製造火藥的硝石，居然能從土裏“種”出來？丨輕武專欄_風聞

　　在研究史料的時候，軍武菌總能看到我軍兵工人員從牆角、牆縫甚至廁所裏收集硝石，用來製造火藥。

　　當時軍武菌就有一個疑問，為什麼硝石能在這種地方找到呢？查閲了更多資料後，這個問題才終於得到了解答。

　　今天，軍武菌就來和大家就來聊聊，古人在認識和利用硝石的過程中發生的趣事。

　　我國作為火藥的發明國，對於硫磺，硝石和木炭這三種原料的認識也是比較早，並且準確的。春秋晚期（大約公元前6世紀）的《範子計然》一書中就有記載：“消石（硝石）出隴道”。説明此時人們不但認識硝石，還對硝石產地有所瞭解。

▲馬王堆三號墓出土醫術

　　在火藥發明以前，我國硝石主要被用於醫學。馬王堆漢墓中出土的帛書中就記載有用硝石治療瘍癰的醫方。《史記》中也記載名醫扁鵲有用硝石治病的經歷。長期以來，硝石一直作為一味良藥流傳於世，這也是為什麼後來煉丹師在煉製“長生不老藥”的時候會加入硝石。

▲宋應星

　　明代宋應星所著《天工開物》中不僅介紹了硝石的產地和性質，還以古代自然科學的方法解釋了硝石的形成：“消質與鹽同母，大地之下潮氣蒸成，現於地面。近水而土薄者成鹽，近山而土厚者成消。以其入水即消熔，故名曰消”。雖然這並不是硝石真正的形成原因，但最起碼中國古人知道硝石來自大地內部，而不是像農作物一樣種出來的。

　　那麼誰會覺得硝石是種出來的呢？答案是歐洲人。

▲硝石是從樹上長出來的嗎？

　　正所謂沒有對比就沒有傷害，歐洲在13世紀以前都不知道有硝石這種東西，直到火藥傳入才開始漸漸認識硝石。在15世紀和16世紀歐洲人還在思考硝石究竟是像莊稼一樣能在地裏種植的，還是像礦物一樣能被開採的。

　　製造火藥需要用到大量硝石，那個年代的歐洲小打小鬧就沒停過，硝的需求量巨大，僅僅依靠自然開採是完全不夠的，因此就有人想到了“種”。他們模擬自然界中硝石的生成環境，建立了很多“硝石種植園”或者叫“硝牀”，用於生產硝石。

▲硝石種植園

　　種植園內需要挖掘出多條溝渠，在溝渠內鋪墊黏土，再一層層地堆放上排泄物和腐爛的樹葉。每層之間還要鋪上石灰石或草木灰，架起小樹枝，確保一定的空氣流通。工人們還需要定期往溝渠內補充尿液和糞水，保證其中濕潤。而且最好用飲酒者的尿液，玄學告訴他們這能提升硝石的品質。

　　如此“種植”一年之後，就需要將溝渠內那些污物挖出來，裝進桶裏，再加入純淨的雨水溶解和浸出硝石晶體。最後把溶解了硝石的水煮幹，就得到了相對純淨的硝酸鉀。可想而知，這個過程的氣味酸爽無比，因此硝石種植園全建在遠離居民區的深鄉下。

▲硝石的提煉

　　硝石種植園的工作儘管艱苦，但至少稱得上文明，而接下來要説的“硝石挖掘人”就不那麼文明瞭，他們受命於國王，任務是四處尋找並收集自然生成的硝石。

　　這是在英王亨利八世統治時期誕生的一種職業，在挖掘這一方面，硝石挖掘人可謂權力通天。只要他們認為某個地方有硝石，就可以去挖。農民的田地和房屋自然不在話下，教堂甚至國王的宮殿都可以挖，如果拒絕就有可能被法院起訴。

▲硝石挖掘人

　　這種職業幾乎存在於所有歐洲國家。在法國，硝石挖掘人擁有國王頒佈的挖掘證，挖完別人地還不用給錢。在英國，硝石挖掘人有權強徵車輛用於運送硝石，且免去所有税收和道路通行費。雖然英國規定挖了人家的地要給補償，但是補償款往往遠不及損失。

　　所以在當時，硝石挖掘人的待遇和過街老鼠有的一拼，經常被打，還有些人會花錢收買硝石挖掘人，請求他們離開自己的土地。

　　挖硝石最盛行的地方是英國，在德國和法國紛紛建設硝石種植園的時候，英國卻遲遲沒有掌握這項技術。幾乎整個都鐸王朝，從亨利八世到伊麗莎白一世，英國的硝石供應都極大依賴硝石挖掘人。當英國人用大炮轟擊西班牙無敵艦隊的時候，船上的火藥裏至少有一半的硝石是從各種地方挖出來的。

　　為了尋找硝石，各個國家無所不用其極。當時很多國家的穀倉和地窖不準鋪地板，以便硝石的形成。1642年美國波士頓的一條法律宣佈“在未來的下半年內，每個殖民地的種植園中都應當建一座長20或30英尺，寬20英尺的房子……以生產硝石”。這項法律來源於英國在1626年通過的類似法律，要求倫敦周圍的公民做同樣的事情。德國和瑞典也有類似的法律。直到約1830年左右，瑞典穀倉才被允許鋪設石頭，但農民還是要每年提供一定量的硝化土，作為税收的一部分！顯然這和“搶”也沒什麼區別。

