维斯特洛大陆的赤壁之火
热门美剧《权力的游戏》第二季中,已故国王劳勃胞弟史坦尼斯为夺回铁王座,率2万之众汹汹而来,对君临城形成重重包围。城内无分老幼,拼凑出6000人守军,然而面对数倍于己的虎狼之师,显然凶多吉少。幸得城内智力担当首相小恶魔绝地反击,施展以神兵“野火”引爆敌舰队先锋,又以突然跃出江面的铁索阻其后路,一时火光冲天,烧溺毙者无数,上演了一版“权游版”的火烧赤壁。
(imagesource: Youtube 视频截图)
虽然早已失传,但是我们相信有理由相信“野火”也是有真实的历史原型,那就是东罗马帝国所发明的“希腊火”。作为早期热兵器,其主要应用于海战中,“希腊火”,:“希腊火药”或“罗马火”只是阿拉伯人对这种恐怖武器的称呼,东罗马人自己则称之为“海洋之火”、“流动之火”、“液体火焰”、“人造之火”和“防备之火”等。
而黑水河一战的原型,可能追溯到678年,阿拉伯哈里发穆阿维叶一世对拜占廷帝国发动了陆地和海上的联合进攻。阿拉伯君对在陆战受阻后,便集中海上力量,攻占了马尔马拉海东南沿海的基兹科斯,作为发动大规模海上进攻的基地。6月25日,阿拉伯舰队向君士坦丁堡发动总攻。正当拜占庭守军就要全军覆没的时候,他们的战舰突然用一种特质的吸管向阿拉伯的舰队喷射燃烧的不明液体。这种希腊火所到之处可谓寸草不生,阿拉伯舰队一时间化为了灰烬。阿拉伯舰队总指挥法达拉斯命令舰队撤离,但已有大约三分之二的船只被焚毁。
(image source: History Daily)
吃透苦头的阿拉伯人最终通过多种渠道了解到了希腊火的制备方法,并在对抗十字军东征时投入实战。公元1099年7月,十字军攻打圣城耶路撒冷时,发现3万居民和撒拉逊守军严阵以待,城中蓄水池蓄满水,粮食也很充足,在防御作战时使用了希腊火。十字军战士回忆起撒拉逊人的希腊火的威力表示,当敌人用希腊火攻击时,所做的事只有屈膝下跪,祈求上天的拯救。
(1869年哈泼斯杂志画家笔下的希腊火弹射器。)
(image source: Interesting Engineering)
我们现在知道,这种没有任何东西(不论是沙子、醋、尿或是水)能够扑灭的神奇武器,应该是一种以石油为基本原料的物质,据称它是在668年被一个叫加利尼科斯的叙利亚工匠带往君士坦丁堡的。加利尼科斯信奉基督教,曾在叙利亚的赫里奥波利斯城(今天黎巴嫩的巴勒贝克)从事建筑业,在寻找和研究建筑防水材料时,对化学特别是炼金术多有研究,并且进行了一些实验。
(image source:www.al-huerta.com)
随着阿拉伯人的崛起和扩张,叙利亚成为战火纷飞之地,加利尼科斯便逃往君士坦丁堡,在途经小亚细亚地区时,他发现了当地出产的一种黑色粘稠油脂可在水上漂浮和燃烧(其实这种油脂就是石油)。加利尼科斯突发灵感,产生了以之为武器的念头,并借助自己掌握的化学配制技术,进行了多次实验,并获得了成功。
阿拉伯人总结出希腊火的四大特点:它可以在水上燃烧,它是液体,它用类似于虹吸管的装置喷射,它很可能在喷射的时候发出巨大的轰鸣声,并伴以浓烟。
(image source:Wikipedia)
而关于希腊火的制造,目前唯一的记录来自一位叫做安娜科穆宁娜(AnnaKomnene,1083—1153年)的拜占庭公主,同时也是女性历史学家的记载:“希腊火是用下面的艺术制造的。从松树和一些常青植物中提取易燃的树脂,然后加一些硫磺,再塞到芦苇杆里面。接着让壮汉用力把它连续地吹出去。芦苇杆尖的火苗就会点燃希腊火,让它像火热的旋风一般掉到敌人的脸上。”
(image source:archive.4plebs.org)
根据这些资料,我们大致可知希腊火以可燃并且比重较小的轻质石油(俗称石脑油)为主体,在制作时混入一定比例的硫磺、沥青、松香、树脂等易燃物质,通过加热而溶为燃烧性能极佳的液体,可以在水面飘浮和燃烧,并且容易附着在敌船或者落水士兵的身上。但是上述配置方法都需要人点燃后才能使用。
1939年,德国学者豪森施坦根据此类希腊火配方,进行了模拟实验,取得了成功,但在解释起火现象时遇到了疑难。因为生石灰遇水产生的热,不足以使希腊火燃料达到发火点,除非是直接点燃。因此还有学者认为,希腊火的确不需要点燃,而是触水即燃,这是因为希腊火的成分之中含有一定量的磷化钙,大概由石灰石、骨炭甚至尿液构成。磷化钙是红棕色或灰色结晶块状物,熔点约1600℃,遇水、潮湿空气、酸类能分解,放出剧毒而有自燃危险的磷化氢气体,在潮湿状态下能够自燃。
(1977年由Haldon和Byrne提出的希腊火装置设计猜想)
(image source:Quora)
还记得初中化学焰色反应的读者,应该知道,磷化物在空气中燃烧为绿色,而硫呈现蓝色。以上的记录,也说明了为什么剧中的“野火”会显示出蓝绿色光芒。
希腊火已经在500多年前,拜占庭对奥斯曼帝国的最后一役后退出历史舞台。可以希腊火里蕴含的科学道理,却在和平年代依旧发挥着它的魔力。
火焰光度检测器FPD(Flame Photometric Detector)作为一款气相检测器,同GC配合,广泛用于环境、食品中S、P农药残留物的检测,最低检出限可达:1×10-11gS/sec 1×10-12g P/sec。
(image source:www.shsu.edu)
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