从多维度分析认识烟花技术以及花炮文化和传承

2022-04-13 10:02:10 来源：科普中国

烟花为什么是五颜六色的？

在《爱情公寓》里，当吕子乔向美嘉描述那场假想的婚礼上的烟花盛开的时候，美嘉被感动的泪水连连，那么烟花为什么这么漂亮呢？

焰火的原料主要是黑色火药，黑色火药在燃烧时，能放出大量的热和光；另外，原料里还掺入了各种发光剂，这些物质燃烧时，会呈现五颜六色。硝酸钠会发出黄光，硫酸铜会发出蓝光，铝粉、铝镁合金会发出白光，硝酸锶会发出红光……为了使焰火色彩更加艳丽，火药燃烧得更彻底，工人师傅在火药中还要掺入硝酸钾、镁粉等。它们受热后分解，能释放出大量的氧来助燃。焰火点燃后，会立即发生剧烈的化学反应，骤然间火药的体积猛胀1000多倍，并突然炸开，构成多种多样的形状，千姿百态，绚烂多彩。

在此过程中，燃烧着的物质中含有各种化学元素，而不同的元素则会表现出不同颜色的光，元素所表现出来的这一现象称为焰色反应。经常做饭的朋友可能有过这样的经历，炒菜的时候向菜锅里加食盐，一不小心手歪了，食盐洒到了锅外面被火点燃，这时食盐盐颗粒就会瞬间出现一个亮黄色的小火苗，烟花也是这样，只不过它点燃的不是食盐，而是一些别的金属或金属盐。对于这种金属或金属化合物被点燃时候会放出不同颜色火光的现象，这就是化学里面最基础的一个焰色反应。钠离子黄色，铜离子蓝色，钡离子黄绿色，锶离子猩红色。而镁铝在燃烧的时候会放出很强的光，能使黑暗的夜空变得更明亮。还有很多元素都有它自己独特的颜色。产生焰色反应的原因是因为这些金属的原子结构不同，我们都知道原子是由原子核和电子组成的，平时这些电子的能量都不高，他们都安分守己的呆在自己该呆的地方，专业说法是“电子处于基态”，也就是最基本能量的状态，而当这些金属原子遇到火之后，最外层的电子就吸收了大量的能量，此时它们就像精力过剩的小孩一般，离开了基态，跃迁到了能量较高的地方（离子在受热的时候外层电子发生跃迁），称为“激发态”，但这些小电子还是有想回到基态的欲望，那吸收的这些能量怎么办？只好以电磁波的形式释放出去了。不同原子的电子有着不同能量的基态和激发态，从激发态回到基态释放的能量也就不同，这就导致了它们产生的电磁波的波长不同，这种不同波长的电磁波表现在生活中，不同的能级跃迁也就释放出不一样的可见光，就是不同颜色的光了。当我们把这些元素按照不同比例装进烟花中，点燃之后天空就会盛开出不同颜色的花朵了。

焰色反应除了在烟花中被使用之外，在很多其他的地方也大有用途，比如它是化学上常用的一种鉴定物质成分的方法，另外在道路、机场码头、港口、车站、广场等地方，经常会使用一种灯，叫钠灯，通电后它会放出明亮的黄色光芒，虽然钠灯不是靠火来给钠原子提供能量，但通电后，在电场的作用下，钠原子的最外层电子还是会吸收电能从基态跃迁到激发态，再跃迁回基态，同时放出光，这也算是焰色反应的另一种应用了。

烟花爆竹也学术

烟花爆竹也有一些学术性层面的理论与探讨，包括与烟花爆竹有关的学术研究和报告之类的，尤其是烟花技术与科学方面的。现代烟花技术已经有了长足的进步了，目前在烟花制造工厂尤其是研究烟花爆竹的科研人员已经开始有研究如何使烟花的颜色更加绚丽多彩了。未来的烟花技术将会在烟花的花型和花色的研究会有突破，有可能会开发出更加绚丽多彩的纳米烟花和稀土烟花，而且这种烟花会更安全环保。比如说，就单说烟花蓝光效应：蓝光烟花也是烟花发光效应的一种。但是好的、纯的蓝光烟花不多，现在的烟花科研人员就会在这方面有专门研究蓝光烟花的发光效应机理。以及无硫发射烟花技术，还有计算机智能控制的音乐烟花。据说，我国已经有了自己主导的一个烟花爆竹国际标准。包括烟花爆竹的各项诸如就鞭炮烧成率、爆竹声级值、鞭炮结鞭密度等方面进行了大量测试实验，积累了一批原始数据。已经对标准制定又进一步有了一些参数修改。还有就是新型烟火材料与烟火药的开发，新型亮珠裹药技术的研发以及烟火爆响声音响度的研究，比如说：有些烟花发射升空爆炸以后会有很大的声响，不能单纯追求这种声音效果，而是在爆响声音的清脆度应该也有一些研究；再有就是将新型炸药应用在烟火制造领域的研究。目前，在中国一些烟花工厂已经实现了机器人全自动化烟花爆竹生产线。

