中国火器落后于西方的时间节点及原因初探

李婷婷  朱亚宗*

（国防科学技术大学人文与社会科学学院，湖南长沙 410073）

摘  要：作为火器发明的故乡，中国在很长一段时间内具有无可争议的先导优势。自13世纪始，火器经由阿拉伯传入欧洲，并逐渐后来居上，比中国火器为优。然而，这一优势的逆转具体发生在何时，学术界意见并不一致。本文比较了中西火器在不同时期的发展，指出19世纪中期为二者形成实质性技术差距的时间节点，并从技术及社会两个层面分析了优势逆转的原因。

关键词：中西火器比较  技术差距  时间节点

    火器首先由中国发明，正如李约瑟所说，“从最早发现火药配方到射出与内膛口径吻合的弹丸的金属管状枪的完善，这整个过程在中国演进时，其他民族对此还一无所知。”^〔[1]^〕唐哀帝天佑元年（904年）火药已经被应用于军事，出现了最早的火药兵器，^〔[2]^〕300多年后，火器才在13世纪末经由阿拉伯人传到欧洲。此后火器在亚欧大陆都取得了不同的进展，直至16世纪，两者的发展是相对独立的。16世纪后，中西交流渐次频繁，火器的发展越来越多地被置于比较的背景之上。人们在交流中（多以并不和平的形式）发现，融入欧洲的技术传统和设计风格后，火器再返中国时和明初的中国火器相比已具有明显优势。这就不可避免地产生了一个问题，即中西火器何时呈现出实质性的技术差距？针对这一问题，不同学者给出的答案并不一致。

一、问题的提出

    我国火器史专家王兆春认为，16世纪后期是中西火器技术发生转折的时间节点，并在其多本著作中有所体现，如《中国火器史》中写道：“在16世纪以前，我国火器的研制，在世界上处于领先地位……但是，随着时间的推移，到16世纪末叶，我国古代火器创造性研究的势头已经减弱，技术上的重大突破也逐渐减少，即使能在一些单项上有所进展和成就，也不足以推动我国火器研制进入新的创造性的发展阶段。此后，火器研制先进之国的桂冠已经西落”^〔[3]^〕；《世界火器史》中写道：“明代前期，是我国铳类火器制造和使用的鼎盛时期，……在当时的世界上具有领先的地位，并对欧洲枪炮的发展产生了积极的影响。”^〔[4]^〕“从总体上说，16世纪后期欧洲火器的发展势头，已开始超越亚洲而走在世界的前列”。^〔4〕239

    刘旭认为我国火器在清嘉庆（1797-1820）以后走向衰落。“清代前期，火器得以继续发展。但是嘉庆以后，……清代曾一度发达的火器制造业，也随之日益衰落”；^〔[5]^〕“清朝嘉庆以后，随着清王朝政治的腐败，经济的衰退，科学技术的停止落后，其火器与清代前期相比，与西方各国相比，逐渐走下坡路”；^〔5〕199“直到道光末年乃至咸丰年间，我国火炮鸟枪的研制一直没有任何大的进展；而与此同时，西方国家通过资产阶级革命，工业和科学技术发展较快，火器制造技术比较先进，特别是19世纪中叶以后，后膛火炮、击针式连珠炮及新式火药先后问世，并且广泛装备军队，用于实战。因此，到清代晚期，我国火器已大大落后于西方资本主义国家了。”^〔5〕159

    潘向明则认为，“迄至19世纪中叶，中国清朝与西方的火炮技术水平之间不存在实质性的差距，是显而易见的道理……中国的火炮技术在19世纪以前并未落后于西方，但由于18世纪末以后欧洲在爆炸弹方面取得重大的技术突破，遂使鸦片战争时的双方火炮技术存在某种实质性的差距，以至成为导致清政府所以败绩之一重要原因。”^〔[6]^〕

    此外，台湾学者黄一农在《红夷大炮与明清战争》一文中指出：“直到十七世纪末，中国与西方在实用炮学上的差距歧视并不特别显著”，他认为自“康熙二十二年底（1683）定全国之后，因军事的威胁消失，官方对火炮的重视日减”，禁止各省自行研制火炮，此后火器发展走向衰落，表现为十八世纪以后火炮著作的缺失、火器知识和技术的失承等。^〔[7]^〕

