霸主土耳其
1450年至1540年间，许多国家都在生产用于大炮的铜炮管；其产量之大、涉及地域之广，使有位历史学家称这段时间为“第二个青铜时代”。不仅是欧洲、奥斯曼帝国、印度和中国在大规模地铸铜，到1650年，朝鲜、日本、暹罗、波斯，以及许多其他地方也在间或生产枪支，特别是西非著名的青铜铸造中心贝宁。而又因为青铜合金即铜与少量锡的合金，这两种金属的开采量也大大增加。日本东部和瑞典西部都在出口铜，马来亚的锡矿开采也发展迅猛。
所有这些都可以追溯到1288年之前中国制造的小型手持枪，这种枪支先后推动了大型火炮在欧洲（1320年前）、伊斯兰世界（14世纪30年代）和中国本土的发展（1356年）。除此以外，朝鲜高丽在14世纪70年代拥有的枪支也值得关注，因为这是有据可查的来自中国的技术迁移。在不断受困于日本船只的袭击后，高丽人向开国不久的明朝政府寻求帮助，以期获得武器。起初中国人不愿意分享他们的专业知识，但日本船只也开始攻击他们，他们先提供了少量硝石和其他材料，然后允许一名中国技术人员前往高丽协助制造枪支。第一批高丽火枪安装在船上，用来向进攻的船只发射（而非瞄准射击）火焰箭。无论是发射火焰箭，还是使用更传统的弹药，这些武器都成效显著，而制造这些武器的兵工厂在1404年也得到了扩大。
同时，在中国的南部边境，与火器相关的技术对话正在展开。1406年，明朝军队侵入安南（越南）。最初，明朝军队靠装备的大量手持枪和大炮占据上风，但不久之后，安南人就缴获了足够多的火器来进行有效反击，而且很快他们就从明朝边疆省份云南走私进口铜矿，开始制造自己的火器。反过来，明朝人也将安南的一些更优的设计纳入自己的火器制造。在持续不停地争夺领土的过程中，明朝和安南也在一直相互借鉴和改进着对方的技术。很快，安南人就因其卓越的火器技术而闻名各地，而他们也开始用这种技术来获取地域霸权——入侵今柬埔寨、缅甸和暹罗的部分地区，甚至到达了马来半岛的马六甲港。在这些战争和侵犯的过程中，火器制造向南向西渗透到了整个东南亚。葡萄牙人在1511年占领马六甲时，发现马六甲配备了相当数量的暹罗大炮，这些大炮是用（可能）源自中国的铸造方法制造的。
中国曾尽力确保其火器技术不流入潜在的外部敌人手中。但从1500年左右开始，许多国家通过与葡萄牙人的接触，轻而易举地获得了枪支或制造枪支的知识。而另一个枪类技术的供应源头是土耳其或奥斯曼帝国——尤其是对伊斯兰诸国而言。彼时伊斯兰教正在东南亚崛起，许多穆斯林统治者，包括苏门答腊岛上亚齐苏丹国的苏丹，都与奥斯曼人签订了条约，为他们提供枪支以抵抗葡萄牙人，而作为交换，亚齐苏丹国则可以获得珍贵香料的托运权，奥斯曼帝国也会保证去往麦加的朝圣路线不受侵扰。奥斯曼帝国出口的火器也到达了中亚和非洲部分地区。这是当时世界上最大的枪支出口贸易，而且其中一些枪支的质量也非常之高。
为了弄清楚这种专业技术是如何发展的，我们得记着伊斯兰世界长久以来对火药武器的关注和兴趣。从1280年开始，有好几本书都谈到了这类武器，很明显，它们并不是简单地重复从中国或欧洲获得的信息，而是不断反映着当地实际经验的更新。例如，尽管火箭弹是在中国发明的，但伊斯兰国家的技术人员却设计出了新的类型，包括一种携带半公斤弹头的火箭，以及另一种可以掠过海面、攻击船只的火箭。到14世纪60年代，埃及和土耳其军队拥有了大炮，并用测距装置进行了实验。如上，伊斯兰诸国在火枪领域有独特的技术来源，并对火枪（以及也有可能对其他武器）的发展做出了重大贡献。
