爆炸的历史

爆炸的历史Historyofexplosion如题本文主要是想对爆炸的历史做一些描述及分析。那么说起爆炸人们第一时间的反应就是各种炸弹、手榴弹、原子弹、核弹。Suchasthetitle.Thispaperwouldliketodosomeanalysisanddescriptioninhistoryofexplosion.So,weTalktoaboutexplosion.ThepeoplefirsttimewillthinkingaboutvariousBomb、Handgrenade、Atomicbomb.尽是一些充满破坏性及毁灭性的事物。毕竟在人们的观念中爆炸是一种短时间内无序的破坏现象。Areallsomethingaboutfullofdestructive.Afterall,inpeopletheconceptofexplosionisaninashorttimedisorderlydestructionofphenomenon.如果不是要毁坏什么东西的话，一般都不会想到爆炸。（毕竟论破坏的效率还是爆炸来的快）那么既然讲述的是爆炸的历史，在这里我们就有必要先了解一下爆炸的定义。其实爆炸一词是一种相对广义的概念。主要是用于描述短且快的能量的释放。其主要表现即是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在有限的体积和极短的时间内，骤然释放或转化的现象。在此值得我们注意的是大量的能量是核心，有限的体积和极短的时间内释放是关键。满足了这些条件后构成有限体积的物体就会因为没有足够的体积去容纳释放的能量从而被破坏，从而产生了爆炸的现象。因此想要发生一次像样的爆炸是有着较为苛刻的要求的，以上的条件缺一不可。现在让我们回头来看看人类的历史。纵观整个人类的历史我们会发现在火药出现以前（也就是八世纪以前）的爆炸基本很少发生，就算有发生也是很巧合的在磨房里或者堆放小麦粉的仓库里发生（就是传说中的粉尘爆炸）再有就是采矿的矿坑里的瓦斯爆炸了。这一时期的爆炸对人类来说通常都是意外及灾难。（毕竟粮仓被毁不是灾难是什么？）在这值得一提的是在八世纪的时候人类有记载的历史已经演变了千年之久，这一时期的中国为唐朝兴盛之际，欧洲则是东罗马帝国（拜占庭帝国）与法兰克王国及西哥特王国并存的时期。也就是说在此之前的历史中战场是很难看到硝烟的。（只要不火攻和攻打城池）就算把时间放在八世纪的唐朝人们对火药的运用也还不太成熟，只有到了宋朝时期人们常见的爆炸才在战场上较常的出现。现在让我们把焦点放回到爆炸本身的发展史。说起爆炸的发展史就必须说起火药的出现与逐渐被人们应用于军事上的过程。那么说起火药最初的出现，最初是在中国的八世纪开始出现具体的配方，然而火药最早是什么时候在中国出现已经无据可考。不过有一点是明确的它出现的时间肯定是炼丹术疯狂的一个时期。但在当时因为人们都追求长生不死的理念，所以人们对火药的出现并没有什么好感。毕竟对当时的方士来说辛辛苦苦找齐材料，又煅烧了好些时日，就因为火药在其中形成然后就毁了所有付出不说，还经常火势控制不住的烧毁了其他事物。所以火药最初的出现并未得到人们的重视与利用。相反当时的人们还尽量避免火药的出现。然而到了唐朝末年具体是谁提出将火药用于军事的已无证可考，不过估计也就是当时三省六部中的工部中的某位能人提出的吧。不过在唐朝末年的背景下面临着各种战乱，所以对于当时的朝廷而言是有这种需求的。所以对当时的人们来说，已经观察了足够多的爆炸现象，并对火药有了一定的认知之后，人们发现火药的燃烧能很好地发光发热并能产生一定程度的爆炸是一种良好的助燃剂，并且因为期燃烧产生大量气体所以能很好的为其他物体提供动能。（因为火药的燃烧产生大量的气体并因为高温使气体迅速膨胀所以能让某些物件迅速得到较高的动能。）也就是说这时期的人们已经意识到火药对于毁坏事物的便捷性。但是在早期人们虽然认知到了火药毁坏事物的便捷性，但因为火药毁坏事物的便捷性想要发挥出来需要太多的准备工作，所以在实际应用中并不是很理想。