    上面的论述中，刘旭和潘向明的观点基本一致，即认为中西火器技术优势逆转的时间节点大致为19世纪中期。因此，针对这一问题至少已有三种不同的看法：16世纪后期、17世纪末、19世纪中期。

二、19世纪中期是时间节点

    早在学者的讨论之前，中西火器孰为孰劣已经以一种更为现实与紧迫的提问形式摆在国人面前。

1.16～17世纪末中西火器的比较

    西方火器从15世纪中期以后，进入了加速发展的青年期。^〔[8]^〕火枪点火装置的不断革新是这一时期最引人瞩目的进展。15世纪西班牙人发明火绳枪，这种枪可以事先点燃火绳，通过蛇形杆装置将火绳压入火药池并点燃火药，比早期的火门枪方便得多；1515年，德国纽伦堡的丁基伏斯发明了最早的转轮式燧发枪，开火后扳机释放转轮，转轮逆着燧石旋转并激出火花，点燃火药，比火绳枪更方便。^〔[9]^〕除点火装置的变革外，欧洲火枪技术创新还包括枪托的改进、细长枪管的设计和粒状火药的发明等。火炮技术在15世纪后也取得了长足进展。16世纪初，火炮设计中开始体现出定量化思想。1512年德意志的卡尔五世及其军事技术家率先就炮管长度与口径的比例进行实验，得出比值为17~18时最为合适的结论，并依此比例铸造了12门火炮。^〔4〕262设计的定量化为标准化铺平了道路。1519年，卡尔五世将常用的火炮调整为8种规格，欧洲各国相继仿效，法国减少为6种，西班牙12种，英国16种。^〔9〕53此外，炮耳的发明、准星照门在火炮上的使用、铳规的发明、巨炮的出现也是这一时期西方火炮进展的重要方面。

    16世纪开始，欧洲进入大航海时代，借助蓬勃发展的火器和舰船技术，对包括中国在内的沿海各国进行了频繁的侵扰。明正德年后（1506-1521），中国逐渐有机会接触到西方的火器，比较的问题也随之产生。

    正德十二年（1517年）葡萄牙舰船锚泊广州，中国首次见到来自葡萄牙的舰炮。郑若曾在《筹海图编》中记载道：“其铳以铁为之，长五六尺，巨复长颈，腹有长孔，以小铳五个，轮流贮药，安入腹中放之，铳外又以木包铁箍，以防决裂。”^〔[10]^〕如果说这次交流体现的主要还是中国对异域技术的一种带有好奇意味的窥探，那么，再次交流则已经是在战场上的对抗了。嘉靖元年（1522年），葡萄牙悍然出击广东西草湾，最终失败而归，中国缴获舰炮20余门。自这场战争中，一些明朝官员认识到葡炮的优势，建议进行仿制，为嘉靖皇帝批准。嘉靖三年（1524年），中国仿制成首批佛朗机，并在此基础上进行创新：“中国之人更运巧思而变化之。扩而大之为发犷，发犷者乃大佛郎机也，约而精之为铅锡铳，铅锡铳者乃小佛郎机也。”嘉靖二十七年（1548），中国在破双屿之战中又缴获了日本和葡萄牙人使用的火绳枪，明朝军事当局立即派工匠向“番酋善铳者”学习，习后“因得其传而造作”，制品比番制尤为精绝。^〔3〕137