　　説了這麼多，肯定有很多小夥伴現在在好奇，硝石到底是從哪來的？很多人發現潮濕的牆角以及旱廁周圍硝很多。還有人説之所以會長硝是因為這個牆角經常有人尿尿。這些都有科學道理，聽我講完硝化過程就明白了。

　　硝化的過程十分複雜，直到20世紀才被徹底研究清楚。硝酸鉀的形成需要具備諸多條件，首先最好有一片富含鉀元素的肥沃黑土，其次要有充足的空氣和水分，存在於此的某些含氮有機物在特殊細菌的作用下會形成硝酸，硝酸與土壤中的鉀質化合成硝酸鉀。這些物質在毛細管作用下會慢慢上升到地面，待水分蒸發後就形成了一層白色的結晶，這就是所謂的硝。

　　硝酸鉀的形成需要含氮有機物，那麼哪裏富含含氮有機物呢？答案就在人畜排泄物裏。這就是為什麼旱廁周圍容易發現硝。而能夠自然析出硝石的地方，往往也都是人畜聚集區，我國山西的永濟縣雖然相對偏僻，但古時此地為蒲州城，相傳還曾是舜都故址。在此處約9平方公里的地帶內，每年二至十月份中天氣晴朗乾燥時，地表便會析出皮殼狀的深褐色硝土。

　　此外內陸鹽湖或鹽鹼地也是硝的重要自然產地，但產出的往往不是製造火藥所需的火硝，而是芒硝。比如我國山西運城的解池，自古以來便是著名的食鹽產地。解池的氯化鈉含量不算很高，再加上長期不平衡開採（只取食鹽），導致大量鎂芒硝自然析出。《宋史》中記載“陝西民多以朴硝私煉成顆，謂之倒硝，頗與解鹽相亂”，意思是民眾將鎂芒硝加工後冒充解池產出的食鹽，這種做法十分缺德，因為吃了鎂芒硝之後會竄稀。

　　前文提到我國古人很早就認識了硝石，但是對於硝石的稱呼卻非常混亂。“硝”古代亦作“消”，有樸消、消石、芒消、馬牙消、英消、鹽消、土消、火消等數十種不同稱呼，但表達的意思是一樣的。

　　這些所謂的硝不但名字不同，所含成分也不同。其中芒硝的主要成分是硫酸鈉，製造火藥用的火硝主要成分是硝酸鉀。還有一種主要成分是硫酸鎂的鎂硝，常和硫酸鈉一起出現，也被誤認為是芒硝。

　　而將各種硝辨別分類清楚的，不是科學家，也非老中醫，而是那些整天痴迷於煉丹的“神棍”們。

　　南北朝時期，我國著名煉丹家和醫學大師陶弘景就提出了用焰色反應區分諸硝。他在《本草經集註》中寫道：“先時有人得一物，其色理與樸消大同小異，朏朏如握雪不冰，強燒之，紫青煙起，仍成灰，雲是真硝石也。”

　　這裏説的“真硝石”其主要成分是硝酸鉀，鉀的焰色反應是紫色的，而鈉的焰色反應是黃色的。用這種方法的辨認鉀硝石顯然十分科學，但也存在一個問題。鈉的焰色反應靈敏度要遠高於鉀，但凡鉀硝石中多含點鈉，這個方法就不準了。

　　到了唐代中期，又有一羣煉丹家在《丹房鏡源》裏提出了一種新的辦法。他們想要煉製一種叫鉛丹的中藥，首先要使用硫黃與融化的金屬鉛反應生成硫化鉛（PbS）。再加入鉀硝石作為氧化劑，使得PbS迅速轉化成Pb3O4，即煉丹完成。如果其中加入氧化劑是鈉硝或鎂硝則煉丹失敗，這也是一種可靠的辨認方法。

　　同樣成書於唐代中期的煉丹著作《黃帝九鼎神丹經訣》中也提到一種方法：“消石與樸消，大同小異。朏朏如握鹽雪不冰，強燒之，紫青煙焰起，仍成灰，不沸無汁者是消石也。若沸而有汁者，即是樸消也。”

　　這段話的意思是，納芒硝在加熱後會釋放出結晶水，自身也會溶於其中，繼續加熱便會沸騰，待水分完全蒸發後便會得到白色粉末，也就是無水硫酸鈉，中藥裏稱為“玄明粉”。而鉀硝石在受強熱時會熔化如油，不會沸騰。至此，中國煉丹家已經基本掌握了辨別鉀硝石的方法，為黑火藥的發明提供了基本條件。

​▲“玄明粉”就是無水硫酸鈉

　　隨着時間的推移和科學技術的進步，硝石這種物質漸漸退掉了神秘的面紗，即便是如此依賴硝石挖掘的英國人，也從17世紀開始從印度進口硝石。

　　儘管硝石的獲取方式不再野蠻，但作為“黑火藥之母”，在相當長的時間內，硝石都無法與血腥撇開關係。歷史故事或許荒誕有趣，但其背後卻充滿着暴力與鮮血。願我們只能在過年的鞭炮聲中聞到“硝”煙的味道，和平萬歲！

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