制造火药的硝石，居然能从土里“种”出来？

在研究史料的时候，军武菌总能看到我军兵工人员从墙角、墙缝甚至厕所里收集硝石，用来制造火药。

当时军武菌就有一个疑问，为什么硝石能在这种地方找到呢？查阅了更多资料后，这个问题才终于得到了解答。

今天，军武菌就来和大家就来聊聊，古人在认识和利用硝石的过程中发生的趣事。

我国作为火药的发明国，对于硫磺，硝石和木炭这三种原料的认识也是比较早，并且准确的。春秋晚期（大约公元前6世纪）的《范子计然》一书中就有记载：“消石（硝石）出陇道”。说明此时人们不但认识硝石，还对硝石产地有所了解。

在火药发明以前，我国硝石主要被用于医学。马王堆汉墓中出土的帛书中就记载有用硝石治疗疡痈的医方。《史记》中也记载名医扁鹊有用硝石治病的经历。长期以来，硝石一直作为一味良药流传于世，这也是为什么后来炼丹师在炼制“长生不老药”的时候会加入硝石。

明代宋应星所著《天工开物》中不仅介绍了硝石的产地和性质，还以古代自然科学的方法解释了硝石的形成：“消质与盐同母，大地之下潮气蒸成，现于地面。近水而土薄者成盐，近山而土厚者成消。以其入水即消熔，故名曰消”。虽然这并不是硝石真正的形成原因，但最起码中国古人知道硝石来自大地内部，而不是像农作物一样种出来的。

那么谁会觉得硝石是种出来的呢？答案是欧洲人。

正所谓没有对比就没有伤害，欧洲在13世纪以前都不知道有硝石这种东西，直到火药传入才开始渐渐认识硝石。在15世纪和16世纪欧洲人还在思考硝石究竟是像庄稼一样能在地里种植的，还是像矿物一样能被开采的。

制造火药需要用到大量硝石，那个年代的欧洲小打小闹就没停过，硝的需求量巨大，仅仅依靠自然开采是完全不够的，因此就有人想到了“种”。他们模拟自然界中硝石的生成环境，建立了很多“硝石种植园”或者叫“硝床”，用于生产硝石。

种植园内需要挖掘出多条沟渠，在沟渠内铺垫黏土，再一层层地堆放上排泄物和腐烂的树叶。每层之间还要铺上石灰石或草木灰，架起小树枝，确保一定的空气流通。工人们还需要定期往沟渠内补充尿液和粪水，保证其中湿润。而且最好用饮酒者的尿液，玄学告诉他们这能提升硝石的品质。

如此“种植”一年之后，就需要将沟渠内那些污物挖出来，装进桶里，再加入纯净的雨水溶解和浸出硝石晶体。最后把溶解了硝石的水煮干，就得到了相对纯净的硝酸钾。可想而知，这个过程的气味酸爽无比，因此硝石种植园全建在远离居民区的深乡下。

硝石种植园的工作尽管艰苦，但至少称得上文明，而接下来要说的“硝石挖掘人”就不那么文明了，他们受命于国王，任务是四处寻找并收集自然生成的硝石。

这是在英王亨利八世统治时期诞生的一种职业，在挖掘这一方面，硝石挖掘人可谓权力通天。只要他们认为某个地方有硝石，就可以去挖。农民的田地和房屋自然不在话下，教堂甚至国王的宫殿都可以挖，如果拒绝就有可能被法院起诉。

这种职业几乎存在于所有欧洲国家。在法国，硝石挖掘人拥有国王颁布的挖掘证，挖完别人地还不用给钱。在英国，硝石挖掘人有权强征车辆用于运送硝石，且免去所有税收和道路通行费。虽然英国规定挖了人家的地要给补偿，但是补偿款往往远不及损失。

所以在当时，硝石挖掘人的待遇和过街老鼠有的一拼，经常被打，还有些人会花钱收买硝石挖掘人，请求他们离开自己的土地。

挖硝石最盛行的地方是英国，在德国和法国纷纷建设硝石种植园的时候，英国却迟迟没有掌握这项技术。几乎整个都铎王朝，从亨利八世到伊丽莎白一世，英国的硝石供应都极大依赖硝石挖掘人。当英国人用大炮轰击西班牙无敌舰队的时候，船上的火药里至少有一半的硝石是从各种地方挖出来的。

为了寻找硝石，各个国家无所不用其极。当时很多国家的谷仓和地窖不准铺地板，以便硝石的形成。1642年美国波士顿的一条法律宣布“在未来的下半年内，每个殖民地的种植园中都应当建一座长20或30英尺，宽20英尺的房子……以生产硝石”。这项法律来源于英国在1626年通过的类似法律，要求伦敦周围的公民做同样的事情。德国和瑞典也有类似的法律。直到约1830年左右，瑞典谷仓才被允许铺设石头，但农民还是要每年提供一定量的硝化土，作为税收的一部分！显然这和“抢”也没什么区别。

