺、木炭配比基本是60% : 20% : 20%，這個比例一直以來都變化不大；而英國人首先研究了火藥的最佳比例大約為74.64%：11.85%：13.51%（也有其它資料略有不同），這就給火藥制造提供了精确的理論指導。另外，大陸從唐末到清朝早期，火藥一直是以粉末狀使用，這在儲存和使用中有很多不利因素，歐洲人則把火藥調成顆粒狀（顆粒火藥），不僅易于儲存，還進一步提高爆炸威力。
在造炮的工藝上，設計出可調整射擊方向炮耳，同時縮小火門，使藥室空間密閉程度增加，提高爆炸威力；在材料使用上，發現鐵的耐磨損性不如銅，将制作炮管的鑄鐵換成銅；在彈藥上，發現同樣品質的鐵要比石頭體積小，用鐵做炮彈不僅可以打的遠還可以把炮身輕量化；此後，又改進了點火方式、瞄準方式、填彈方式等等細節技術，就這樣，通過定量的計算分析，再細節改進，一點一點的将槍炮、火藥應用技術發展成熟，并以此推動了化學、力學、機械學、軍事學等多個學科的迅速發展。
這不僅讓我想到如今各種層出不窮、令人眼花缭亂創新和變革的新名稱，如果沒有具體的和實在的理論提升和技術革新，名号叫的再響亮也無濟于事。
參考文獻：
當年明月 明朝那些事
曆史上歐洲和中國的槍炮 http://m.kdnet.net/share-11765966.html
筱田耕一中國古兵器大全.
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甯建國. 方方面面話爆炸. (大衆力學叢書)
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