    然而，这些创新只是对偶然传到中国的少量火器的小修小补，缺乏强有力的发展后劲，很快在和西方的军事较量中败下阵来。1604年，明军与荷兰舰队遭遇，双方发生激战，明军以旧有火器与荷兰炮舰交火，损失严重。徐光启、李之藻等人因此力倡引进西洋火炮。因此，自天启元年（1621年）起，中国开始了引进西方火器的又一次浪潮。1620～1621年间，明廷购入30门西洋大炮（又称为红夷炮、红衣炮），这批火炮结构合理，炮身各部都以口径的尺寸为基数按一定比例设计，^〔4〕276和佛朗机相比，西洋大炮的设计和制造已融入一定的数理知识。在此思想指导下，明清之际火炮各部件的尺寸也开始按比例设计，如徐光启在《辽左阽危已甚疏》中，指出“造台制铳，多有巧法，毫厘有差，关系甚大”。^〔[11]^〕根据徐光启1630年的上疏中提到的“教演大铳，……如视远则用远镜，量度则用度板”，可以推知1620年购买西洋火炮时，测量仪器技术应当也已随之传入中国。^〔7〕

    可见，当时中国火器的发展势头的确不如西方，但中国学习和反应速度是相当快的：以佛朗机为例，即使从正德十二年（1521年）初次邂逅葡萄牙舰炮起算（其时尚未正式传入中国），嘉靖三年（1524年）已经仿制成第一批佛朗机；又如红衣大炮，天启元年（1621年）始为引进，崇祯三年（1630年）二月至八月半年间即仿制400余门，已进入批量生产阶段。如此快速的技术跟进和中国作为火器的发源地、拥有一定的技术基础是分不开的，另外，17世纪末以前西方火器的创新多属经验性质，较易为技术落后者追赶上。因此，在17世纪末期以前，中国火器和西方相比虽有差距，但在明清两朝的重视下，不但很快弥补了差距，并常能融合中西火器的长处，创造出性能更好的火器。

2.17世纪末～19世纪中期中西火器的比较

    18世纪末以前欧洲战场上使用的火器和17世纪相比并没有显著改变，火器技术中真正突飞猛进的进展几乎全部发生在19世纪。

    19世纪前半叶，欧洲火枪技术有两项重要进展：锥形子弹和雷管。1823年，英国军官诺顿（Norton）发明了锥形子弹，锥形子弹形体小，便于装填，发射后又能自动膨胀并紧嵌入枪管膛线中，保证了射击精度。这种新的子弹彻底改变了枪的设计，使来复枪能从枪口迅速装填，最终取代了滑膛枪。自19世纪起，火药和炸药理论也开始飞速发展。1807年英国牧师J·福西（Alexander John Forsyth）发现雷汞的瞬时引爆性能，解决了潮湿天气点火困难的问题。雷汞发明后，下一个合乎逻辑的发明就是雷管了。1814年费城的约书亚（Joshua Shaw）制成雷管，1820年后获得广泛应用。^{〔9〕131-132}后膛装填枪的设计也在19世纪上半叶出现。1811年，美国缅因州的约翰（John Hall）设计了一种后膛枪，经多次测试后被美军采用，但由于枪膛和枪管间封闭不好，很容易向外喷火，一直没有得到普及。直至19世纪上半叶的最后两年，夏普斯（Christian Sharps）设计出美国第一支真正令人满意的后膛装填枪，他出众的设计使得“神枪手”（sharpshooter）成为一个以他命名的流行词汇。^〔9〕133

    火炮在19世纪的发展速度更令人咋舌，几乎所有的技术革新都在1840～1864这短短的25年间宣告完成。1846年意大利的卡维尔（Cavelli）首先成功制成膛线炮，1854年英国的惠特沃斯（Joseph Whitworth）设计了一种六边形炮膛的炮，这种炮“能将炮弹发射到7000码以外，射程超出了以前所有的野战炮，精度尤使目睹者目瞪口呆。”^〔9〕139后膛装填也在这一时期得到普及。15世纪中叶以前的火炮其实都是后膛装填的，但因难以解决接合不密的问题，后来逐渐被前膛装填法代替，19世纪以后，由于弹药筒的发明和膛线炮的发展，后膛装填才得以再次流行于世。新的弹药筒用特制铜或其它软金属制成，既能方便地装入刻有来复线的炮膛，又能在爆炸后受热膨胀，有效封闭向后逃逸的气体，解决气体的泄露问题。1859年法国和奥地利的战争中，配备了后装膛线野战炮的拿破仑三世军队以绝对优势获胜，证明了后装膛线炮比滑膛炮的优势。此外，由于19世纪中内部弹道学的发展，火炮的承压能力得到显著提高，也是值得一书的进步。

