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一提到鸦片战争，国人总会相信英国人是“洋枪洋炮”，中国人是“大刀长矛”，但仔细观之，中国人用的也是红夷大炮，中英武器的代差并不像后来战争中那样明显。此战中，中国和英国都使用前膛装填的滑膛枪炮，都使用黑火药，英国的军事工业也还未完全进入机器生产的时代，然而两国火器在战争中的表现大相径庭。这种战争表现的差异，实质反映了中英火炮技术上的差距。

绘画，描绘第一次鸦片战争期间，英国武装蒸汽船“复仇女神”号在珠江击中清军战船，引起爆炸的情景。第一次鸦片战争中，中国和英国都使用前膛装填的滑膛枪炮，都使用黑火药，然而两国火器在战争中的表现却大相径庭

纸面尚可一战

1840年的英国炮兵，经历了拿破仑战争和多次殖民战争，获得很大进步。恩格斯（Friedrich Engels）称赞英国炮兵说：“英国炮兵很快就成为衣着最讲究、装备最优良最齐全的一支炮兵了。新建立的骑炮兵很受重视，它很快就表现出勇敢、迅速和动作准确的特点。”在炮兵方面，恩格斯的确是内行，因为他本人就在柏林的炮兵部队服役过。恩格斯对英国炮兵的表扬还有：“英国的烟火剂和火药比其他各国都好，而英国的空炸信管的准确性也是无与伦比的”“英国炮兵不久以前的一个重要发明，就是榴霰弹（一种装满弹子、在飞行过程中爆炸的空心弹），因此，霰弹的有效射程就和球形实心弹的射程一样远了。”可见，英国的炮兵是当年欧洲一流的炮兵。

1840年到达广东海面的英军包含军舰16艘，炮540门，还有运输舰等，各类舰船总共67艘。而虎门要塞被英军围攻两天，各炮台共有460门炮被虏获或摧毁，如以威远炮台为例，就包括110门炮：铁炮107门，除3门英制外，余为中国自造，内含一门68磅（约31千克）弹炮、一门42磅（约19千克）弹炮以及许多32、24、12磅（约15、11、5千克）弹炮；另有铜炮4门，则为1627年葡萄牙人所制，包含两门长330厘米、口径约270毫米者。若单纯考虑火炮内径，清军武器表面上较英军似乎毫不逊色，此因远洋船只受限于排水量的吨位，故通常不会装载太多加农重炮，如英军旗舰“梅尔维尔”号（Melville）所配置的74门炮中，最大者乃32磅弹加农炮，共28门；另有28门18磅弹加农炮，余为12—32磅弹的卡龙炮（倍径接近于榴弹炮和臼炮，然而使用方法却像加农炮一样平射）。至于英国东印度公司的武装蒸汽船“皇后”号（Queen）上虽有68磅弹卡龙炮，但仅一门。

大炮数量是460门对540门，虽然清军数量不及英军，不过单从纸面上看，尚可一战。但实战结果让人震惊，英军先是用明轮船在下横档岛登陆，在岛上制高点构筑野战炮兵阵地，但是清军并未采取行动。一夜之后，岛上英军就用臼炮向上横档岛射击。随后，英舰摧毁了大量炮台，清军开始溃逃。水师提督关天培坚守炮台，与登陆英军战至肉搏，最后力战殉国。从英军登陆开始，前后不过两天时间。此战中，英国炮兵充分发挥火力，摧毁了清军大部队的战斗意志。虎门炮台之战，充分反映了中英炮兵火力的差距。

铸炮工艺的代差

至此，应该从技术角度上对中英火炮进行系统对比，方能找出这次战事失利的直接原因。首先在火炮工艺上，中国与欧洲的火炮已经走出两条不同的技术路径。简言之，虽然清朝仍然使用铸造方式造炮，但比此前欧洲或明末的泥模、木芯泥模工艺有所进步。此前每制作一门火炮都需要一套新模具，重复劳动非常多，且无法保证批量生产火炮的性能。而在鸦片战争期间的1841年，浙江县丞龚振麟创议用铁模（即铁范）铸造铁炮，在他主持下很快试制成功，大大加快了制炮的。龚振麟还写就《铸炮铁模图说》一书，于1842年刊印分发沿海各地区，后由魏源收入《海国图志》。