（因为人们虽然知道火药能引发爆炸，但并不是每次点燃火药就有爆炸。）另外人们观察了大量的爆炸之后，人们还发现爆炸后对人与生物伤害最大的还是被赋予高动能的物件。毕竟瞬间的高温，然后吹出大量的气体。只要人不在爆炸中心没被烧死，基本都能存活下来。所以到了后来人们逐渐有了火器发射体的概念。随着时间的流逝，（时间大概为北宋时期即十世纪末十一世纪）人们引发了越来越多的爆炸现象，人们开始逐渐掌握爆炸的大部分限制条件，已经能频繁准确的引发爆炸了。但在这一时期想要在指定地点发生一定规模的爆炸是具有较高难度的事情。所以人们开始热衷于研究火器发射体了。但实际研究出来的火器发射体的效果与射程并不理想且没有准度可言，还不如弓箭来的实在。所以到了后来人们在攻打城池的时候才会把火药与弓箭配合加以应用。所以在之后的一段时间内火药在中国对发射体方向的研究就不再怎么有热度的被人研究了。但是火药的爆炸所引起的破坏性是不言而喻的。所以人们更多的是去研究如何增幅一次爆炸所带来的杀伤力。至于如何把爆炸引向指定位置，这时期的人们更多采用手动抛体的形式投放。（就和我们放鞭炮一样点着了就扔出去）所以火蒺藜就此应运而生。至于火铳和火炮的出现则就要涉及到炮膛概念的形成了。估计最初的炮膛的概念的产生是因为人们为了测试不同配比的火药在相同条件下爆炸产生的推力大小，以确保爆炸时飞射的铁片的杀伤力最大化。所以当时的人们设计了一种空间狭小四周闭合具有唯一发泄口的固定方形空间，以观测爆炸时物件被弹射的距离为依据来对比其威力。久而久之随着测试次数的增多人们发现随着空间的缩小爆炸弹射的物件能具有较好的指向性。且弹射的距离也越来越远。所以才有了最初的突火枪的出现。而有了突火枪这个最初的模型的出现后，随着工艺技巧以及实践经验的积累，在其概念的基础上进一步改良的产物就是我们现在所熟知的火铳与大炮了。可以说演化至此最初的枪炮概念已经成型。现在我们回过头来看其演化过程，我们可以发现从火药的出现到引发第一次毁灭性爆炸直至形成火铳都是人们不断在实践中产生的结果。另外在此我们可以看出爆炸在东方人眼里除了其蕴含高能量的特性外，东方人更多的是看到了其破坏的特性。虽然到后来人们经过实践发现将爆炸的动能赋予指向性物体更具有破坏力，但也仅此而已了。在这里东方人虽然看出了爆炸蕴含高能量的特性，但都将其视而不见。因此东方人的精力都花在研究如何扩大爆炸的破坏特性。而并没有让爆炸高能量的特性得到重视与研究。所以爆炸在东方人手里的研究就基本停滞不前了。这时托成吉思汗的福打遍了大半个亚欧大陆，所以火药有幸传入阿拉伯地区和欧洲地区。因此爆炸接下来的发展与研究就由西方人接手了。那么接下来让我们把视线放到同时期的欧洲，让我们来看一下这时期欧洲的背景。火药传播到欧洲的时间大概是在元朝兴盛的时期，也就是13世纪中后叶。这一时期的欧洲人对火药的认知非常少，甚至没有。但是有一点非常重要，那就是13世纪中后叶的欧洲正是欧洲文艺复兴的起点。（这一点对东方的某国来说非常的讽刺。）并且欧洲的文艺复兴从13世纪末起始到16世纪兴盛期间将近3-4个世纪的时间演变，让欧洲的学术具有了一定的规模，为之后的发展奠定了较好的基础。在这3-4个世纪期间里欧洲的数学飞速发展，与之齐飞的还有物理学。诞生各种科学伟人，并且随着时间来到了16世纪欧洲的化学也开始起步进入燃素说时期。在这3-4个世纪里火铳得到了很好的改造，其中诞生了线膛枪的概念。到了16世纪中叶已经出现燧发枪了。但在这里不做过多描述，因为爆炸在其中应用的理念还是一样的。只是发生爆炸的形式有所改变。所以接下来要说的是爆炸的另一个特性，就是高能量的释放的特性。说到这里我们有必要让时间进入到17世纪。首先让我们来了解一下17世纪的时代背景。在17世纪的时候资本阶级的商人已经逐渐的发家致富，资本主义的意识形态已经成型。当时的工厂基本以手工业为主。所以当时的商人需要花费大量的钱雇佣大量的劳工。所以当时商品的制作成本较高。因此一旦商人预估错了市场需求的话，其亏损是无法想象的。