在人类的进化过程中,火的利用发挥了极其重要的作用。人类从掌握了火的使用时,就开始了人类最早的化学实践活动。
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图1
火是一种燃烧氧化现象,是诸多化学变化中最常见的化学变化,是氧气与碳结合的反应,不管原始人是否意识到这种化学反应的存在,但火的发生和利用,确实为人类进化提供了最好的条件。
最早的火纯粹是一种自然现象,当地球某处火山爆发或因雷击引燃森林时,熊熊烈火让原始人类及动物们感到无比恐惧。图1是意大利发行的邮票,反映了森林大火后,动物对火的恐慌。
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当大火熄灭后,原始人发现了经过大火烧烤后的动物肉及其他食物有种特别的香味,开始有意识地保留火种、利用火种,并把野火引入到居住的山洞内以备随时使用。考古学家在北京房山周口店北京猿人居住过的洞穴中发现了厚达数米的灰烬层,并论证了北京人此时已经懂得保存火种,当不需要火时用灰土盖上,使火阴燃,到下次要用火时,扒开灰土,添上草木,经风一吹便能引燃。从灰烬中被火烧过的石块、兽骨和朴树籽中,证明了北京猿人已经能使用火烧熟食物。图2为我国发行的猿人邮票。
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图3
当然原始人也发现火可以给黑暗的山洞带来光明和温暖,还可以对野兽的侵扰发挥相当的威胁作用,因而对火的认识变为利用,火成为了人类的生活所必需。人类早期利用的火都是自然界的野火,从野火中取得火种,再让它延续和繁衍下来。保存火种曾是原始人群的一项重要任务,故都设专人来保管。无论是引进野火,还是保存火种,都要受到自然条件的限制,万一遇到突发的自然变故,有时会造成火种的中断,给原始人生活带来极大的不方便。图3为法属玻利尼亚发行的人类用火的邮票。
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图4
古代人在打制石器中,发现某些石块相击会产生火星,但是这种火星一闪即熄,要使它燃烧变成火焰,在当时是很不容易的。他们在使用木制工具时,也发现某些枯木被猛力相摩擦时,时间长了不仅会磨出一些木屑,还会发热,当热到一定程度也会生出火星,这种火星若遇到易燃的物质时,能燃烧起火焰。于是他们发现了钻木取火的方法。钻木取火使火源开始有了相对可靠的保证,人类从此也逐渐告别了茹毛饮血的时代,进入了吃熟食的时代。图4是台湾发行的钻燧取火的邮票。
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图5
后来人们发明并制作了以青铜为材料的凹面镜,以铜镜聚集阳光取火。同时在击石的过程中,又发现以火镰击石取得火源。在与自然界的接触过程中,人们还采用油松之类的木材,发现硫磺等易燃物质的功能,而在木材头蘸粘硫磺等,借助硫磺而迅速点接火种,这是一种引火上的伟大发明,成为了火柴技术的雏形。
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图6
欧洲最早制造出的原始火柴也是小木条蘸点硫磺制成的。1669年,沉醉于炼金术中的德国医生波兰特在干馏尿液后,得到了一种色白质软、好像白蜡一样的物质,这物质在黑暗中仍能发出闪烁的亮光。这一发现不久被其他化学家所验证,但是直到1735年制造白磷的秘密才被公开。约到1830年,用黄磷、硫磺和氯酸钾混合物制成的摩擦火柴问世,后来又用赤磷代替黄磷制成了沿用至今的安全火柴。从化学的角度讲,火柴头主要由氧化剂、易燃物(如硫等)和粘合剂等组成。火柴盒侧面主要由红磷、三硫化二锑、粘合剂组成。当划火柴时,火柴头和火柴盒侧面摩擦发热,产生少量氧气,使红磷发火,从而引起火柴头上易燃物燃烧,这样火柴便划着了。图6为奥地利发行的火柴邮票。
火的制取和运用,是人类的第一项伟大发明,它使古代化学所采用的全部方法如燃烧、煅炼、煮沸、蒸馏、升华乃至溶解,全部与火有了直接或间接地联系。火,不但是人类最早认识和运用的化学反应,也是人类最早的一次技术革命。
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图7
利用火不但在生活上,在军事中也比比皆是。《三国演义》火烧连营就是妇孺皆知的典型例子。我国发行的火烧连营邮票(图7)就讲了利用火的故事。东吴派小将陆逊做大都督,攻打汉军。刘备听说不把陆逊放在眼里,结果被陆逊指挥的大队人马带着茅草和火种,兵分三路,一起杀进蜀营,把蜀军40个营地烧成一片火海,刘备在赵云的保护下逃到了白帝城。