[拼音]：Zhongguo gudai huo yao
[外文]：China's ancient gunpowder
中国古代以硝石、硫黄、木炭或其他可燃物为主要组分，点火后能速燃或爆炸的混合物。因为硝石、硫黄等在中国古代都是药物，混合后易点火并猛烈燃烧，故称为火药。现代黑火药是由中国古代火药发展而来。火药是人类掌握的第一种爆炸物，是中国古代的四大发明之一，对于世界文化的发展曾起重大作用。
火药的起源火药不是历史上个别人物的发明，它起源于中国古代的炼丹术。从认识硝、硫性质，发现起火现象，到应用于军事，经历了一个漫长的历史过程。早在汉朝以前，火药的主要成分硝石、硫黄作为金石药物已为人们所知。在秦汉之间成书的《神农本草经》中说：“消石，味苦，寒，主五脏积热……炼之如膏。”“石流黄，味酸，温，……能化金银铜铁，奇物。”消石即硝石，石流黄即硫黄，说明当时已作过火炼硝石的试验，对硝石和硫黄的性质已有初步认识。
在火药发明的过程中，炼丹家的作用特别重要。中国古代火药的主要成分硝石和硫黄，以及硫黄的砷化物，都是炼丹术中常用的药物。西汉末东汉初的炼丹书《三十六水法》中，有名为“硫黄水”、“雄黄水”、“雌黄水”的丹方，用硝石与硫黄、雄黄和雌黄在竹筒中以水法共炼。东晋时，炼丹家葛洪(283～363)在他所著的《抱朴子·仙药》中有以硝石、玄胴肠、松脂三物炼雄黄的记载：“又雄黄……饵服之法，或以蒸煮之，或以酒饵，或先以硝石化为水乃凝之，或以玄胴肠裹蒸之于赤土下，或以松脂和之，或以三物炼之，引之如布，白如冰……。”经实验证明：当硝石量小时，三物炼雄黄能得砒霜及单质砷；而当硝石量大时，猛火加热，能发生爆炸。
隋末唐初医学家、炼丹家孙思邈(581～682)，史称药王。选录入《诸家神品丹法》的《孙真人丹经》，相传是孙思邈所撰，记载有多种“伏火”之法。其中有“伏火硫黄法”如下：“硫黄、硝石各二两令研，右用销银锅或砂罐子，入上件药在内，掘一地坑，放锅子在坑内，与地平，四面却以土填实，将皂角子不蛀者三个烧令存性，以钤逐个入之，候出尽焰，即就口上着生熟炭三斤，簇煅之，候炭消三分之一，即去余火不用，冷取之，即伏火矣。”唐宪宗元和三年(808)，炼丹家清虚子在其所著《太上圣祖金丹秘诀》（后选入《铅汞甲庚至宝集成》卷二）“伏火矾法”中记载有将硫黄伏火之法：“硫二两，硝二两，马兜铃三钱半，右为末拌匀，掘坑入药于罐内，与地平，将熟火一块弹子大，下放里面，烟渐起，以湿纸四、五重盖，用方砖两片捺，以土塚之，候冷取出。”
这类伏火之法，虽然炼丹家的原意，是为了使硫黄改性，避免燃烧爆炸，以达到炼丹的目的；但同时使他们认识到，上述丹方中含有硝石、硫黄和“烧令存性”（即炭化）的皂角子或马兜铃粉，三者混合具有燃烧爆炸的性能，从而发明了原始火药。故在炼丹时，有必要采取安全措施，将药罐放在坑内，与地平，四面并以土填实，甚至用湿纸盖，方砖捺，以土塚之。炼丹家正是通过他们的长期实践，才发现硝石、硫黄和木炭等混合物的爆炸性能，因此，至迟在 808年以前，含硝、硫、炭三组分的火药已经在中国诞生。
