明朝末年中国的火炮技术已远远落在欧洲人之后

明朝后期对中西火炮技术的认识

作者:superyi


黑火药最早由中国人发明似无疑问,而最早的管形火器,一般认为是南宋绍兴三年(1132年)陈规守卫德安时用巨竹制造的“火枪”,是目前所知世界上使用管形火器的最早战例。《金史》中所提到的“飞火枪”,即在普通长枪的枪头后部绑扎一个装有火药的筒(通常是纸制的),作战时点燃筒中的火药,喷出火来用以烧伤前来格斗的敌军,火药烧尽后则可同一般长枪一样格斗扎刺,这种玩意类似喷火筒。另一类“火枪”就是陈规用巨竹制造的,每支用两个人扛抬发射,点燃后喷射火焰烧向敌方,这已是一种原始的管形火药火器了。枪炮应该是喷火筒的合理延伸,因此很快出现了近代枪炮的前身。


一、 火炮在东西方的发展:


公元1259年寿春府(今安徽寿县)制造了发射“子窠”的“突火枪”,此枪用大竹筒制成,内装火药,还安有“子窠”,作战时点燃火药,利用火药燃烧后产生的作用力射出“子窠”。如果“子窠”就是子弹这一推测正确的话,那末这种“突火枪”可以算作近代枪炮的前身。在元代中期,这种管形火器由竹制改用金属来制造以后,被称做 “铳”。

元明铜铁制火铳传世及出土的很多,按新华网哈尔滨2006年8月5日电讯(记者呼涛),经有关专家学者研究认定,内蒙古新发现的元代火铳是迄今为止所发现中国最早的有明确纪年的铜火铳,也是迄今所知世界上最早的火炮。

这件火铳发现于1987年7月,1998年10月入藏蒙元文化博物馆,并于2004年经过中国社会科学院考古研究所、中国人民解放军军事科学院战略部历代战争和战略研究室、内蒙古大学蒙古学研究中心的有关学者共同认定为世界上最早的火炮。为铜质铸造,铳形为碗口铳,全长34.7厘米。铳身竖刻两行八思巴字铭文表明其制造于“大德二年”,即1298年。在以往发现的元代铜铳中,有明确纪年的最早实物是藏于北京中国历史博物馆的至顺三年(1332年)碗口铳。(《文物》杂志1962年第3期)此次新发现的内蒙古铜口铳,比至顺三年铳早了34年,成为一支中国和世界上最早的火炮。

一般认为是蒙古西征将火药带到阿拉伯,然后再传入西方。火炮在西方的出现据考证应该是在公元 1250 至 1275 年间在北非及西班牙的摩尔人王国中,这也是阿拉伯人将火药引进西方的旁证。阿拉伯人使用的叫做“马达发”的火器,从形态看和南宋突火枪大体类似。1325年,阿拉伯人曾使用“马达发”进攻西班牙的巴扎城。

西方对火炮最早而无争议的文字记载出现在 Walter de Millimete 替英国爱德华王子(日后的英王爱德华三世)在公元 1326 年写的书 De Offciis Regnum(论国王的职责)中,有一张用火炮发射金属箭头的彩图。虽然没有任何文字说明,还是可以看出是门火炮。事实上这种大炮只是一支巨大的的箭;这种“导弹”很快就被石制炮弹所代替。同一年(公元 1326 年),意大利的弗罗伦刹城订购了铜制大炮和一些铁弹丸和铁箭矢,交易文件还保留到今日。爱德华三世在公元 1327 年跟苏格兰人作战时曾经携有一些「crackys of war」,大约是重在15至30 磅之间的轻型炮。公元 1345 年二月一日,爱德华三世的大侍官记载了一笔修理 13 门大炮 的费用。同年在英法百年战争中著名的 Crecy 之役,爱德华三世用了两到三门大炮,击败了法军十字弓手。其后,爱德华三世使用大约 20 门大炮来围攻加莱城堡。(《枪械发展史.第2章》)

可确认的是在 13 世纪末和14世纪初,东西方几乎同时出现火炮的雏形,说明中国传播到西方的是火药知识,而非直接的军事发明。火炮应该不是一地一人的偶然发明创造,而是在中国火药武器知识影响下,东西方各国分别独立发展起来的。


