明朝建立后,火器技术迎来了新发展。社会经济的繁荣、钢铁冶炼业的进步、手工业的发达、对外交流的拓展,加之外敌入侵和科学技术进步,都极大推动了军工产业的迅速发展,为火器技术的进步创造了良好条件。从流传于世的明代兵书中,可以看出这一时期火药和火器技术快速发展的概况。
性能提升
明代的火药品种已经非常丰富,军用火药品种及实际配方达90多种。相对于宋元时期,明代火药成分配置更加合理,火药质量进一步提高,燃烧性能和爆炸威力等也达到了较高水平。
从明代兵书和史籍中可以看出,当时的匠人对火药配方的认识和配制技术,与过往朝代相比,有很大提高。《武备志·制火器法》中详细记载了爆炸、喷射火药等品种的配方情况。《兵录·火攻药性》中记载有火药配方数百种,说明明代匠人已掌握了火药的组配规律。茅元仪《武备志·火药赋》、唐顺之《武编·火》、焦勖《火攻挈要》等兵学典籍,都指出了火药具有“硝性竖而硫性横”的特点,对不同品种火药的性能和功用研究得非常清楚。何汝宾在《兵录》中指出:“性直者主远击,硝九而硫一;性横者之爆击,硝七而硫三。”这说明当时的匠人已经非常善于利用火药的特性,并努力寻找火药配置的最优方案,力图最大程度发挥火药和火器的攻击效能。明代火药制造技术提高、火药质量比宋元时期有明显提升,正是匠人们反复探索的结果。
品种增多
到了明代,火器种类进一步增多,初步形成了多种火器品种群。如枪支类,既有单管枪,也有多管枪。单管枪分无敌手铳、快枪、连子铳、剑枪、千里铳等;多管枪则从双管、三管、四管,直至数十管。再如火炮,可分为轻型火炮和重型火炮。轻型火炮分为虎蹲炮、旋风炮、飞礞炮等;重型火炮则分为大将军炮、威远炮、攻戎炮、千子雷炮、灭虏炮等。火箭分单发火箭和多发火箭,其中单发火箭又分大筒火箭和后火药箭等;多发火箭则分神机箭、火弩流星箭、七筒箭、百虎齐奔箭等。爆炸性火器也有多个品种,可分为万人敌、慢炮、地雷、水雷等。不仅如此,定时炸弹也已研制成功,当时称“慢炮法”“火线至一二时才发”,且已具备较大杀伤力。
嘉靖年间佛郎机与火绳枪的传入,也促进了国内火器制造业的进步,带动了枪支研发水平的提高。无论是仿制西方先进火器,还是改进传统制造工艺,各种火器的科技含量大大增加,品种得到丰富,军队的装备也随之得到更新。明代中期的火箭,既有利用弓弩发射的火药箭,也有利用火药燃气反冲力推进的火箭。明代的管型火器,与近代枪炮越来越接近,在性能上有极大提高。有的火器品种不仅改进成连发,还附带瞄准和可以有效防止后坐力的装置。爆炸性火器也有长足发展,形成水、陆等多个门类。明代对燃烧性火器研究力度相对偏弱,但也涌现出很多新品种。
著述繁荣
明代兵书中有关火器火药的论著为数甚多,流传至今的有10多种。明代末期,内忧外患加剧,火器制造技术也被西方超越,于是国内开始引进西洋大炮。当时有些关于火器的著作是直接从西方翻译得来,仅是对西方科技理论的模仿。这些著作难称完善,正如当时人所总结的那样:“其中法则规制,悉皆西洋真传,然事关军机,多有缜密,不详载不明言者,以致不获兹技之大观。”这一时期,利玛窦、汤若望、南怀仁等传教士都留有关于制炮技术的著作。品种各异、主题多样的火器类著作随着我国古代火药研究学者的努力陆续涌现。这些论著或研究火器的制造与使用,或探讨操作与训练,或总结战术与阵法,极大地改变了明代兵学的面貌。在明代火器制造与使用的理论著作中,影响深远的专著有《火龙神器阵法》《火攻挈要》《神器谱》《西法神机》等。此外,《武编》《纪效新书》《练兵实纪》《武备志》《大明会典》《兵录》《筹海图编》等著作,也都从不同的角度对火器的制造与使用原则等,进行了较为系统的阐述。
《火龙神器阵法》对利用火器发起进攻的方法、火器的制造以及火药的配制等,都有较为详细的记载。《火攻挈要》为焦勖根据汤若望传授技术所撰,集中记载了明代火器技术成就,大量吸收了西方造炮技术的先进成果,作者称该书集“名书之要旨,师友之秘传,及苦心之偶得”。《神器谱》也是一部火器类专著,其中对火绳枪的制造与使用有详细记录,反映出明代中期单兵枪的研制和使用水平。《西法神机》则是我国较早全面介绍西方火器技术的专著,反映出明末学习和引进西方先进科技的情况。
综合性兵书也对火器有所关注。《纪效新书》《练兵实纪》对嘉靖年间所创制的虎蹲炮、地雷等新式火器的情况,均有较为详细的记录;《筹海图编》则重点介绍了明军的海战武器和使用方法等;《兵录》辑录了明朝吸收借鉴西方国家火炮制造和使用方法的情况。被称为古代军事百科全书的兵学巨著《武备志》,更是辟有16卷的篇幅,记载了180余种火器,不仅记录了各类火器的形制和构造,也简要说明其使用方法,对我国古代火器发展的成就有着全面详实的记录。