然而，当时中国大部分火炮还是传统的泥模铸造，用泥制成模具，经炭火烘烤，如果没有完全烤干，内部还有水分，在铸造时就容易在炮膛内外出现砂眼。鸦片战争爆发前的1835年，清廷在广东虎门各炮台先后添置新铸的8000斤和6000斤大炮共59门，但广东水师提督关天培验收时，当场炸碎10门，并炸伤兵丁二名。数年之后，年逾六旬的关天培死守在这座虎门炮台，力战不敌，被英军炮弹击中殉国。

绘画，描绘第二次定海之战的情景，左起：英国战舰“哥伦拜恩”号、“威厘士厘”号、“巡航者”号和“弗莱吉森”号

而以英国为代表的欧洲大炮则走上了一条技术路线。18世纪早期，西方传统的由型芯和外范空心铸件铸造成炮筒的工艺还广泛应用，实际上和清朝铸炮是统一技术水准，唯一的优势是加工炮膛的水力钻孔机在欧洲应用比较早，加工精度应该有些优势。但是随着1765年瓦特改良蒸汽机的出现，工业革命带来了一系列技术进步，差距拉开了。当清朝还在改造铸模工艺的时候，英国工程师约翰·威尔金森（John Wilkinson）发明了炮筒镗孔机。随后几十年里，移动车床、全金属车床等工业操作平台先后出现，从此，英国人开始了新工艺的尝试：先用延展性较好的铸铁整体铸成一实心圆柱，用车床将其加工成炮管形状，再用钻床直接从实心铁柱上钻出炮管，继续使用镗床扩大口径，这极大地提高了大炮加工精度，炮膛内光洁平直，管壁较薄。这些机械的应用提升了西洋火炮的加工精度，整体铸造的火炮也避免了传统工艺无法避免的砂眼等问题。同时，得益于加工精度的提高，炮弹和炮膛接合更紧密，提高了火炮的射程。著名的瓦特式蒸汽机出现在1765年，其气缸要保证蒸汽泄漏维持在一个低水平，同时要和活塞紧密配合，实际上也是采用这种工艺加工而成的。

约翰·威尔金森1774 年发明的炮筒镗孔机（模型），拥有一种新的精密镗孔加工技术，确切地说，这是一种能够精密加工大炮的钻孔机，制造出高精度的炮膛，使炮膛内光洁平直，管壁较薄，炮弹和炮膛由此接合得更加紧密，提高了火炮射程

冶炼工艺的差距

除了加工工艺的进步，英国工业革命带来的是钢铁产量的暴涨，英国火炮所用的铸铁材质也好于清朝火炮。

英国皇家海军“胜利”号战舰配备的32 磅弹加农炮（复制品）。参与鸦片战争的英军旗舰“梅尔维尔”号上也配置了28 门32 磅弹加农炮。由于英国工业革命带来钢铁产量的暴涨，英国火炮所用的铸铁材质要好于清朝

清朝大部分火炮仍然使用生铁浇铸，所以比较脆弱，为保证火炮强度必须加大炮管厚度，不过中国仍然出现了独特的解决方案，即复合结构工艺，炮管由铜铁两种甚至三种材料制成，一般是铁芯铜体。复合层炮体的强度要比同样壁厚的单层体铸铁炮高得多，可以克服单层铸铁炮使用中容易开裂、炸膛的缺陷。这种技术在明末出现，清军入关前所铸造的大炮已采用该工艺，西方和印度虽然有类似工艺，但他们当初的复合铁炮水平不如中国，因此没有进一步发展。遗憾的是，此时已经是1840年，工业革命都开展了数十年，英国直接跳到了下一个时代。

化学工艺的差距

鸦片战争中，中英两国都使用黑火药兵器，然而其品质却相差甚远。清朝的岸防大炮比英军舰炮更重，理应射程更远，但实战中却往往被英军火炮在远距离吊打，原因就在于火药质量的低劣。须知，火器的威力，首先是火药决定的。英国火药的品质远远优于中国土产火药。1825年，化学家歇夫列里在经过多次实验后，发现了黑火药的化学反应方程式：

2KNO3 3C S→K2S N2↑ 3CO2↑

根据这一方程式，英国配制了硝、硫、炭的比率为75%、10%、15%的枪用发射火药，以及组配比率为78%、8%、14%的炮用发射火药。英国以近代科学指导军械制造，并采用蒸汽机等机械生产，工艺精良，其火药的燃烧是中国火药所远不能及的。