二、中西方火炮技术拉开了距离


明初火器有较大的发展,居世界领先地位。但正统之后,一则由干承平日久,没有发展.火器的迫切要求;一则由于统治阶级“恐传习漏泄”, 进行封锁,如“宣德五年,敕宣府总兵官谭广:“神铳,国家所重,在边墩堡,量给以壮军威,勿轻给。”正统六年,边将黄真、杨洪立神铳局于宣府独石。帝以火器外造,恐传习漏泄,敕止之。”(《明史》卷九十二《兵志四》),所以火器发展基本呈现停滞状态。但在西欧,自13世纪末14世纪初开始火器的发展后,由于各国间和各国内部争战不已,火器得到了迅速发展。到嘉靖年间,中国人反倒要向西方学习。


例如,在中国明代中期,嘉靖四年(1525)制造的“毒火飞炮”,发射用生铁制造的爆炸弹,这是中国火器史、也是世界火器史上最早发射爆炸弹的火炮。开始使用短身管的火炮发射爆炸弹丸,这可谓最早出现的榴弹炮。嘉靖二十五年(1546),陕西三边总督曾铣及宣大总督翁万达的上疏中有关毒火飞炮的记叙是对这种火炮的最早文献一记载。(周谷城主编 刘旭著《中国古代火炮史》p48)

而在在欧洲,捷克人在1419年至1436年的胡司战争中,首先使用了手炮---一种短身管的火炮-----榴弹炮。“榴弹炮”( Howitzer)这一术语,也来自捷克文(Hou fnice). 15世纪末,意大利和德国也出现了发射石霰弹的短管炮。早期火炮使用的弹丸形形色色,从金属箭头,铜炮弹、铅炮弹、铁炮弹、到石头炮弹都有。到16世纪中期,欧洲各国已普遍使用身管较短的滑膛炮发射球形爆炸弹丸,但中国仍然主要使用实心弹,使用“开花弹”的火炮种类不见增多。在《筹海图编》、《武备志》中提到的火炮仍然以发射实心弹为主。《武备志》卷122至123记载了明代使用的十七种火炮,从文字和图形上来看,其中发射圆形实心弹的十三种,发射空心弹的仅一种,发射空心弹的占全部火炮的6%。

在中国的元末明初(1 4世纪后半期),大口径臼炮出现。现出土的这个时期铸造的铁炮,有的口径较大,几乎呈喇叭状,如上述至顺三年(1332年)的碗口铳也可算是。这些炮用来发射石弹,应是现存最古老的臼炮。据明史记载,洪武年问铸造的碗口铳,全长为315--520毫米,口径在100-109毫米,重8.35---26.5千克,铳口敞开,便于装填石弹。洪武十八年(1385)永平府(在今河北卢龙)制造的大碗口铳,全长520毫米,口径108毫米,重26.5千克。此铳1972年在河北宽城出土,是当年明军守御宽城所用的守城炮。1965年在湖南株洲发现的大将军炮,明代正德六年(1512)十月铸造,全长810毫米,口径220毫米,重348千克,已是当时较重型火炮了。(《世界军事宝典.兵器卷》216-217页)

在欧洲早期火炮几乎都是臼炮,应是从调制混合药物的石臼而来。这些石臼炮的尺寸不大,装药量也不多,发射石弹的杀伤力有限,估计只是起心理震撼作用。而到15-16世纪出现的欧洲臼炮,其技术已追上中国。如名叫“达勒.格里特”(Dulle Griete)的根特射石炮,口径为25英寸(635毫米),发射700磅(317.8千克)重的花岗岩石弹。俄国的巨型射石炮,身管长9英尺(2.74米),口径达36英寸(914.4毫米)。另一门由苏格兰王詹姆斯二世1460年订制的著名火炮是 Mons Meg,长 4 公尺(13 英尺 4 英吋),口径 50.8 公分(20 吋),可发射重350磅(158.9千克)的石弹,现正保存于英国爱丁堡。(《枪械发展史.第2章》)

俄国 1525年铸造了历史记载的最大口径的“莫斯科”巨型臼炮,它的口径为36英寸(914.4毫米),身管长18英尺(5.49米),发射一吨重的石弹。15世纪使用臼炮数量较多的一次战役,是1453年土耳其苏丹穆罕默德围攻君士坦丁堡。

当时,土耳其苏丹在东方集中了68门火炮 攻打欧亚大陆交界处的这座古城。其中,最大的火炮是名叫“皇宫”的射石炮。它的口径为30英寸(762毫米),需用60头牛200个人才能移动。它的射程大约为1英里(1.61千米),一发石弹重达l600磅(726.4千克)。从匈牙利征募的炮匠乌尔班(Vrban ),为“皇宫”射石炮装填一发石弹,要用两小时。“皇宫”射石炮没有炮架或支架,放在泥土墩后面进行射击。在14个炮兵连长达两个月的猛烈轰击下,这个在公元330年为君士坦丁建立的的城市,终于落入奥斯曼帝国的统治之下。这场战争的结局标志着以城堡为依托来几乎无限期地抵御任何攻城器械攻击的年代一去不复返了。