    与欧洲火器的蓬勃发展形成鲜明对比的是，中国火器在17世纪末期后逐渐衰落，甚至有所倒退。清朝在定鼎之初，局势尚未稳定时，对西洋火器尚十分重视。但自康熙三十五年（1696年）玄烨亲率三路大军征讨噶尔丹，“以三炮堕其营，遂大捷”^〔[12]^〕以后，火器事业渐不复如前受到重视。康熙五十四年（1715年），山西总兵上言奏请自行捐造子母炮，玄烨立即禁止：“子母炮系八旗火器，各省改造，断乎不可！”^〔12〕以后各朝沿袭火器控制政策，火器发展不可避免地走向衰颓：嘉庆四年（1799年），清廷将一百六十门前朝“神枢”改造成“得胜”炮，射程甚至还不如原炮；^〔13〕嘉庆朝（1796-1820）25年，朝廷造炮总计不过55门；更有甚者，道光二十一年（1841年）清政府为抵御西方国家的入侵，命令造办处制造火炮，造办处竟搬出120多年乃至170多年前的老炮，作为依据和标准，即按康熙五十七年（1718）制定的炮样和康熙六年（1667）宫中就存的西洋制造的火炮“依样制造”，其性能之低劣落后可想而知。^〔5〕159

    与16、17世纪之交中国火器能够迅速赶上西方不同，19世纪中期以后，建立在科学原理基础上的西方火器技术已远非中国能够望其项背，中西火器的巨大差距再也不是购买几尊西洋大炮就能弥补的。因此，在中西火器何时形成实质性技术差距这一问题上，笔者更倾向于取潘向明先生的19世纪中叶之说，但认为差距的形成并非如潘先生所说，是因为中国没有发明爆炸弹这一关键技术，而有其更为深刻的技术及社会层面的原因。

三、原因分析

    中西火器自19世纪中叶开始形成巨大的差距，但细究其来源，则可以上溯到两个世纪以前。

1、技术层面：中西近代科学发展的不同命运

    没有内外弹道理论和化学制药的发展，后膛装填和膛线枪炮的最终完善是不可想象的，正是这两项技术，在很大程度上决定了19世纪火器在发射速度、精度及射程上的划时代进展。17世纪开始，欧洲进入近代科学发展的最重要时期。尽管科学家中极少有人关注科学在战争中的应用，他们的理论或实验将不可避免地被用于战争，对火器的发展造成不可估量的影响。弹道理论在科学家对物理学和数学的普遍热情下得到了飞速发展，伽利略首先将试验和数学的方法应用在探索火炮射弹规律中，于1638年在《两种新科学的论述》中提出抛物线理论。这一发现吸引了大批科学家，弹道理论研究领域一时群星璀璨，成果迭出，波义耳、惠更斯、莱布尼茨、伯努利和牛顿等人对弹道理论都有所贡献。18世纪中叶以后，罗宾斯（Benjamin Robins）和欧拉等科学家考虑了空气阻力的影响，使弹道理论更接近于炮弹飞行的真实情况。化学也取得了缓慢但持续的发展，1660年波义耳发表《空气弹性的新实验》，提出气体是一种弹性介质的概念，第一次将化学建立在可靠理论的基础上。

    反观中国，明末清初之际，利玛窦、汤若望、南怀仁等西方传教士以科学技术为敲门砖，适时为中国带来了较先进的西方科学。面临中国历法在西洋历法面前频频失误、中国火器在西洋火器面前节节败退的窘境，明清两朝不得不开始了与西方的交流。这种有限的开放一度使中国的科学技术出现繁荣的局面。自郑若曾1562年刊印《筹海图编》起，不到一百年内出现了《登坛必究》、《神器谱》、《兵录》、《武备志》、《西法神机》和《火攻挈要》等多部关于火器的著述。其中何汝宾的《兵录》和焦勖的《火攻挈要》中都有关于弹道的粗疏讨论；清代南怀仁编撰的《穷理学》中，更详细讨论了“重物之动，有依两道而行”的规律。^〔[13]^〕惜乎好景不长，清朝自康熙平定噶尔丹以后，不但禁止进行火器研制，甚至将前代关于兵器的书籍列为禁书，致使火器知识失去传承，更兼康熙末年以后实施禁教政策，断绝了西学东渐的道路，至此，清廷内堵死创新的源泉，外切断传播的渠道，科学发展几乎完全停滞。体现在火器著述上，自南怀仁的《神威图说》（1682年）和《穷理学》（1683）发表之后，直至鸦片战争以前，近一个半世纪内竟没有一本论及火器的兵书问世。^〔7〕