中国火药则源于炼丹道士的偶然发现，制造过程充满了玄学色彩，古人提及火药制造流程，往往称之为“舂造”，实际上的确是舂出来的，火药颗粒大小取决于工人手感，十分写意。根据嘉庆《会典则例》，雍正三年（1725）制造的火药，“计火药每万斤用硝八千斤，硫磺一千五斤十两，广胶六斤四两。烘药每百斤，用硝八十三斤十两八钱，硫磺十有四斤七两五钱”。广胶是黄牛皮熬制的明胶，用于增加黏性，使火药粉末成粒，但总体而言，含硝量偏高。鸦片战争中，广东水师提督关天培采用的火药配方是硝80%、硫10%、炭10%，硝含量依然过高，容易吸潮，不宜久藏。英国人缴获中国火药，往往直接就地销毁，投之于海。

鸦片战争后，国人已经意识到英国火药的优长。1843年，福建提督陈阶平上书请求仿造西洋火药，他“多方购得夷炮火药一小包，用鸟枪试远，实有二百四十弓之数”，枪还是原来的枪，用了西洋火药，射程一下提高不少。陈阶平所配的火药硝、硫、炭的比率大致是76∶11∶13，完全采用原来的材料，稍加改进配比，就取得很大进步，道光皇帝命令各地推广陈阶平的配方。

广州市南沙区上横档炮台遗址

被遗忘的开花弹

除此之外，英国陆军火炮的炮架、炮车较为轻便，便于机动，且易于调整射击角度，这也是恩格斯赞不绝口的，“至于炮兵兵器方面的革新，则仅限于炮车构造的改进。单尾炮架和带有弹药箱的前车，后来为大陆上大多数国家所采用”，欧洲多数国家都采用英式炮架和弹药箱。中国火炮的炮架以粗大杂木制成，“笨滞艰涩，施转不能如意”“木性松脆，一经炮发震动，榫缝开裂，既难取准，又不能再行施放。”（魏源《海国图志》）从北京宣武门午炮（正午燃放，便于市民对时，有资料称午炮是退役的克虏伯炮，从照片看绝无可能）照片来看，清代火炮炮架粗大，轮子亦笨重，似乎是用了牛车的轮子。关天培亲自把守的靖远炮台的重炮俯仰角过高，对有火轮船牵引逆流而上后在近处开火的英军军舰无能为力，虽然屡屡开火命中其桅杆和帆缆，但几乎没有对其船体造成伤害。

此外，英国火炮的炮弹种类远比中国丰富。中国火炮因为铸造水平不高，虽然整炮重量不小，但管壁太厚，导致炮弹相对较轻较小，一般3—10斤，大者16—17斤，导致炮弹砸到英军战船上，有时候直接会“碰回”。而英军实心弹最大者达68磅（约60斤），清朝官员看到这样的炮弹，无不震惊。

英军还有开花弹，给国人留下特别的深刻印象。林则徐曾令手下试制“炸炮”，“一经放出，其火力能到之处，弹子即必炸开”“可以横击一二百步，其弹子炸成碎铁，与内贮之铁棱，皆可横冲直撞，穿肌即透，遇物即钻，一炮可抵十数炮之用”。（林则徐《附炸炮法》，出自《海国图志》）林则徐仿制的实际上就是英军的开花弹，不过这些开花弹能否准时炸开、发挥最大功效，仍然有很大的运气成分。道光皇帝的上谕就提到，“空心炮子炸裂飞击一条，亦恐无裨实用，缘炮子既出炮口，空中炸开，飞击何处，并无定准。即如英夷善于飞炮，其所用炸炮亦多有不能炸击者”，可见在机械引信应用之前这些开花弹的效果很值得怀疑。

英国海军还有用于斩断敌船桅杆帆缆的链弹（国人称之为蝴蝶弹），这种炮弹是将一个空心炮弹切成两爿，中间用铁链连接，打出去之后就变成一条飞旋的铁链，可以刮倒船帆和细桅杆。这种炮弹被关天培探知后仿造过，英军缴获之后认为清军的铁链弹品质优良。

