Thuốc súng là một trong những phát minh có xuất thân kỳ lạ nhất trong lịch sử: nó không được tạo ra để đánh nhau, cũng không phải do một nhà phát minh vũ khí nghĩ ra. Nó ra đời trong những phòng luyện đan ở Trung Quốc thời nhà Đường, nơi các đạo sĩ đang mải mê tìm thuốc trường sinh bất tử. Thứ họ tìm được, thay vì giúp con người sống mãi, lại là một thứ bột có thể bốc cháy dữ dội trong chớp mắt — và thứ bột đó đã thay đổi chiến tranh, kỹ thuật mỏ, rồi cả cách nhân loại nhìn nhận sức mạnh.

Từ lò luyện đan đến công thức cháy

Vào khoảng thế kỷ 9, các nhà giả kim Trung Quốc đã quen thuộc với diêm tiêu (kali nitrat), lưu huỳnh và than củi. Diêm tiêu khi đun nóng giải phóng oxy, lưu huỳnh dễ cháy, than củi là nhiên liệu — trộn ba thứ này theo đúng tỉ lệ, người ta có một hỗn hợp tự cung cấp oxy cho chính phản ứng cháy của mình. Nghĩa là nó cháy được ngay cả trong không gian kín, rất nhanh và rất mạnh. Một văn bản thời Đường đã cảnh báo thẳng thừng: trộn lưu huỳnh, diêm tiêu với mật ong theo cách nào đó sẽ "bốc lửa, cháy cả tay, thậm chí cháy nhà" — dấu hiệu cho thấy người ta đã sớm nhận ra sự nguy hiểm của hỗn hợp này.

Ban đầu, thuốc súng không được dùng làm vũ khí. Người Trung Quốc dùng nó để làm pháo hoa, pháo nổ trong lễ hội, tín ngưỡng và giải trí: tiếng nổ lớn được tin là có thể xua đuổi tà ma. Phải đến thời nhà Tống (thế kỷ 10–11), thuốc súng mới bước vào quân sự một cách có hệ thống, qua những "thương lửa" — ống tre nhồi thuốc súng phun lửa về phía địch — rồi mũi tên lửa, bom đất nung và sau đó là súng cầm tay bằng kim loại. Đến thế kỷ 13, các đội quân Mông Cổ mang công nghệ này đi xa, và qua con đường tơ lụa cùng các cuộc giao thương, thuốc súng đến Trung Đông rồi châu Âu.

Nguyên lý hoạt động: vì sao một nhúm bột lại nổ mạnh

Thuốc súng đen cổ điển gồm khoảng 75% diêm tiêu, 15% than củi và 10% lưu huỳnh, dù tỉ lệ chính xác thay đổi theo mục đích sử dụng. Khi được đốt nóng, diêm tiêu phân hủy và giải phóng oxy; oxy này đốt cháy than và lưu huỳnh cực nhanh, tạo ra một lượng lớn khí nóng — chủ yếu là nitơ, carbon dioxide và hơi nước — trong thời gian rất ngắn. Nếu hỗn hợp cháy trong không gian mở, ta chỉ thấy một tia lửa lớn. Nhưng nếu nó bị nhốt kín trong nòng súng hay vỏ bom, lượng khí sinh ra đột ngột không có chỗ thoát, áp suất tăng vọt và gây ra vụ nổ.

Điểm mấu chốt nằm ở chữ "tự mang oxy". Hầu hết các vụ cháy thông thường cần oxy từ không khí xung quanh, nên cháy chậm và dễ bị dập. Thuốc súng mang sẵn chất oxy hóa trong thành phần của mình, vì vậy nó cháy nhanh hơn nhiều lần và vẫn cháy được ngay cả khi bị bịt kín. Chính đặc tính này khiến nó vừa hữu dụng, vừa nguy hiểm: chỉ một tia lửa nhỏ cũng đủ kích hoạt cả một khối thuốc.

Tác động: thành trì sụp đổ, chiến tranh đổi hình

Trước thuốc súng, chiến tranh xoay quanh thành trì, kỵ binh và sức người. Một tòa thành đá dày có thể đứng vững hàng tháng trước quân vây hãm. Súng thần công thay đổi hoàn toàn phép tính đó: tường thành dù dày đến đâu cũng không chịu nổi đạn pháo bắn liên tục. Các quốc gia buộc phải thiết kế lại pháo đài với tường thấp, dày và nghiêng để đỡ đạn; quân đội phải tổ chức lại quanh bộ binh mang súng hỏa mai thay vì hiệp sĩ giáp sắt. Một cách nghịch lý, thuốc súng đã góp phần làm suy yếu tầng lớp quý tộc phong kiến vốn dựa vào lâu đài và kỵ binh, và củng cố các nhà nước tập quyền đủ tiền nuôi quân đội dùng súng đạn.

Ngoài chiến trường, thuốc súng còn mở đường cho kỹ thuật dân sự: phá đá làm đường, đào hầm mỏ, mở kênh đào. Phải đến thế kỷ 19, thuốc súng đen mới dần bị thay thế trong quân sự và công nghiệp bởi thuốc nổ mạnh hơn như nitroglycerin, TNT và thuốc súng không khói — nhưng nguyên lý "chất oxy hóa + nhiên liệu cháy cực nhanh" vẫn là nền tảng của mọi loại thuốc nổ và thuốc phóng sau này, kể cả nhiên liệu tên lửa rắn ngày nay.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Thuốc súng được dùng làm pháo hoa hàng trăm năm trước khi trở thành vũ khí chiến tranh có hệ thống — lễ hội đi trước chiến trường.
  • Người châu Âu thời trung cổ gọi thuốc súng là "bột đen" và từng cho rằng công thức của nó là bí mật của quỷ dữ, vì không ai giải thích được vì sao một thứ bột lại nổ mạnh đến vậy.
  • Một trong những truyền thuyết nổi tiếng nhất về thuốc súng ở châu Âu gắn với tu sĩ Berthold Schwarz, nhưng không có bằng chứng chắc chắn rằng ông là người "phát minh" ra nó — thuốc súng đã đến châu Âu từ phương Đông trước thời ông sống.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Thuốc súng được phát minh để làm vũ khí." Không phải. Mục đích ban đầu của những người tạo ra nó là luyện đan và giải trí: tìm thuốc trường sinh và làm pháo lễ hội. Việc dùng nó để giết người là ứng dụng đến sau, khi các triều đại nhận ra sức phá hoại của nó.

Hiểu lầm: "Thuốc súng nổ vì nó tự bốc cháy." Thuốc súng không tự nổ trong điều kiện bình thường; nó cần một nguồn nhiệt để khởi động phản ứng. Điều làm nó nguy hiểm là một khi phản ứng bắt đầu, nó diễn ra cực nhanh và tự cung cấp oxy, nên rất khó kiểm soát hay dập tắt giữa chừng.

Nguồn tham khảo