1364年，土耳其人开始制造大炮时，奥斯曼帝国的统治正在博斯普鲁斯海峡的欧洲那一侧扩张，我们也听闻土耳其军队在1387年和1389年的战役中使用火炮。奥斯曼帝国利用火器取得的最著名的胜利，是1453年攻占君士坦丁堡。匈牙利火炮创始人奥班协助土耳其人的故事广为流传，但其实在奥班出现之前，奥斯曼帝国早已配备了强力的大炮。不过，奥斯曼人确实一有机会就会招募欧洲火炮专家。此外，随着在东欧的统治地位的上升，他们有了新的机会来利用欧洲的火炮技术，特别是在杜布罗夫尼克（Dubrovnik，1526年起由奥斯曼帝国控制），以及在特兰西瓦尼亚和匈牙利的采矿中心（16世纪40年代并入奥斯曼帝国）。这些所得使奥斯曼帝国能更容易地获得制造大炮所需金属，以及银和金子。
君士坦丁堡的陷落强有力地证明了大炮业已成为一种高效的攻城武器。与此同时，法国正在开发更轻便、机动性更高的野战炮，而奥斯曼帝国以及更西边的国家都在制造改进过的手持枪。早期手持枪面临的一个普遍问题是，需要用燃烧的木条或火柴在火门上点火。要同时瞄准和点火是非常困难的。到了1450年，人们开发出了各种装置，用于盛放缓慢燃烧的导火线或火柴，并使用扳机来使其与火药接触。重型火绳枪是在1470年左右以这种装置为雏形发展起来的，几乎同时出现在土耳其和西欧。奥斯曼帝国的枪械师们知道欧洲的武器，而他们自己也做出了一些关键性创新，具体说来是创造了一种被称为蛇形管的扳机装置。到1500年，奥斯曼步兵部队普遍装备有重型火绳枪，并用它们在波斯和埃及打了许多胜仗。
火器的引入对那些长久以来以马匹为中心的军事传统发起了棘手的挑战，马匹在阿拉伯军队中至关重要，在土耳其人的游牧祖先中更是如此。马术在上层社会的生活中仍然扮演着重要的角色，而各支军队中最负盛名的单位也都是骑兵。相比之下，负责火炮或手持枪的部队士兵往往来自社会的下层，甚至可能是奴隶。在14世纪，枪炮还不具备实际威力的时候，人们有时也会使用枪炮，因其象征着力量，可以通过噪声来恐吓敌人。现在，具有讽刺意味的是，枪炮成为强大的武器后，却会时常受到抵制，因为马背上的战士往往更能象征贵族的英勇和男子气概的美德。
奥斯曼王朝统治下的土耳其比其他伊斯兰国家更成功地克服了这一困难。他们培养了一支特殊的步兵部队，这支部队有着自己的传统和标志，并有着非常强力的纪律。这些被称为“耶尼切里”的队伍，最初主要是弓箭部队。部队中的男孩来自奥斯曼帝国境内的基督教家庭，这种身份强调了他们与伊斯兰统治阶级的区别。从法律上讲，他们是奴隶，但他们的地位和职业前景很好，以至于许多家庭乐于让儿子接受严格的纪律训练和伊斯兰信仰——换言之，过一种耶尼切里军团式的生活。就这样，正是靠这些操作火炮、配备火绳枪的部队，16世纪的土耳其军队所向披靡。
1514年，奥斯曼帝国和波斯新崛起的萨法维王朝之间发生了一场关键性的交锋。两个帝国都在积极寻求扩大领土的机会，它们在东安纳托利亚发生了冲突。在查尔迪兰战役中，波斯人的大部分火炮都因距离太远而无法使用。持剑和弓的波斯骑兵被土耳其军队的大炮和火枪打得落花流水。1516年和1517年，埃及马穆鲁克王朝的军队同样无法与土耳其的火力相抗衡，结果是埃及和叙利亚都被奥斯曼帝国吞并了。
火药与社会
尽管在这些战争中损失了一部分领土，波斯帝国仍然保有独立主权；不过在1555年最终进入和平年代之前，它还是免不了与土耳其人几度交锋。此后，特别是1587年沙阿（国王）阿拔斯（Shah Abbas）登基后，那里成为波斯文化灿烂辉煌的舞台，波斯对艺术的影响也蔓延到土耳其和北印度。在1514年的土耳其入侵波斯期间，土耳其人占领了当年蒙古人统治时的首都大不里士（Tabriz），据说该城市的一千多名艺术家和工匠被迫或被劝服迁往伊斯坦布尔（原君士坦丁堡）。这使奥斯曼帝国和波斯艺术之间已有的联系变得更加紧密，而其对纺织等技术而言也有重要意义。