炮兵体系的优势

中国并非不能制造出优秀军械，但优秀官员的个人努力很难抵消军械体系上的劣势。英军炮兵运用康格里夫火箭（Congreve Rocket）的经历可以看出，亚洲国家不是缺乏火器的创新，但经过工业革命的欧洲掌握了优秀的加工技术和弹道学力量，往往能青出于蓝而胜于蓝，将亚洲的创意融入自身的装备体系，这也是英军炮兵体系的优势。康格里夫火箭是一种十分独特而有效的武器，有着浓郁的印度血统。此前，英军与印度南部的迈索尔国作战时，被当地军队使用的火箭炸得焦头烂额。胜利后，英国人将迈索尔火箭当作战利品带回国内，经炮兵军官康格里夫的改进，采用铁皮代替原有的纸皮，成为一种强大的兵器。这种武器射速快，射程远，机动灵活，虽然准头奇差，但大量火箭齐射威力惊人，足以将城市夷为平地。1807年，英国皇家海军向丹麦哥本哈根发射了2500枚火箭，令这座城市陷入一片火海。1812年美英战争中，英军的康格里夫火箭再次发威。

1814年9月14日，英军对麦克亨利堡（Fort McHenry）发动强攻，发射无数火箭，火光将夜空照得宛如白昼。一位年轻的美国律师见证了这次战役，写下了“火箭闪闪发光，炸弹轰轰作响，它们都是见证，国旗安然无恙”的诗句，后来成为美国国歌的歌词。鸦片战争中，英军在广州城外施放火箭，“连日城外之火箭炮弹，与四方台上之炮声，如电如雷，昼夜不息。”1842年，清军反攻宁波，守城的英国士兵“踞街楼屋甍之上，火箭火炮，两面雨下”，清军损失惨重。期间，广东名儒陈澧作《炮子谣》宣传禁烟，歌谣云：“请君莫畏大炮子，百炮才闻几个死？请君莫畏火箭烧，彻夜才烧二三里。我所畏者鸦片烟，杀人不计亿万千。君知炮打肢体裂，不知吃烟肠胃皆熬煎。君知火箭破产业，不知买烟费尽囊中钱。”“请君莫畏”，证明大炮、火箭必为人所畏。将其与鸦片这等社会公害相提并论，并坦言“炮打肢体裂，火箭破产业”，足以证明英国火器的威力已经深入国人内心。

此外，国人注意到英国火炮瞄准时用象限仪测量火炮角度。这表明英国的炮兵射击熟练运用了弹道学知识，其源头是几何学与物理学。对于英国炮兵而言，瞄准开炮已经成为一道物理、几何应用题，只需要测定距离等参数，对照射表，即可调整方位、角度，实现精确瞄准。明末引进的西洋“铳规”（象限仪）早已无人会用，大部分火炮上的瞄准装置就是一块从上而下钻了三个孔的铁板，三个孔代表三个不同距离。魏源经过观察研究，认为“自一十丈至百丈左右，皆有逐处加高补坠高低转移。如击七八十丈及百丈，制一象限仪，插入炮口，如上段所述方法加高一度，至五十丈高八尺七寸四分，至百丈高一丈七尺四寸八分，攻击甚准”，逐步恢复了应用象限仪的炮兵瞄准技术。

铜镀金测炮象限仪，清乾隆，现藏故宫博物院

此外，英人的炮兵战术十分纯熟。魏源发现：“夷船攻我则于十里内外，遥升高桅，用远镜测量”，观察清军布防情况。清军炮台临海布置，一旦被英军探明底细，英军“一面先用大炮飞弹遥注炮台轰击，使我兵惊溃”，即使用大量爆炸弹，用高仰角打进炮台内，大量杀伤清军有生力量，这样炮台内的清军很容易撤退。但同时，英军“分兵绕出炮台后路，使我水陆腹背受敌”，或派出陆战队抄掠炮台后路，或派军舰轰击溃退队伍，经过这样的海陆夹攻，战场主动权完全掌握在英军手中，“虎门、厦门、定海、上海、宝山失事情形，如出一辙”，可见英军炮兵的攻城战术屡试不爽，而清军在整场战争期间都无法有效防卫英军舰船的攻城，数百年耗费巨资的海防炮台面对工业革命之后的坚船利炮，一下子都成了摆设。

(参考文献：刘鸿亮：《第一次鸦片战争时期中英双方火炮的技术比较》，《清史研究》2006 年第3期；黄一农：《红夷大炮与明清战争》；[清]魏源：《海国图志》；茅海建：《天朝的崩溃》；刘旭：《中国古代火药火器史》；故宫博物院编：《清宫武备》)

END

作者 | 罗山

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