英国伦敦塔现存一门跟这些攻城炮类似的一门火炮,它是在公元 1464 年由土耳其造炮巨匠穆尼耳.阿里铸成,长 5.2 米(17 英尺),重量超过 17 吨,发射时装用重达 136 公斤(300 磅)的火药,可以将 295 公斤(650磅)重的弹丸投射到 1.6 公里(1英里)之遥。(《世界军事宝典.兵器卷》217-218页)

这些西方用于实战的巨型炮,无论口径重量和发射的炮弹及射程,都超过了同时期中国火炮。


17世纪以后,西方火炮质量大为提高,火器型号向着规范化方向发展,并开始按作战用途将火炮区分为攻城炮、野战炮、岸防炮。所有这些炮都有炮耳,瞄准具,按数学理论计算发射弹药。欧洲人开始吸收和创制出各种新式枪炮。当时世界上较为先进的火炮纷纷在西方出现。


三、明朝人见识到的西方火炮技术


当西方人终于来到中国沿海时,中国人开始认识到了西方火炮的厉害。中葡的第一次武装冲突“屯门之战”(1521年),按《广东通志》记载:“檄海道副使汪鋐帅兵往逐,其舶人辄鼓众逆战,数发铳击败官军。寻有献计者,请乘其骄,募善水人潜凿其底,遂沉溺,有奋出者悉擒斩之,余皆遁去,遗其铳械”。此役明军耗时8个月,多次被葡萄牙人“数发铳击败官军”。此铳就是著名的“佛朗机”,此战后为明军引进仿制。其实,明朝在弘治年间(70年前)已有走私海商经东南亚获得过这种武器,只不过当时没给这种武器起名,也没加以研究仿制,等战场上吃了苦头才开始认真研究起来。据胡宗宪《筹海图编》记载,佛郎机炮“以铁为之,长五六尺,巨腹长颈,腹有长孔,以小铳五个轮流贮药安于腹中,放之。铳外又以木包铁箍以防决裂。海船舷下每边置放四五个,于船舱内暗放之。他船相近,经此一弹,则船板打碎,水进船漏。以此横行海上,他国无敌……海船中之利器也。守城亦可。持以征战,则无用也。”后来,明朝兵部铸造一千多佛郎机大炮,名为“大将军”,下附木架,可高可低,发放于三边守军。“然将士不善用,迄今莫能制寇也。”

近80年后荷兰人又来到了中国沿海,此时中西火炮技术差距更加大了。1604年(万历三十二年)七月,由韦麻郎率领的两艘荷兰巨舰及二中舟先后抵达澎湖,其时因汛防结束,明朝汛兵亦已撤走,于是荷兰人如入无人之境,在这里“伐木筑舍,为久居计。”(《明史.和兰传》)。此后, 荷兰海船游弋闽粤沿海, 其坚巨高广日益为沿海军民所认识。福建将领朱文达说:“红夷勇鸷绝伦,战器事事精工, 合闽舟师, 不足撄其锋”。 (张燮《东西洋考》卷8 税考)明朝福建官方对于荷兰人的“巨舰大炮”毫无抵御之方,只有想法子以“互市”为饵,诱以退出澎湖,移舟远去,以便以“扬帆归国”奏报朝廷,了结此事。这时新任福建巡抚南居益到任,朝廷明令福建当局把“红毛 ”赶出澎湖,南居益苦思破敌之策。此时荷兰人的战舰封锁了漳州海口,南居益亲身体验了荷兰的“巨舰大炮”,他在〈谨陈闽事始末疏〉中说:“……见大海澎湃中,万难接济战。夷舟坚铳大,能毒人于十里外,我舟当之无不糜碎。即有水犀十万,技无所施。”

明人沈德符所撰笔记《万历野获篇.红毛夷》记载了明军与荷兰军远距离海战时的史事,荷兰人所施放的红夷炮:“第见青烟一缕,此几应手糜烂,无声迹可寻,徐徐扬帆去,不折一镞,而官军死者已无算。”

明朝人把荷兰火炮战舰看作自己无法对付的庞然大物和难以逾越的海上屏障;“我舟高大, 不及彼五分之一, 而欲与争胜于稽天巨浸中, 必无幸矣”。 (史澄《广州府志》卷120《崔奇观传》)