在中唐以后成书的《真元妙道要略》中，更有明确的记载：“有以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之，焰起烧手、面及烬屋舍者。”“硝石宜佐诸药，多则败药，生者不可合三黄等烧，立见祸事。凡硝石伏火了，赤炭火上试，成油入火不动者即伏矣。……不伏者才入炭上，即便成焰。”三黄是指硫黄、雄黄和雌黄。以上正是唐朝及唐朝以前炼丹家在发明火药的过程中，对这类丹方燃烧爆炸性能的经验总结。原始火药也由此而逐渐进入军事应用的新阶段。
火药的早期军事应用到10世纪，关于试制和试验火药兵器的记载已经屡见于文献。北宋初官修的《武经总要》，记载有火砲、蒺藜火毬和毒药烟毬的火药配方（见图）。这 3个配方是世界历史上最早冠以火药名称，并直接应用于 3种实战武器的火药。但应指出，这些配方中硝含量低，还含有大量其他组分，通常只能速燃，用以纵火、发烟或散毒，还是一种低级火药，是近代火药的雏形。
在北宋时已经大量生产火药，政府有专设部门管理。宋敏求所著的《东京记》记载着北宋在汴京（今河南开封）建立了火药作，也就是火药制造工场，有严格的规程，并注意保密。大量文献和史实可以说明，以上述3种火药配方为代表的低级火药，在10世纪已经用于制造火器。
火药技术的发展
10～14世纪，由于战争频繁，火药兵器得到发展，火药性能不断提高，火药技术不断改进。在文献中有不少对于当时各种火药兵器威力的描述。北宋靖康元年(1126)，金人攻宋都汴京，“夜发霹雳砲以击贼，军皆惊呼”（李纲《靖康传信录》卷二）。南宋绍兴三十一年(1161)，金军渡江攻宋，“舟中忽放一霹雳砲，盖以纸为之，……自空而下，……其声如雷，纸裂而石灰散为烟雾，眯其人马之目，人物不相见。……遂大败之”（杨万里《诚斋集》卷四十四）。金天兴元年(1232)，赤盏合喜守汴京时，“其守城之具有火砲名‘震天雷’者，铁礶盛药，以火点之，砲起火发，其声如雷，闻百里外，所围半亩之上，火点著甲铁皆透”（《金史》卷一百十三）。元至元十四年(1277)，元兵攻静江（今广西桂林），静江破，守将“娄钤辖犹以二百五十人守月城不下”。元军围之十余日，“娄乃令所部入拥一火砲燃之，声如雷霆，震城土皆崩，烟气涨天外，兵多惊死者，火熄入视之，灰烬无遗矣”（《宋史》卷四百五十一）。元至元十七年(1280)，“维扬砲库之变为尤酷。……碾硫之际，光焰倏起，即而延燎，火抢奋起，迅如惊蛇。……未几透入砲房，诸砲并发，大声如山崩海啸，倾城骇恐，……远至百里外，屋瓦皆震……。事定按视，则守兵百人皆糜碎无余，楹栋悉寸裂，或为砲风扇至十余里外。平地皆成坑谷，至深丈余。四比居民二百余家，悉罹奇祸，此亦非常之变也”（周密撰《癸辛杂识·砲祸》）。元至正十九年(1359)，马俊等率壮士“以火筒数十，应时并发，敌军不能支”，敌军“驰突春波桥，……我军以火筒射而仆之”（徐勉之撰《保越录》）。
据上述文献描述的各种火器威力，很明显地可以看出，火药性能在10～14世纪中是逐步提高的。12世纪的霹雳砲，已能用火药喷火的反推力，把它推上空中，反映出其火药性能比10、11世纪用以纵火的火药有了提高。13世纪，用于装填铁火砲（震天雷）的火药，能将生铁外壳炸成碎片，打穿铁甲。一枚铁火砲爆炸后，使城土皆崩，城内250人死亡，士兵多有惊死者。而在砲房爆炸中，能形成丈余弹坑，甚至楹栋有被砲风扇出数里者。这些事实充分说明当时火药的威力之大。所谓“惊死”和“砲风”应是对爆炸时形成的空气冲击波作用的描述。此时火药应已能爆轰，其组成和配方与《武经总要》所载的配方比较，显然有更大的改进。到14世纪，元朝火铳(筒)的出现，说明此时火药已经用作金属管形射击火器的发射药。
