【排泄物】妓女尿液成战略物资？聊聊火药武器发展史上的“硝田制硝法”

这篇文章的部分内容早些时候作为对悟空问答问题的回答发表了。

火药的应用是人类战争史上翻天覆地的大事。

是火药武器的出现，彻底改变了冷兵器时代的作战模式，催生了全新的军事理论，并最终打破了欧洲的骑士阶层，推动人类社会进入了资本主义时代。

最早发现火药的，目前史学界公认是中国人。但由于种种原因，大规模将火药武器应用于战场并不断改进的，却是中世纪的欧洲。通常认为欧洲人的火药是由阿拉伯人在十三世纪左右从中国传过去的。1261年，英国的罗杰姆·培根（不是那个大家熟悉的弗朗西斯·培根）就提出了“最佳火药配方”。到了十四世纪，欧洲各国的火药武器——主要是火枪和火炮——已经开始大规模普及了。早在1313年，比利时的根特就有大规模出口火炮的记载。1340年，以比利时为代表的所谓“低地欧洲”发明了高炉冶铁的技术，从此这里成为欧洲的钢铁生产中心，至今这一带依然以出产优质钢材出名。也因为这里的优质钢铁产量高，因此到了十四世纪末成为欧洲的武器生产中心。火炮、火枪的产量呈现几何数量级的增长。

火药武器产量的提高，必然要求火药的产量有相应的提高。我们今天知道，火药的三大组成部分：木炭、硝石和硫磺。其中硝石的主要成分是硝酸钾。从1261年开始，欧洲人很长一段时间内使用的火药配方都是培根的配方：硝石比例41%，硫磺和木炭比例各占29.5%。随着生产和战争的实践，欧洲人发现，提高硝石也就是硝酸钾的比例，可以有效增强火药的威力。到了十四世纪末，德意志地区开始使用的火药配方，是硝酸钾占66.7%，硫磺22.2%，木炭11.1%。

硫磺是自然界常见的矿产，木炭则可以烧制木头轻易得到，但硝酸钾在当时的欧洲并没有太多的天然储藏。古代中国人之所以能最早发现火药，原因之一就是由于中国是世界上不多的石矿是产地之一——古代中国的汉中地区就出产大量的硝矿石。顺便说一句，中国古人很早就发现，硝石溶于水中会吸收大量的热量，使水结冰。大约在唐朝，中国人就开始用这种方法在夏天制作冰块用于防暑降温。

欧洲并不出产硝石矿，但是，战争的需求让军火商们拼命开动脑筋，很快，他们发明了“硝田制硝法”——这是人类火药武器发展的一个重要里程碑。那么，什么是硝田制硝法呢？

使用过旱厕的朋友应该有记忆，在厕所的阴暗角落的表面，常常会出现一片一片的白色粉末状晶体，这就是硝。把这种粉末刮下来，稍微提炼一下，加上木炭和硫磺就成为了火药。不要觉得恶心，欧洲人的老祖宗们最早就是用这种方法制作火药的。实际上，一直到解放前，中国部分农村地区制作鞭炮，火药中的硝也是用这种“刮墙皮”的方法获得的。

这种“刮墙皮”的原理，来自哺乳动物的“集硝效应”。简单地说，就是包括人在内的各种哺乳动物，都是通过尿液将体内多余的硝酸钾排泄掉的。厕所中粪便的发酵会提高土壤的温度，而土壤在保持一定温度时，会滋生和繁殖出一种硝化细菌。尿液和土壤中的硝化细菌发生作用，就可以在土壤表面析出硝酸钾晶体。厕所中的硝就是这么形成的。

光通过刮墙皮得到的硝显然满足不了欧洲市场日益增长的对火药的需求。尽管当时的军火商还搞不清其中的原理，也不理解什么叫做硝化细菌，但通过朴素的观察，他们也观察到了这一现象，并开动脑筋，将这一现象应用于提高硝的产量。这就是著名的“硝田制硝法”。

硝田制硝法的具体操作是这样的：首先找一块空地，清理出石头等杂质，然后挖一系列的坑洞或者干脆使用地窖，再往里面倒入水和石灰——这种做法是为了保持土壤的温度，促进土壤中的硝化细菌的产生。这样，土壤在经过一段时间的“保温”后，就成为了硝田。

有了硝田，军火商们把收集起来的人和牲畜的尿液倒进去，经过十个月左右时间的作用，坑洞里的土壤就会富含大量的硝。挖出这种富含硝的硝土，掺进草木灰——草木灰的作用是清除杂质，通常要按照硝土：草木灰3：1的比例混合——后浸入水中。硝酸钾可以溶于水，草木灰和土壤杂志则可通过过滤去除。这样就可以得到富含硝酸钾的硝水。之后只要熬煮硝水，就可以得到优质的硝。这种制硝法听上去有些恶心，但却能够得到纯度更高的硝酸钾，而且产量可以认为控制，因此一经问世，很快遍在整个欧洲推广开来。