随着1526年莫卧儿帝国的建立，波斯对北印度的影响已不可忽视，30年后阿克巴皇帝（Emperor Akbar）登基，这一趋势变得更加强烈。莫卧儿皇帝们的血统可以追溯到成吉思汗，他们也有着相称的军事兴趣；但莫卧儿的语言和文化都来自波斯，他们也吸引了许多波斯手工业者来到德里和阿格拉（Agra）。
奥斯曼土耳其、莫卧儿印度和波斯在16世纪都经历了相当强大和繁荣的时期。土耳其在陆地上是世界上最强大的军事力量。而在这三个帝国中，火器和其他火药武器都是达成领土扩张的重要因素。因此，美国杰出的伊斯兰历史学家马歇尔·霍奇森（Marshall Hodgson）将土耳其和波斯称为“火药帝国”，也用这一术语来指莫卧儿印度。他的观点是，火炮、手持枪及火箭不仅使这些帝国得以扩张，而且加强了政府的中央集权，因为获取及部署枪炮需要更多的资源和更优的行政能力，而这是地方上的权贵无法做到的。当战争依赖于马匹时，土地和牲畜的所有者为政府提供了最基本的军事资源，并形成了具有相当大影响力的贵族阶层。现在，政府需要购买铜和锡，控制武器制造，找到可靠的火药供应，并训练步兵部队使用手持枪，这样一来，传统的上层阶级就没那么重要了。
火药帝国的概念已被许多其他历史学家采纳，围绕它的辩论也十分激烈。与魏特夫的“水利文明”概念一样，“火药帝国”一词点出的是特定技术会如何对政府机构和社会结构产生至关重要的影响。但是，尽管霍奇森对他的术语进行了谨慎的定义，并且只将其应用于某些伊斯兰国家，但其他人却用这个词来描述所有16世纪依靠枪炮来扩张领土的大型帝国。宽泛地看来，这个基本概念很好地强调了亚欧大陆几个帝国的飞速扩张，包括俄国和中国。
然而，火药帝国的概念对日本和欧洲都不太适用，而且它对硬件技术的强调太多，而对社会制度和机构的提及则太少。今天，许多历史学家会将这一论证逆转过来：只有那些在军事资金和后勤支持方面管理得当的国家才能成为火药大国。但是，此处还有一个军事文化的问题。奥斯曼土耳其、莫卧儿印度和波斯确实可以被归类为火药国家，这不仅是因为它们运用枪炮的方式，还因为其文化和制度十分相似，特别是军事制度、机构及其与宫廷生活的关系。当时，其他帝国在制度建设层面并没有像上述三国那样给予军事足够的重视，因此不应就这样随随便便地把火药当作这些国家的特征。
举例说来，中国只是在某些时段里部分地符合火药帝国的特质。我们已经讨论了明朝初期运用火器扩大帝国领土及明朝影响力的情况。另一个值得注意的火药时代开始于公元1644年之后，当时清朝开始了统治。清政府利用其强大的军队和枪支巩固对西部、北部边疆地区的统治，更好地应对了西方和俄国的帝国主义。清朝版图的扩张一直持续到公元1700年前，当时它正碰上了俄国稳步扩展的边界。公元1727年，两国签署了一份界定共同边界的条约。
从更广泛的文化的角度来看，中国与伊斯兰火药帝国完全不同。中国的统治精英并非军事阶层，而是一群专业的行政人员，他们的业余兴趣都围绕着土地所有权和文学。因此，虽然中国必须供养庞大的军队，但这些文职官员始终确保军队处于他们的控制之下。他们对土地和农业的兴趣使他们不愿向农民征收重税作为军费。他们鼓励种植新的作物，如来自美洲的玉米和甘薯。最重要的是，他们阅读面非常广。据说，在1600年，中国每年印刷的书籍比世界上任何其他地方都多。因此，如果我们要根据统治集团最常用的技术来裁定某一帝国的特点，那么中国就不是一个火药帝国，而是一个印刷帝国。
最后，无论是不是火药帝国，使中国、俄国和波斯能够拓展其领土的一个关键因素是彼时中亚草原的权力空白。蒙古游牧民族的地位一直在下降，也许是因为他们的人口因瘟疫而减少，但更主要的还是因为他们的军事战术仍然以马匹为中心，没能有效地使用枪支。因此，不断扩张的中国王朝、波斯和俄国占领了前蒙古帝国的大片土地，其中俄国占取的面积最大。俄国在欧洲的大部分地区都曾处于蒙古人的统治之下，这个枷锁一直是沉重的负担。公元1480年左右，莫斯科公国从今俄罗斯南部的蒙古汗国手中赢得了独立，并逐渐巩固了对乌拉尔山脉欧洲一侧领土的控制。16世纪80年代，他们打定主意向东部扩张，其进展飞快，乃至在1637年就成立了针对西伯利亚的管理机构。
