普羅米修斯的禮物_風聞

火是一種矛盾的存在。它不可觸摸，卻又切實存在；它給予光明，又帶來毀滅；它象徵着文明和希望，卻又是城市的毀滅者。無怪乎古人賦予火焰種種神秘內涵。

而自工業革命以來，火所發揮出來的力量，遠遠超出過去的想象。它們在機器中奔騰咆哮，如同神話中的巨人，驅動萬噸馬力，照亮長長黑夜，運送如海般貨物，甚至把人類送上月球表面。

想要理解現代社會所具有的力量，其基礎叫做燃燒學。

－文字稿－

火，在各種神話和幻想中，常常盜取自神靈的世界，是人類擺脱矇昧的關鍵道具；在宗教和神秘儀式中，火又常被視作終極的淨化，和通達神明的媒介，亦或是通向先祖世界的途徑。

在更加現實的世界中，早在100萬年前，火就開始被人類所掌握和使用，它不但幫助人類抵禦寒冷和猛獸，還能加熱食物使之更易於消化，在人科人屬的演化過程中發揮着重要作用。

雖然火是如此的重要，但在大部分時間裏，人類對其本質卻所知甚少，僅從直覺上認為火是一種物質實體。從古典時代通行的四元素説，或是相近的五元素、四大、五行，到中世紀鍊金術的三要素之一，再到18世紀被廣泛接受的燃素説，這些觀點要麼太哲學，要麼太玄學，都缺乏精確解釋現實情況的能力。

直到1777年，安託萬-洛朗·德·拉瓦錫向法蘭西科學院提交了一篇重要的論文《燃燒概論》（Sur la combustion en général）。

通過對燃燒前後物質的定量分析，拉瓦錫否定了火元素或是燃素的存在，提出燃燒是燃料被空氣中酸性元素氧化的過程（這種酸性元素後被命名為氧）。氧化理論完美地解釋了金屬燃燒後的灰燼質量反而會增加的現象。這也就是現在人們所熟知的燃燒三要素的雛形。

當然，氧化反應不一定必須有氧的參與。只要有比碳搶奪氧原子能力更強的物質（強還原性），就算是二氧化碳也可以做氧化劑（助燃劑），例如鎂就可以在二氧化碳中燃燒。

回顧完這段歷史，接下來是一些傳火的基礎技巧。

技巧一：加熱 ，萬物皆可燃燒。

燃燒的本質是一種劇烈的氧化反應，只要温度達到物質的燃點，任何物質都可以參與燃燒，就算是燃燒的產物亦然。當反應釋放出的熱量傳導到周圍的環境，又可以使其他物質達到燃點發生燃燒。這就是燃燒鏈式反應。

以火柴為例，摩擦產生的温度儘管不能達到木材的燃點，卻足以讓燃點極低的硫和紅磷燃燒；然後它們燃燒的温度超過木材燃點，最終點燃整根火柴。

通過這種方法，理論上我們可以通過一系列中間物質的點燃，讓任何難以燃燒的物質燒起來。

該技巧還有一個進階應用。在封閉的環境內藉由初始的小範圍燃燒，將環境温度加熱到609℃，達到一氧化碳或者的燃點，此時大量的氣體和粉塵混合物就會被迅速點燃，製造出所謂的轟燃效果Flashover。

技巧二：焰氣，火焰傳播的奧秘。

想要製造好看的火焰，首先要明白火焰與火併不完全是一回事，燃燒不一定有火焰，而是需要特定的條件。

比如蠟燭的燃燒，燭芯處蠟受熱蒸發升騰，但在燃料流內部因為缺乏氧氣，可以完全燃燒的只有表面一層，被稱為火焰面；氧氣和燃料不斷地在火焰面上混合、燃燒，維持着恰到好處的比例，也就是燃料的化學當量比。這就是所謂的擴散火焰。

因而火焰產生的關鍵在於物質的燃燒温度是否高於其沸點。

當然還有一種常見情況，比如木炭在空氣中燃燒時，並沒有達到碳的沸點，但由於氧氣含量不足以讓木炭充分燃燒，產生了可燃性氣體一氧化碳並向周圍擴散，於是就有了火焰。

所以更精確地講，火焰產生的必要條件是鏈式反應自由基。也就是存在遊離基作為中間體，傳導鏈式反應。火焰煉成陣的最後一塊拼圖就此完整。

技巧三：回燃，燃燒極限的妙用。 

還是以封閉系統內的燃燒為例。由於高温，使得更多的物質成為可燃物，這裏對應的是超過燃燒下限LFL（Lower Flammable Limit）。在燃燒後期，雖然大量可燃物仍然保持着較高温度，但因為缺乏助燃劑而不能充分燃燒，達到了燃燒上限UFL（Upper Flammable Limit）。 也就是燃料和助燃劑的比例，要處於兩個界限之間時才能正常燃燒。

這就如同未滅的餘燼，如果在此時注入助燃劑，就會將其推回到燃燒界限中間，重新燃燒起來。瞬間燒光的空氣還可能形成倒吸，並讓火焰順着倒吸的軌跡一路追出，形成衝擊波和火球。

這就是火場上最兇險的回燃現象Backdraft。

總之，燃燒學是一門非常複雜而又精確的科學。它貫穿於人們生活中的方方面面，從燒水做飯到四衝程發動機，從火塘取暖到燃氣渦輪發電機組，從刀耕火種到液體火箭發動機。

雖然今日所學不過是基礎中的基礎，但只要每一個人都能為科學傳火添柴加油，那麼文明的火焰就永遠不會熄滅。