“硝田制硝法”出现具体时间很难考证，现存的记录显示其最早出现于14世纪的法国。随后，到了15世纪中期，硝田制硝法蔚然大观，成为欧洲最重要的硝酸钾来源。硝田制硝法的出现不仅使得人类获得硝酸钾不再依赖于硝矿石，更大大提高了硝酸钾的纯净度，从而增强了火药的威力，并极大提高了火药的产量。1375年，百年战争期间的圣索弗莱维孔特围城战，攻城方只使用了大约200磅火药。在同年的英国，铁的价格为每磅2便士，优质铁的最高价格则为5便士一磅左右，而火药的价格则为每磅60便士。1415年阿金库尔战役，英国人也使用了火炮，但即便英国人自己的记载也也显示，大炮除了让战场硝烟弥漫，“几乎看不到对手”之外几乎并无大的作用。然而，到了1448年，勃艮第公爵一口气送给正在罗德岛抵抗奥斯曼土耳其的医院骑士团3600磅火药，而此时的奥斯曼土耳其，已经出现了能够精准射击敌方军官的土耳其火枪手，他们的火枪可以轻易打穿欧洲骑士的重型铠甲。这些战场上的新事物，都是火药大规模普及的结果。

除了硝田制硝法之外，当时的欧洲也从东方进口部分硝石。意大利的威尼斯在15世纪左右的一项重要的进出口贸易就是硝石的进出口。随着硝石贸易的发展，威尼斯的商人们发现，与将硝石转卖给其他国家的军火商相比，作为硝石集散的港口，由威尼斯人自己制造火炮再卖给欧洲其他国家会获得更多的利润。著名的威尼斯兵工厂由此而生。这是人类的第一座工厂，也是在工业革命前最大规模的工厂。也是凭借着强大的军工能力，威尼斯一度称霸地中海。

中世纪的威尼斯兵工厂

今日的威尼斯兵工厂遗址

硝田制硝法需要大量的人类尿液作为原料，也使得尿液很快成为了军火市场的抢手货。当时，欧洲由于卫生条件很差，女性患尿路感染的比例非常高，而妓院的妓女则由于众所周知的原因，是尿路感染患者的重灾区。尿路感染患者的尿液中硝酸钾比例会高于常人，因此，在当时欧洲的军火市场上，女性的尿液，特别是妓女的尿液，是非常抢手的紧俏商品。当时妓院老板的一项重要收入，就是向军火商出售尿液。汤姆·哈迪主演的电视剧《禁忌》的中也提到了这一细节。不过，剧中的那位化学专家是通过直接熬制尿液获得硝酸钾的。

汤姆·哈迪主演的电视连续剧《禁忌》

1640年英国资产阶级革命爆发后，占据诺丁汉的查理一世国王部队，由于被革命者切断了硝石供应渠道，保皇党部队为了维持其火药生产，不得不其治下城市的居民，特别是女性，捐献尿液支援部队。当时若干查理一世控制的城市中，教会将向信徒收取的十一税改为了“尿税”，不收钱只收尿。一些教堂则干脆在大长椅下放置一排尿壶，鼓励女性在聚会时直接“方便”以供部队之需。这一荒唐的情节在英国儿童节目《糟糕历史》（horrible history）中曾经有所体现。

不仅如此，为了尽可能多地扩大硝石供应，查理一世还专门设立的官员，管理居民家中的厕所和马厩，从厕所、马厩中起出粪便熬制硝石。查理一世还专门规定，禁止居民在家庭的厕所和马厩的地面铺设木板或石板，以免影响国王部队“取屎”。当然，这种骚操作无法阻止国王部队的溃败，更没有挽救斯图亚特王朝的命运。查理一世于1649年被处死，斯图亚特王朝结束。

此外，随着火药威力的提高，特别是可移动火炮的出现，欧洲战争模式产生了天翻地覆的变化。古老的城堡无法抵抗火炮的威力，由此催生了对防御工事的改进。欧洲开始出现了著名的“棱堡”。这种堡垒既可以坚固到抵御敌方炮火，又能充分发挥城墙的防御火炮的威力。由此催生对军事建筑专家的需求。棱堡的建造需要几何学、数学、力学、土木工程学……等多个领域的专业知识，对棱堡的需求使得欧洲贵族们开始尊重起来自各地的数学家、物理学家、几何学家……文艺复兴三杰中的米开朗基罗最早就是一个出色的军事工事建筑专家，佛罗伦萨城的工事就是他主持建造的；而达·芬奇最初的工作，则是军事碉堡的检验员。从这个意义上说，文艺复兴的号角，最早从火药的普及开始吹响的。

在地理大发现之后，西方殖民者将棱堡的技术推广到了全球各地，其中就包括东南亚。当时在东南亚，有许多广东侨民曾参与为当地西班牙殖民者修筑棱堡，并将这一技术带回了中国。当时中国正值明朝末期，在熊廷弼、袁崇焕等人的主持下，为了对抗新兴的努尔哈赤集团，明政府在修筑宁远等要塞时，借鉴了西班牙的棱堡技术。比如宁远城，在方城的四角都设有一个凸出部安放火炮，这样不同方向形成了对角线火力，因此在对抗努尔哈赤的攻击中取得了著名的“宁远大捷”。 袁崇焕的“凭坚城，用大炮”的作战思想中，“坚城”指的就是学习西方的棱堡技术。