花炮文化以及烟花文化的传承

众所周知，烟花爆竹发源于中国。自从火药在中国发明以后便有了烟花爆竹，烟花爆竹也有它自己的文化属性，它有它自己独特的文化标记。所以，它的文化和非物质文化遗产这方面也会多做一些研究，从而以避免烟花爆竹被人们妖魔化误解。花炮文化是任何想强加给它的诸如气球、无人机、电子鞭炮之类的替代品都不能替代的，还有它的非物质文化遗产，什么时候国家能重视起来就像重视戏曲、京剧、昆曲等等这些东西同样也把烟花爆竹文化能重视起来，从而不让我们老祖宗发明的东西消失在我们这一代人手中。值得深思。再有就是：要做好与烟花爆竹产业相关的公司品牌宣传，比如国家应该考虑增设全国烟花爆竹工厂生产制造最美花炮人评选以及烟花爆竹行业的工匠精神等等这些都是需要探讨和研究的。总之，烟花爆竹它属于人们对于心理层面的一种需求，同时它也是最容易被人们误解和引发一些深层次问题争论的焦点，被社会舆论推向风口浪尖。如何妥善处理解决包括禁放危机攻关而不是一刀切式的禁放之类的这些话题是当前和今后一段时间烟花爆竹产业工人和政府官员需要共同探讨和研究的话题。烟花爆竹产业人员也可以积极主动建立与上级国家政府高层保持良性健康完善的沟通机制。

主要是慢慢让公众对烟花爆竹减少成见和误解，多一些认知吧。曾听到过这样一种言论：说中国是火药的发明者，却只知道用来做花炮、放焰火；而西方人却用它来做枪炮把中国人打得趴下。在我看来，这是对烟花爆竹很肤浅的认知。这种人也许从来不知道，中国人的花炮和焰火，正是从战争中的火药转化而来。花炮与焰火，正是人类文明进步的表征；它本身同样也是一种抑恶扬善、彰善阐恶的历史文化和优秀的传统文化。其实我觉得烟花技术与科学也是衡量一个国家真实强大与否的指标，国家同样也应该大力扶持这个产业。如果可能的话，未来时机成熟条件允许的情况下可以考虑在中国北京举办一次烟花爆竹行业人士的权威学术大会，为烟花爆竹行业创新发展献计献策。

我也用一句文言艺术语句来形容比喻：烟花在全世界范围内来说，它就像魔法精灵一样给人类世界的夜晚带来五彩缤纷的绚烂。如果从它的危险属性来说，也可以管它叫带刺的玫瑰。

推荐一些非常优秀的关于烟花爆竹的科普资源

推荐大家可以在网易公开课软件里观看一个南京理工大学潘功配老师的公开课：《南京理工大学公开课：中国烟火技术的发展与创新》全5集。观看以后能对烟花爆竹有多维度的认识。讲的非常全面，包括烟花爆竹的发明、它的文化载体以及科学和学术研究的一些进展。另外，还有爱奇艺视频网站上也有一个英国BBC的《烟花-美丽的爆炸》这个片子也可以看一下。还有简书App上也有一篇文：《「辩论咖征文辩论赛☞春节期间是否应该禁止燃放烟花爆竹？」【辩论咖专题官微群·小辩论赛· 第25期总结】》，我觉得这个话题作为一个经常被社会舆论推上风口浪尖的尖锐话题，是需要倾听一些不同观点的碰撞，就可能产生灵感和创意的火花。应该多开展一些这种关于烟花爆竹反对禁放与支持禁放的辩论话题，最好能有人赞助这个辩论话题。值得思考。

结语

尤其是这次新冠肺炎疫情发生以后，网上也流传着燃放烟花爆竹能有效抑制病毒传播，后来又被辟谣了。我想说的是：我们不要看到一条什么报道被辟谣以后就跟随着人云亦云，不要绝对化的盲从。即便是官方报道的消息，也有可能是不靠谱的。因为谣言并不一定都是假的，它有可能是真的，或者有可能在一段时间之后被证明是真的。我们要有树立自己正确的独立思考和判断力。任何事物都具有两面性，烟花爆竹也同样是如此，不能全盘否定古人的智慧，只是我们还没有搞清楚它的药效机理。我们不能只看到它的消极负面，必须从多维度科学客观看待。还有，比如说关于烟花爆竹污染环境污染空气这个话题就能讲很多，烟花爆竹并不是污染空气的元凶。单说这个话题就可以有实证研究做过实验的，这不是一句话两句话就能说清楚的。

以下推荐的参考文献内容来自于相关微信公众号里的一些推送文章和简书App里的一篇文章。

烟花之家：《凤凰卫视评论员宋忠平：岂能让子孙后代在博物馆里看烟花》

国焰生花：《孙文辉：花炮与文化》、《年味=春晚烟花团圆饭》

烟花产业漫谈o熊猫说烟花o：《浅谈烟花蓝光及相关》

烟花头条：《【重磅】著名文史专家再撰文|三问禁炮者！》、《春节来临谈“禁炮”，四大误解很荒谬！！！》

中国烟花爆竹网：《莫使“中国烟花”改姓“他国”》、《燃放烟花爆竹应该申遗》、《赣花爆协联发：关于科学制定烟花爆竹禁限放政策的意见和建议》

文坛艺苑：《烟花爆竹大家谈①：保护烟花爆竹民俗维护国家文化安全》、《烟花爆竹大家谈②：烟花爆竹民俗必须传承的十个理由》

中国烟花爆竹公众平台：《中国烟花协会会长钟自奇：传承烟花文化演讲》、《看小孩子是怎么用作文写春节燃放烟花的美好回忆》、《中国古代100风俗第一个就是燃爆竹！可见花炮文化早已深入人心！》

寻幸咨世：《2020，我想看到烟花爆竹行业协会做这些事》

新京报评论：《“禁放令”搞突袭，能迈过“程序正义”这道坎坎吗|新京报快评》

花炮网：《爆竹被人淡忘的另一面，历史上一直被认为是卫生防疫用品存在》、《高校专家联合紧急建议：试验推广二氧化硫空气消毒法应对新冠肺炎》、《专家建议疫区燃放烟花鞭炮消除“气溶胶”中病毒》

花炮通：《重磅新闻——湘赣边花炮主产区召开协作工作会议支持河南经销商维权！》、《探讨——民俗文化传承之路该如何走？是否要燃放烟花爆竹？》