号称红夷大炮的荷兰火炮是明人所见到的威力最大的西洋火器。与佛朗机相比, 其设计铸造更趋精密, 展示了更大威力。万历三十三年(1605 年),荷人出没广东,粤人谋与澳门葡人共拒敌人。明朝是从中荷实战中逐渐认识了荷兰火器。巨铳乃红夷所恃长技,“长丈有咫, 能毒人于二十里外”。(陈继儒《晚香堂集》卷3《贺福建南大中丞平红夷序》)“二十里外”纯属夸张,不过射程惊人应该不假。

另外还有对西方火炮技术表示震惊的言论,如:荷兰“大铳长二丈余, 中虚如四尺车轮云。发此可洞石城, 震数十里”。 (茅瑞征《皇明象胥录》卷5《和兰》) 红夷大炮“一发十里, 当之无不立碎, 我虽有利刃, 勿可与敌; 虽有锐兵, 勿可与战”。(沈国元《两朝从信录》卷16)

万历末年,从广东沿海英国沉船上捞起的20多门火炮先后运到北京,经试用,比先前传入的佛郎机铳性能好,威力大,因而引起明朝庭的关注。当时即把此炮定名为“红夷炮”。在徐光启等人力主下,明廷在天启年间向澳门葡萄牙当局购买的第一批红夷炮,并雇佣葡萄牙军人训练炮手作战,同时开始了仿制铸造。相对于明军的传统火器,红夷炮铸造所遵循的“模数”、施放时的“炮表”化、辅助设施的配备、炮弹的多样化、射程远、爆炸力强,其威力远超明军的传统火炮。但它的局限性也不小,如长于攻城,却拙于野战,装填发射的速率不高,且炮体笨重,无法迅速转移阵地,故庄野战时,多只能在开战之先就定点轰击,当敌我情势发生逆转,往往无法机动反应。西方当时发展出的攻城炮、野战炮等明朝并不知晓,也无从仿制。因此,明末在辽东的多次战役中:明军虽拥有红夷炮,但却无法有效压制清军的勇猛冲杀。


四、国人对中西火炮技术的比较


明代初期火炮限于科学技术水平限制,有着的两大缺点;

其一、以戚继光根据自己多年的实战经验所指出的;“重而难举,发而莫继”,这里主要指大型火器的问题。正如戚继光所言:“旧有大将军、发熕等器,体重千余斤,身长难移,预装则日久必结线眼生涩,临时装则势有不及,一发之后,再不敢入药,又必直起,非数十人莫举。” (《练兵实纪杂集》卷五 军器解)由于发射速度慢,装药操作复杂费力,一旦面临实战,敌人常常趁“一发之后,仓卒无以继之”,或“必伏其身,挨我火发、闻声之后即冲突而来”,或者“佯挑战诱我,或驱所掳掠我中国人先尝,我火器叠发敌叠为进退,药尽敌冲而前” (《练兵实纪杂集》卷五 军器解),导致明军常吃败仗,火炮威力的发挥大打折扣。

欧洲时的铸造技术并不特别优越,中国自战国后逐渐掌握了炼制熟铁、可锻铸铁和灌钢等技术,17世纪,中国炼铁技术与世界先进水平间的差距并不明显。然而西洋火炮在设计上,则具有管壁较厚、炮管由前至后渐粗、且倍径(指火门至炮口之距离与内径的比例)较大等特点,故射程提高、杀伤力增强且较不易膛炸。此外,西洋火炮的炮身多安有准星和照门,以为瞄准之用,两旁并铸有炮耳,便于架设在炮车或炮架之上,以调整射击角度,操作相当方便。"

其二、明代前期的火炮如碗口筒炮、铅弹一窝蜂、迅雷炮、大将军炮等等,均无瞄准具,所以命中率很低。这个毛病比较致命,大大限制了火炮威力的发挥;为了提高火炮发射的命中率,明中叶以后,采用佛郎机炮的先进技术,在炮身前加照星,后设照门,从照星孔内进行瞄准,“千步外皆可对照”,发射时,“托面以目照对其准,在放统之人用一目瞄看后照星孔中对前照星,前照星孔中对所打之物”(《武备志》卷122)。这样,大大提高了火炮命中率。