说了这么多，肯定有很多小伙伴现在在好奇，硝石到底是从哪来的？很多人发现潮湿的墙角以及旱厕周围硝很多。还有人说之所以会长硝是因为这个墙角经常有人尿尿。这些都有科学道理，听我讲完硝化过程就明白了。

硝化的过程十分复杂，直到20世纪才被彻底研究清楚。硝酸钾的形成需要具备诸多条件，首先最好有一片富含钾元素的肥沃黑土，其次要有充足的空气和水分，存在于此的某些含氮有机物在特殊细菌的作用下会形成硝酸，硝酸与土壤中的钾质化合成硝酸钾。这些物质在毛细管作用下会慢慢上升到地面，待水分蒸发后就形成了一层白色的结晶，这就是所谓的硝。

硝酸钾的形成需要含氮有机物，那么哪里富含含氮有机物呢？答案就在人畜排泄物里。这就是为什么旱厕周围容易发现硝。而能够自然析出硝石的地方，往往也都是人畜聚集区，我国山西的永济县虽然相对偏僻，但古时此地为蒲州城，相传还曾是舜都故址。在此处约9平方公里的地带内，每年二至十月份中天气晴朗干燥时，地表便会析出皮壳状的深褐色硝土。

此外内陆盐湖或盐碱地也是硝的重要自然产地，但产出的往往不是制造火药所需的火硝，而是芒硝。比如我国山西运城的解池，自古以来便是著名的食盐产地。解池的氯化钠含量不算很高，再加上长期不平衡开采（只取食盐），导致大量镁芒硝自然析出。《宋史》中记载“陕西民多以朴硝私炼成颗，谓之倒硝，颇与解盐相乱”，意思是民众将镁芒硝加工后冒充解池产出的食盐，这种做法十分缺德，因为吃了镁芒硝之后会窜稀。

前文提到我国古人很早就认识了硝石，但是对于硝石的称呼却非常混乱。“硝”古代亦作“消”，有朴消、消石、芒消、马牙消、英消、盐消、土消、火消等数十种不同称呼，但表达的意思是一样的。

这些所谓的硝不但名字不同，所含成分也不同。其中芒硝的主要成分是硫酸钠，制造火药用的火硝主要成分是硝酸钾。还有一种主要成分是硫酸镁的镁硝，常和硫酸钠一起出现，也被误认为是芒硝。

而将各种硝辨别分类清楚的，不是科学家，也非老中医，而是那些整天痴迷于炼丹的“神棍”们。

南北朝时期，我国著名炼丹家和医学大师陶弘景就提出了用焰色反应区分诸硝。他在《本草经集注》中写道：“先时有人得一物，其色理与朴消大同小异，朏朏如握雪不冰，强烧之，紫青烟起，仍成灰，云是真硝石也。”

这里说的“真硝石”其主要成分是硝酸钾，钾的焰色反应是紫色的，而钠的焰色反应是黄色的。用这种方法的辨认钾硝石显然十分科学，但也存在一个问题。钠的焰色反应灵敏度要远高于钾，但凡钾硝石中多含点钠，这个方法就不准了。

到了唐代中期，又有一群炼丹家在《丹房镜源》里提出了一种新的办法。他们想要炼制一种叫铅丹的中药，首先要使用硫黄与融化的金属铅反应生成硫化铅（PbS）。再加入钾硝石作为氧化剂，使得PbS迅速转化成Pb3O4，即炼丹完成。如果其中加入氧化剂是钠硝或镁硝则炼丹失败，这也是一种可靠的辨认方法。

同样成书于唐代中期的炼丹著作《黄帝九鼎神丹经诀》中也提到一种方法：“消石与朴消，大同小异。朏朏如握盐雪不冰，强烧之，紫青烟焰起，仍成灰，不沸无汁者是消石也。若沸而有汁者，即是朴消也。”

这段话的意思是，纳芒硝在加热后会释放出结晶水，自身也会溶于其中，继续加热便会沸腾，待水分完全蒸发后便会得到白色粉末，也就是无水硫酸钠，中药里称为“玄明粉”。而钾硝石在受强热时会熔化如油，不会沸腾。至此，中国炼丹家已经基本掌握了辨别钾硝石的方法，为黑火药的发明提供了基本条件。

随着时间的推移和科学技术的进步，硝石这种物质渐渐退掉了神秘的面纱，即便是如此依赖硝石挖掘的英国人，也从17世纪开始从印度进口硝石。

尽管硝石的获取方式不再野蛮，但作为“黑火药之母”，在相当长的时间内，硝石都无法与血腥撇开关系。历史故事或许荒诞有趣，但其背后却充满着暴力与鲜血。愿我们只能在过年的鞭炮声中闻到“硝”烟的味道，和平万岁！