枪炮制造
印度人对火药技术的掌握似乎非常有限，因为印度统治者们雇用了许多来自土耳其和欧洲的雇佣兵—而非当地的手工业者—来制造和操作枪支。自然，枪支的进口是相当普遍的，而且土耳其的技术大量地迁移到了印度。然而，印度使用的很大一部分枪支还是在本地制造的，而且当地也确实对其有所创新。当阿克巴于1556年登上莫卧儿王位时，他在发展自己的军械库和大炮铸造技术方面都投注了许多心血。印度火炮制造的一个显著特点，是许多火炮的铸造材料不是青铜，而是黄铜。在欧洲，黄铜是通过将铜与菱锌矿（calamine，一种锌矿石）一起加热制成的。相比之下，印度的金属冶炼厂知道如何从当地矿石中提取金属锌，并将其与铜直接熔为合金。因此，在印度制造黄铜比在欧洲更便宜，而且实践证明它是制造小型炮的优秀材料。
有些火枪也是用锻铁制成的，由几根长铁条合在一起塑造成管状枪管—用锻铁环箍住这些铁条，将其紧紧固定在一起。这种技术首先在欧洲使用，然后土耳其人也学会了，他们把这种技术传到了印度，在那里人们以此来制造一些巨型的枪炮，这类枪炮通常永久安置在关键堡垒的墙上。它们太重了，很难操纵瞄准，而且重新装弹需要很长时间，所以在军事上的用途其实很小。在战场上，比巨炮更可怕的是安放在骆驼背上的轻型回旋炮（swivel gun），它们构成了一支高度机动的炮兵部队：截至17世纪末，帝国炮兵部队中共有300门这样的炮。
但是，枪炮的作用不仅仅在于其作为武器的实用性：它们是地位的象征，抒发着对权力的渴望；它们还代表了更加令人敬畏的男子气概。这一点从许多印度制造的黄铜大炮上装饰着的张口的虎头就可以看出—老虎象征着凶猛和力量（图1）。
图1 印度的“老虎炮”——18世纪印度铸造的大炮的黄铜炮管（绘图：黑兹尔·科特雷尔，基于伦敦塔的展品所绘）
在印度，人们从未用铸铁来制造枪支，但这种材料从14世纪50年代起就在中国使用了。铸铁的危险在于，如果枪管过于松脆，在发射弹药时它可能会爆裂。然而，中国的铸造师在金属的专业应用方面有着长足的经验，钟的制造就是一个例子，他们自然可以制作出性能优良的枪。在欧洲，由于高炉（鼓风炉）在15世纪发展缓慢，铸铁起初只用于制造炮弹。1490年，英国人开展了一些试探性的铸铁枪支铸造实验，但直到1541年他们才开始尝试投入大批量生产。
铸铁枪炮相对低廉的价格吸引了荷兰人的注意，他们与西班牙人的长期交战，海军部队规模庞大，而且还在持续扩张，因此他们需要许多大炮。在荷兰人的推动下，这种技术传播到与他们有贸易往来的各个国家，比如在16世纪70年代传到瑞典、17世纪30年代传到俄国。俄国的铸造厂位于莫斯科以南的图拉（Tula），那里制造的第一批枪炮质量很差。但是不久之后，铸铁大炮的制造就成了俄国的一个重要产业。在彼得大帝统治时期，乌拉尔地区的铁器加工发展起来后，枪炮制造业也迅速扩张。到1715年，彼得大帝的铸造厂已经生产了大约1.3万门铸铁大炮。
至于手枪，最有意思的一些改进是在土耳其、波斯和印度出现的。从许多方面来看，这三个火药帝国共有一种技术文化，因为土耳其和波斯的手工业者经常会在印度就业谋生。