红夷炮大量引进时,中国开始使用铳规。所谓铳规,就是可用来量炮管的仰角,炮手可用铳规测量火炮的射程和测量火炮应该装填的火药量。这就是“药弹相称”的发炮要领。当时中国并没有弹药相称的观念,由16世纪欧洲的火炮制造家依据弹道学原理发明,在铳规上刻有相应的比例尺,让炮手不需要复杂的计算,就可简便地估计装药量,这是火炮发射技术上的重大突破。明朝有炮手用空炮(少量填装火药)而被严重惩罚,结果后来的炮手都将弹药装得满满的,常导致膛炸。。

中文史料中最早提到铳规的,是孙元化所写的《西法神机》。在何汝宾的《兵录》中,则有几幅铳规的使用图。

有关铳规的规格和用法,在汤若望与焦勖翻译的《火攻挈要》中有简明的记载。《火攻掣要》卷上《装放大铳应用诸器图说》提到;使用铳规时先将长柄插入炮口,便可以经由垂着的权线,在弧上读出炮管的仰角。不过,这样就要求在操作时,炮手必须冒着敌人的火力跑到炮口处测量,因此后来的人改进发明了可放在炮管末端使用的火炮仰角仪。K

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明朝后期大量引进西洋火炮时,明朝时人曾对西方火炮的技术特征和威力等与中国传统火器进行了比较。如1623年明人焦勖参考西方技术书籍编著的《火攻掣要》书序中说:“近来购得西洋大铳,精工坚利,命中致远,猛烈无比,更胜诸器百千万倍”。并详细比较了同期中西火器的技术特点。中国火器“铸造无法,其大器不过神威发熕,灭虏虎蹲,小器不过三眼快枪。此皆身短,受药不多,放弹不远,且无照准而难中的。铳塘外宽内窄,不圆不净,兼以弹不合口,发弹不迅不直,且无猛力。头重无耳,则转动不活,尾薄体轻,装药太紧,即颠倒炸裂”。

而“西洋火器”其“制亦长短中矩,厚薄适宜,其用能命中致远,坚利猛烈,更以造铸有传,药弹兼精。”

火药配制方面,中国造药缺乏技术标准,“不谙分两轻重之术,配合研捣之功,不能摧坚破锐,及损枪坏统及收凉失事,而延祸极惨”。西洋火药“迅速猛烈,燃之手心不热,纸上不焦及不致损枪法。”

发射技术上,中国“不谙远近之宜,多寡之用,循环之术。或失期妄发,贼至而反致缺误;或发而不继,乘间而冲突而人;或仓皇失火,未战而本营自乱。西洋分仰、平、倒三法,而知弹所到之远近,更辅之于窥远神镜,百发可以命中”。(《火攻掣要.火器总论》卷上)。


从上述明朝人共同的观点可看出,明朝末年中国的火炮制造和操纵技术确实已远远落在欧洲人之后。


之所以如此的重要原由,涉及中国科学史的大问题,本文无法深入探讨,只提一点:

最关键的是,当时西方的军事学已与数学密切结合,如在利玛窦(Matteo Ricci, 1552-1610)于万历三十五年(1607)所撰的〈译《几何原本》引〉中,即有云:“借几何之术者,惟兵法一家,国之大事,安危之本,所须此道尤最亟焉!”强调几何知识乃为精通兵学所必需。而李之藻在天启元年(1621)所上的《为制胜务须西铳,乞敕速取疏》中,亦称西国放铳之人均“明理识算”。伽利略以来西方古典弹道学理论的发展,以及火器家们在实战中经验的积累,实践的总结等,加上西方近代数学的发展,是火炮在西方得到大发展的重要因素。


从天启元年(公元1621年)徐光启、李之藻等人开始购买红夷炮起 ,迄至清康熙三十五年(公元1696年) 平定新疆葛尔丹叛军止 ,在这70多年中 ,欧洲16世纪末至17世纪初的火器理论与制造技术,在中国得到了广泛的流传。但是,也是在这70多年,欧洲的火器理论与制造技术又迈上了一个历史发展的新台阶,而中国在这方面却仍然停留在17世纪初的水平上。而17世纪初,沙俄就制造出口径为3俄寸(76毫米)的青铜“皮夏利”炮,炮膛内有10条螺旋形膛线。这种“皮夏利”炮从炮尾装填,使用楔形炮门关闭,近代后装线膛炮的雏形也已产生,这种炮曾在列宁格勒炮兵历史博物馆展出。此后更由于清王朝在国内安定后马放南山,不再重视火器研制,与天主教会的矛盾隔断了东西方火器理论与制造技术的交流渠道,从而使中国的火器研制业每况愈下,中外火器发展的差距越来越大。


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