冷知識:微生物居然和火藥還有關係!

2020-12-19 橙子帶你看歷史

中國四大發明傳到世界各地,其中的指南針和火藥更是讓西方開始了四處討伐的戰爭。

在19世紀末20世紀初,西方發動了第一次世界大戰。這次戰爭中,各國人民傷亡慘重,為了爭奪霸權,大規模發展軍事科技,其中火藥更是成為了戰爭中的「主力軍」。

火藥起源

火藥的研究最早起於中國古代煉丹術。起初是為了古代帝王追求長生不老,雖然長生不老一事很荒謬,但煉丹的技術卻為中國乃至世界的科學發展做出了巨大貢獻。

原料商周時期,人們就開始廣泛使用木炭,後來人們漸漸發現了硫磺。

人們後來在牆角處發現了硝石。硝的化學反應很活潑,可以與很多物質發生反應,且外貌與鹽相似。

南北朝時的陶弘景在《草木經集注》中寫過分辨鹽和硝石的方法:

以火燒之,紫青煙起,雲是硝石也。

由此可見,在很久以前,古人就已知曉了灼燒分辨物質的方法。

硫磺

方法在知曉木炭、硫磺、硝石這些物質的用處之後,人們只是簡單地燃燒木炭,硝石和硫磺則作為中藥材

而將它們放在一起,按一定比例,確是由於煉丹術的興起。

煉丹爐

早在《戰國策》中就有方士進供「不死仙丹」的記載。

自秦始皇起,迫切尋找不死藥,歷代君王對「不死仙丹」都有種執念,於是煉丹家們就開始了為君王煉丹的嘗試。

雖然根本沒有「不死藥」,但煉丹的方法卻是人們最早使用化學方法煉製一些化合物。

煉丹家對於硫磺、砒霜等具有猛毒的金石藥,在使用之前,常用燒灼的辦法「伏」一下,「伏」是降伏的意思。使毒性失去或減低,這種手續稱為「伏火」。

唐初的名醫兼煉丹家孫思邈在《丹經內伏硫磺法》中記有:

硫磺、硝石各二兩,研成粉末,放在銷銀鍋或砂罐子裡。掘一地坑,放鍋子在坑裡和地平,四面都用土填實。把沒有被蟲蛀過的三個皂角逐一點著,然後夾入鍋裡,把硫磺和硝石起燒焰火。等到燒不起焰火了,再拿木炭來炒,炒到木炭消去三分之一,就退火,趁還沒冷卻,取入混合物,這就伏火了。

唐朝中期的清虛子,同樣也提出了一個伏火的方子:

硫二兩,硝二兩,馬兜鈴三錢半。右為末,拌勻。掘坑,入藥於罐內與地平。將熟火一塊,彈子大,下放裡內,煙漸起。

清虛子用馬兜鈴代替了孫思邈方子中的皂角,這兩種物質代替碳起燃燒作用的。

馬兜鈴

然而在煉丹的過程中,煉丹家們發現如果控制不好物質的比例,極容易失火,因此煉丹家們便漸漸積累了經驗,硫、硝、碳三種物質可以構成一種極易燃燒的藥,這種藥被稱為「著火的藥」,即火藥。

在火藥發明之後,曾被當做藥類。《本草綱目》中就提到火藥能治瘡癬、殺蟲,闢溼氣、瘟疫。

後來被軍事家發現,廣泛用於戰爭中。

火藥發明之前,攻城守城常用一種拋石機拋擲石頭和油脂火球,來消滅敵人。火藥發明之後,利用拋石機拋擲火藥包以代替石頭和油脂火球。

據宋代路振的《九國志》記載,唐哀帝時,鄭王番率軍攻打豫章,「發機飛火」,燒毀該城的龍沙門。

金與北宋的戰爭使火炮進一步得到改進,震天雷是一種鐵火器,是鐵殼類的爆炸性兵器。元軍攻打金的南京(今河南開封)時金兵守城時就用了這種武器。

震天雷

《金史》曾記載:

「火藥發作,聲如雷震,熱力達半畝之上,人與牛皮皆碎並無跡,甲鐵皆透」。

到了元明之際,改造了南宋時期發明的用竹筒製作的原始管狀火器,將竹筒改用銅或鐵,鑄成大炮,稱為火銃」。

火銃

傳播

火藥早在八、九世紀時,和醫藥、煉丹術的知識一起傳到國外,硝也由中國傳到阿拉伯。

當時的阿拉伯人稱它為「中國雪」,而波斯人稱它為「中國鹽」。他們用硝來治病、冶金和做玻璃。

公元1260年元世祖的軍隊在與敘利亞作戰中被擊潰,阿拉伯人繳獲了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火藥武器,從而掌握火藥武器的製造和使用。

元世祖 忽必烈

後來,阿拉伯人與歐洲的一些國家進行了長期的戰爭,戰爭中阿拉伯人使用了火藥兵器。

在與阿拉伯國家的戰爭中,歐洲人逐步掌握了製造火藥和火藥兵器的技術。由此, 火藥和火藥武器傳入歐洲。

微生物與火藥

戰爭的開始必定需要軍事和國力的強大。

在第一次世界大戰中,德國發現將甘油作為原料,可以使火藥威力大增,因此開始大量生產甘油,高達1000噸/月。

由此微生物的Ⅲ型發酵被發現:利用一種名為Dunaliella aslina的噬鹽藻類,在弱鹼環境下生成甘油。

因此德國在軍事準備上取得了優勢

但協約國也沒有坐以待斃。在德國發現了酵母菌第三種發酵途徑之後,作為敵對陣營的英國發現了細菌發酵產物可以生產出丙酮和丁醇,同樣可以用作生產火藥。

微生物

當時的常規的生產方法:對木材進行乾熱分解,大約80至100噸樺樹、山毛櫸、或楓木生產1 噸丙酮。

丙酮:用於生產人造橡膠,丁醇:用於生產無煙火藥。

第一次世界大戰後,一名英籍猶太人查姆魏茲曼幫助英國成功研製出新型炸藥——無煙炸藥,使當時處於劣勢的英國反敗為勝。

因此英國答應幫助猶太人在巴基斯坦復國。

總結

火藥是實質是一堆化學物質,而微生物卻是實實在在的生命體。雖然我們只有藉助顯微鏡這些工具才能看到他們,但他們確確實實生活在我們身邊,我們也離不開他們。

我們每個指甲縫裡大約會含有3到4萬個細菌。

誰又曾想到那麼微不可見、與人們息息相關的微生物,卻可以在戰爭中產生巨大的作用呢?

雖然戰爭的後果很慘烈,但不可否認的是,戰爭確確實實推動了科學技術的發展。

參考文獻:

《金史》

《本草綱目》

《九國志》

《戰國策》

《諸家神品丹方》

《草木經集注》

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