2、社会层面：中西火器工业发展的不同命运

    17世纪欧洲近代科学开始飞速发展，但欧洲火器技术的实质性进展几乎都是在19世纪以后取得的。这并不奇怪，正如阿尔伯特（Albert Rupert Hall）在其著作《17世纪的弹道学》中所指出的，炮厂工程师们的经验和才智要到19世纪才能赶上牛顿。真正的停滞不是发生在科学上而是发生在工程和制造上。综观整个军事技术史，科学理论和其战争应用间几乎总是存在延迟。然而，进入十七世纪以后，更需要关注的是发展的加速度。火器在一开始的进步还比较缓慢，后来就以持续加速的步调发展。由蒸汽机引发的革命带来了工业各领域的巨大变革，反过来又刺激着科学各分支的发展。科学、技术和工业形成相互促进的上升模式，18世纪末，这场革命最终使战争走向工业化，大批量生产、装配线技术相继产生，工厂成为战场的重要组成部分。^〔9〕143据记载，1887年前后，英国的阿姆斯特朗兵工厂拥有2.5万名员工和各种先进的机器设备，包括一个星期能冶炼700吨钢材的设备，能制造2500支李恩飞式后装击针线膛连发枪和维克斯机枪的设备等。^〔4〕366

    再来看中国，早在康熙十九年（1680年），平定三藩叛乱的战争还未结束时，玄烨就开始考虑禁止各省私造红衣大炮，并很快制定“严禁私铸火炮”的政策。此后各朝因袭康熙制定的政策，对民间私造火器做了种种严格的规定。实际上，自10世纪发明火器以来，清朝对火器的限制是历朝中最为苛刻的。雍正朝不但严禁火枪火炮，甚至“鸟枪硝黄，不许民间藏匿”，广州琼州居民凡用鸟枪抢窃、斗殴者，“俱于各本罪上加二等发落”；乾隆三十九年（1774）年，弘历规定：“私藏火炮及私造鸟枪者，系官革职，兵丁鞭一百革退，火炮鸟枪俱入官。”道光年间，凡合成火药十斤以上者，“照私铸红衣大小炮位例处斩，妻子缘坐，财产入官”。^{〔5〕163-168}道光后期，西方各国相继入侵，国人才猛然警醒，曾国藩、李鸿章等人一方面力倡购买新式枪炮，另一方面加紧兴办兵器工厂，如曾国藩在奏折中指出：“目前资夷力以助剿济运，得纾一时之忧；将来师夷制以造炮制船，尤可期永远之利”。^〔[14]^〕但当时制造的火器，质量性能都不高：“由于应付前方战争急需，均属匆忙赶制，加之当时军政腐败，上下贪污成风，偷工减料严重，制造出来的火器，质量低劣，性能较差。例如道光十六年（1836）广州虎门海口炮台新铸59尊火炮，经试演，共炸裂10尊。”^〔5〕159在清朝以强权推行火器限制的政策下，近代火器工业在中国的产生是不可能的。

    中西火器技术在19世纪中叶以后形成实质性的差距，然而，早在17世纪末期，中西在近代科学及工业发展上的不同道路已经昭示了这一结局。西方世界随着大航海时代的来临融为一体的时候，中国却因为封建君主的短视和无知闭上了国门。清王朝推行了两百多年的闭关锁国政策不但阻碍了中国火器技术的发展，更使中国在科技和社会的多个领域落后于西方，为今后几百年内的中西关系定下了基调。