我国古代发明的火药，是用硝石、硫黄和木炭三种原料，经过均匀拌和而成的混合火药，点火后能迅速起燃和爆炸，并有大量的黑烟浓雾随之升腾，所以人们又称它为黑色火药或有烟火药。它的发明经历了一个漫长的历史过程，并为火器的创制莫定了基础。
(1)火药的发明
火药是怎样发明的呢？历史发展证明，它不是个别天才人物灵机一动的产物，而是经过多少代人上千年努力的结果。早在公元前6世纪的春秋时期，有一个名叫计然的人，提到了硝石和硫磺的产地。他说“消〔硝〕石出陇道”，“石流磺〔硫磺〕出汉中”。在他的启示下，后来又有许多著述家，在药物典籍中列举了硝石和硫磺的更多产地。随着硝石和硫磺产地的不断发现，引起了药物学家和医家们的重视。他们几经试验，认为硝石和硫磺可作为医药使用。炼丹家得知硝石、硫磺的妙用后，便利用它们来炼制长生不老药。说也凑巧，炼丹家们在长期炼制丹药过程中，偶然发现了硝石和硫磺混合物的燃烧和爆炸现象。在这方面的最初试验者是晋代的炼丹家葛洪。他曾经把硝石、硫磺、玄胴〔dong洞〕肠(即猪大肠)和炭(此处是指含碳的有机物)放在一起合炼，生成一种白如冰的混合物氧化砷(As2O3)。如果在试验时所用硝石足够多，那么用火点燃这种生成物，就会发生爆炸。葛洪是否发现过这种现象呢？他在自己的著作中没有说。不过他的炼丹活动，对火药的发明产生了积极的作用。
唐代的炼丹家继承并发展了前人的炼丹事业，采用一种伏火的方法，进行改变硝石和硫磺药物特性的试验，以避免发生火灾，并能炼制所需要的丹药。有一个名叫清虚子的炼丹家，他采用一种“伏火矾法”，对硝石和硫磺进行伏火试验。他的方法是把二两硝粉、二两硫粉、三两马兜铃(一种含碳物质)粉，放入罐中均匀拌和，将罐埋入坑中，使罐口与地面取平。尔后用一块弹子大的火种(如烧红的木炭)放入罐中，结果烟焰从中升起。为了防止火力上冲，所以用四五层湿纸封住罐口，上面再用砖土压实。从伏火的全过程看，三种混合物是在缺氧的罐中燃烧的，而且烟焰上冲力很大。这说明，这种混合物在点火后是依靠自身释放的氧气进行燃烧的。后来人们就把这种能着火自燃的药料称作火药。清虚子采用的“伏火矾法”，被记录在《太上圣祖金丹秘诀》中。此书刊印于唐宪宗元和三年(公元808年)，后来被辑入《铅汞甲庚至宝集成》卷二中。因此，可以说中国古代的炼丹家，至迟在公元808年已经配制成原始的火药了。所以人们常说，火药的发明当归功于古代的炼丹家。
炼丹家为求长生不老而发明的火药，经过100多年的改进，被北宋初的火器研制者和统兵将领冯继升、唐福、石普等人，创制成火球、火药箭等第一批初级火器，用于作战之中。《武经总要》记载了“火球火药方”、“蒺藜火球火药方”、“毒药烟球火药方”等世界上三个最早的火药配方。
火球火药方 其用料有：晋州硫磺14两、窝磺七两、焰硝二斤半、麻茹一两、干漆一两、砒磺一两、定粉一两、竹茹一两、黄丹一两、黄蜡半两、清油一分、桐油半两、松脂14两、浓油一分。如果将这些物质按硝石、硫磺、含碳物进行分类归并，则硝石重40两，硫磺与窝磺共重21两，含碳物质共重18.02两，三者共重79.02两。它们的组配比率(即组成火药的原料硝石、硫磺、含碳物质，在火药中所占的百分比)分别是50. 6%、26.6%、22.8%。
蒺藜火球火药方 其用料有：硫磺一斤四两、焰硝二斤半、粗炭末五两、沥青二两半、干漆二两半，捣为粉末；竹茹一两一分、麻茹一两一分，剪碎；用桐油和小油各二两半、蜡二两半，熔汁和之。其中硝石40两、硫磺20两、含碳物质19.07两，共重79.07两。它们的组配比率分别是50%、25%、25%。
毒药烟球火药方 球重五斤。用硫磺15两、草乌头五两、焰硝一斤14两、巴豆五两、狼毒五两、桐油二两半、小油二两半、木炭末五两、沥青二两半、砒霜二两、黄蜡一两、竹茹一两一分、麻茹一两一分，捣合为球，贯之以麻绳一条，长一丈二尺，重ib.半斤，为絃子。其中硝石30两、硫磺15两、含碳物质15.07两，共重60.07两。它们的组配比率分别是49.06%、24.8%、25.6%。草乌头、巴豆、狼毒、砒霜等四种含毒物质共17两。
上述三个火药配方，是以硝、硫、炭为基础，再掺杂一些其他物质组成的。按照这三种配方配制成的火药，再经过加工制成火球，就成为具有燃烧、发烟和散毒等战斗作用的火器。它们是中国古代劳动人民、药物学家、医学家、炼丹家，经过几百年甚至上千年的努力探索所取得的丰硕成果。它们的创制成功，标志我国火药发明阶段的结束，进入了由军事家制成火器用于作战的阶段，在兵器发展史上具有划时代的意义。但是，由于这三种火药中还含有较多的其他物料，所以还只能用作燃烧、发烟或散毒的初级火药，有待于在
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