在整个地区，铁和钢的生产技术是类似的，各地的差异来自铁矿石的质量、燃料的供应量和当地特有的方法。有些技术是非常古老的。早在公元600年，波斯制造的钢刀就已出口到中国，其技术也可能随之迁移而来。在伊朗、伊拉克和叙利亚都有大型炼钢中心，但质量最好的钢，即乌兹钢（Wootz），是在印度制造的。直到19世纪50年代，纵观世界，想要生产出钢材，除非是以大量燃料和大量劳动时间为代价的少量生产，否则绝无可能；所以钢的用途主要限于制造刀身和剑身。在各种剑中，最名贵的是大马士革钢制作的剑，这种剑最初是在叙利亚制造的，材料通常进口的印度乌兹钢。
大马士革的剑刃之所以独树一帜，不仅在于其功能质量极高，而且在于匠人会用酸（通常基本上是青柠汁）对钢的表面进行蚀刻。这一步骤会显示出与金属成分的变化有关的、不规则波浪线构成的迷人图案。在印度尼西亚，类似的技术被用于制造一种被称为克里斯短剑（keris，或称kris）的匕首。据说爪哇的铁匠们要用50多天的时间将钢反复锻造，才能制成一个刀身。其成品不仅表面有蚀刻而成的因钢的异质性形成的图案，而且因为钢与含镍的铁相互叠加，其武器威力也有所提升。其中有些铁来自陨石，而镍矿则可能是在苏拉威西岛（旧称为西里伯斯岛）开采的，那里从1520年左右就开始制造钢刀了，这可能是前工业时代唯一进行镍冶炼的地方。
从16世纪开始，在土耳其，大马士革式的钢铁工艺就被用于制造火枪枪管。钢材被锻造成长条状，然后再用一种带有沉重飞轮的简单机器，在烧红的金属保持热度的同时将其快速扭转成螺旋状。下一步，人们会把钢带的边缘严丝合缝地并在一起（图2）进行焊接，使螺旋状的钢圈组合为一个均匀的管子。接下来，做好的枪管会经过酸液蚀刻，大马士革的独特纹路便沿着枪身游走现形，其肌理与焊缝的排列方式也相辅相成。
图2螺旋钢带（下图）被用来制作火枪的枪管（上图）。成品枪管显示了经过蚀刻后显露出来的螺旋形大马士革纹理（绘图：黑兹尔·科特雷尔）
用这种方式制造的第一批火枪可能是在奥斯曼帝国境内生产的，但到了1595年，同样的技术也见于莫卧儿王朝统治下印度的阿克巴的军械库。与欧洲的纵缝枪管（barrels with longitudinal seams）相比，这种枪管更坚固，也更不容易爆裂。因此，土耳其人和印度人很欣赏欧洲火枪的机械部件（并进口了许多），欧洲人对土耳其的枪管也赞不绝口，欧洲最好的枪械制造者有时会以土耳其枪管为基础来制造他们本土的枪支。这便又是一个技术对话的极佳案例了。
欧洲技术专家曾一度不解为何土耳其火枪枪管、钢剑以及印度乌兹钢能具有如此高的品质—直到一位名叫阿诺索夫（Anossoff）的冶金学家于19世纪20年代在波斯研究了炼钢术、并在一家俄国钢铁厂制造出了类似质量的钢材—此前任何一个西方国家都无法制造出可以与之相媲美的钢铁制品。在欧洲，制作剑身的钢材是用木炭加热熟铁制成的。这是一种渗镀（cementation）工艺，铁在其表面非常缓慢地吸收碳，而不会熔化。1740年在谢菲尔德（Sheffield，英格兰），本杰明·亨茨曼（Benjamin Huntsman）引入了一种需要熔化金属的炼钢工艺。很快，法国也出现了类似的工艺。这种“坩埚钢”（crucible steel）是制造车床工具所需的高质量钢材。但是西方的钢铁制造者，特别是谢菲尔德的炼钢人，始终没能做出那些亚洲刀身上的那种花纹，做出的刀也达不到那些带花纹的刀的质量。
伊朗、伊拉克及中国都有能够生产铸铁的炉子（通常规模很小）。这些地区都在采用共熔技术的炼钢工艺，即将少量铸铁和锻铁熔在一起。简单地说，铸铁中的碳含量太高，韧性不足，而锻铁中的碳含量太低，硬度不够。如果仔细调整两者的混合比例，熔化后金属的碳含量会使成品刀片的强度和硬度达到最佳组合。
（本文摘自阿诺德·佩西、白馥兰著《世界文明中的技术》，朱峒樾译，中信出版集团，2023年1月。）
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