至此出于商人的本性，想办法降低生产成本。就成为当时商人间的主流思想。所以这时候的人们就需要一种能够自行提供动力，能够让器械自行运作的事物。这就是最初对内燃机的需求的由来。但是尽管有着这样的需求，而内燃机在17世纪连个影子都没见着。只是有一个人应其需求去做了一下尝试，但是还是失败了。不过他的想法倒是可取的。这个人就是物理学上著名的伟人克里斯蒂安▪惠更斯。他的设想是利用火药的爆炸所产生的动能为器械来提供能量。但是因为火药是固体并不能很好的形成可持续小范围爆炸，并且每次爆炸的威力也不稳定。所以导致惠更斯失败了。虽然惠更斯的尝试失败了，但他这一想法给后来的人们留下了无限的遐想空间。人们开始围绕着这一想法而去做出新的尝试。随着时间的流逝。人们开始越来越能理解身边发生事物的本质，人们对化学的认知也越来越接近其实质。随着燃素说退出化学的舞台。人们开始发现能引发爆炸的事物并不只有黑火药，它也可以是某种气体或者是液体。这一发现对内燃机的出现有着重要意义。因为气体与液体都具有流动性，并且能人为地控制其流量与流速。所以人们能较好的控制每次爆炸发生的规模。同时又能产生间歇性连续爆炸。让动能来源的可持续性的问题得到了很好的解决。但要实际实现间歇性连续爆炸对当时的机械工程技术来说是一个很有难度的问题。因为这意味着人们要设计出一种在爆炸时具有密封性，爆炸后具有良好疏散性的密闭空间。只有在满足这一前提的情况下，爆炸的做功才充分，而爆炸产生的气体才能快速流出从而让充足的氧气快速流入，好为下一次爆炸做准备。所以这是一个充满矛盾的密闭空间。对当时的人们来说可是个比较繁琐的难题。此外还有一个直接摆在面前的问题就是爆炸后动能传递的形式，这直接关系到爆炸后动能的利用率。说到这里我们就有必要说起冲程概念的产生。现在让我们把目光重新放回我们的出发点---把爆炸产生的动能应用到其他事物中去。也就是说在爆炸的动能没有作用于其他事物之前我们需要想办法把爆炸产生的动能保存下来并传递出去。因此我们需要爆炸的能量对某物体做功，并让物体带动器械做能耗最小的可重复运动，并将动能传递出去。而不是让某物体做功后就消耗了动能。因此这很自然的就让人们想到了钟摆运动。因为从理论上来说钟摆运动在没有能耗的前提下给予初始动能，是能够一直无限重复的运动。因此冲程的概念就此诞生。不过是谁想出来的就不得而知了，只是估计十有八九和惠更斯有关。这两个概念体系形成以后，内燃机的运作模式就已经基本成型。往后的提升与变化，基本都是以这两个概念体系为核心而做出的优化方案。到了这一步近现代的大部分机械的心脏就此诞生。从此大大的提升了人们的生产力。从此人类就步入了快速发展的时代。在这里我觉得有必要分析一下爆炸在西方人手里得到研究并应用的过程。另外在将之与东方人做对比。首先我们可以发现西方人对爆炸的研究基本上是基于逐渐了解其本质之后重新将其定位的一种方式。而要以这种方式去研究其他事物的话，则需要人们足够了解事物的本质。因此西方人对事物研究的态度都是一种在追求“知其然并知其所以然”的意识形态。从而让其能够拥有从不同角度看待问题的高度。进而做出不同方向上的尝试而得到想要的成果。而在东方人对事物的研究态度更多的是一种“知其然而不知其所以然”的意识形态。所以东方人更多的只是做出一些探索与总结，而少了一些思考与对真理的追求。这大概是东西方思维上较大的差异之一。但是尽管如此东西方的人对爆炸的创新还是值得肯定的，只是西方的创新更能体现人的创造性。此外我们稍作总结一下就能发现人们对爆炸的每次创新都是在有一定需求的前提下对原有事物特性的思考与利用。也就是说先有新的需求的情况下，人们为了新的需求对原有的事物的思考才是有意义的创新。换句话来说就是有需求的创新才是有价值的创新。没有需求的创新仅仅只是幻想而已，并没有任何实际意义。所以就这点来说创新是有着物质基础的，或者说认知基础的。总而言之新事物的创新并不是没有来由、毫无逻辑，然后因为一瞬间的灵感就出现的。而是随着人们认知的积累而慢慢酝酿出来的。