明朝对火药技术有大量文字记载，至今尚存的明代《火龙神器阵法》是继《武经总要》之后的另一部重要文献， 它反映了 14～15世纪及其前后火药技术的进展，其中载有多种三组分火药配方。在戚继光所著《纪效新书》中，对火药配方和制造工艺均有详细记述。鸟铳药配方含硝酸钾75.8％，硫10.6％，炭13.6％，与现代标准军用黑火药基本相同。当时已制作粒状火药，所载工艺翔实可行。还记载了检验火药性能的方法：“只将人手心擎药二钱，燃之，而手心不热，即可入铳。但燃过有黑星白点，与手心中烧热者，即不佳。”说明对火药燃速和反应的完全性提出了很高的要求。
火药理论的探索明朝对火药配方和性能已作了一些初步的理论探索， 有关记载最早见于唐顺之的 《武编》(1549年辑)，后来茅元仪收入《武备志》（1621年刊印），名之曰“火药赋”。这是一篇关于火药的学术文章，其中写道：“虽则硝、硫之悍烈，亦藉飞灰而匹配。”硝则为君而硫则臣，本相须以有为；硝性竖而硫性横，亦并行而不悖。”“烈火之剂，一君二臣，灰硫同在臣位，灰则武而硫则文。剽疾则武收殊绩，猛炸则文策奇勋。”“灰硝少，文虽速而发火不猛；硝黄缺，武纵燃而力慢。”对硝、硫、炭三种组分的作用和相互关系作了定性的说明，特别是明确了硝石在火药中的重要作用，是符合科学原理的。明朝科学家宋应星在其名著《天工开物》（1637年初刊）中对火药性能作了理论探索，他说：“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴，两精逼合，成声成变，此乾坤幻出神物也。”又说：“硝性至阴，硫性至阳。阴阳两神物相遇于无隙可容之中。”他借用中国古代传统的阴阳对立转化之说，形象地描述硝硫在一定条件下发生的氧化还原反应。他和茅元仪一样认为硝性竖而硫性横，但又进一步明确提出了与现代“发射”和“爆炸”大致相当的“直击”和“爆击”两个概念。他写道：“直击者消九而硫一。”“爆击者消七而硫三。”将硝硫比例与性能联系起来，对实践经验作了总结。宋应星甚至对火药爆炸产生的空气冲击波的杀伤作用也作了接近实际的分析。他在《论气》这部著作中写道:“惊声或至于杀人者，何也？曰：气从耳根一线宛曲出而司听焉，此气出入业其口鼻分官，窒则聋，棼则病，散绝则死。惊声之甚者，必如炸炮飞火，其时虚空静气受冲而开，逢窍则入，逼及耳根之气骤入于内，覆胆隳肝，故绝命不少待也。”这里的“惊声”就是那时对空气冲击波的认识，“炸炮飞火”即火药爆炸。火药爆炸后，在空气中形成冲击波，可使耳聋、内脏损伤或致人死命。
概观中国对火药的探索、发明和发展，自魏晋南北朝以来，古代化学家（炼丹家）们利用早在汉朝已经掌握了的金石药物硝、硫，经过长期的炼丹实践，至迟在唐宪宗元和三年(808)以前已经发明了火药，并在五代末北宋初（10世纪）用以制造出纵火用的火药兵器。在宋、元两代不断创造新火器的实践中，火药性能也不断提高，炸弹用火药和金属管形射击火器用的发射药等均已制造出来，并在明朝达到了成熟的程度。到明朝后期，科学家们还继续在理论上作了一些探索。