鸦片战争和大分流

18世纪初欧洲和中国军队的战斗力还不相上下，但是到了下一个世纪，毫无疑问，大分流就开始了。而到了1839年至1842年的鸦片战争时期，大分流的结果已经异常明显，使得与清军交战的英国人非但没有受到兵力远远不足、距本土万里之遥的影响，反而在不论海上或陆上的每一场战役中都占尽先机。系统地研究了这场战争的武器后可以得出结论，中国人和英国人的武器完全处于两个历史时期：英国人处于火器时代，而中国人处于传统冷兵器占大部分、火药武器或言热兵器占少部分的过渡时代。

一些历史学家呼吁要警惕这种结论。龙佩就是其中之一，他认为“西方的军事技术已经被清军吸收，在整个19世纪这些技术都不是秘密”。他还在另外的场合表示，中国落后西方不超过一二十年。在18世纪早期这当然是正确的，不过我们历史学家在做西方优势论之时要非常小心，往往新数据就能颠覆旧结论。但显而易见的是，在18世纪中期，中西军事差距开始拉大，通过鸦片战争，英国人获得了压倒性的军事优势。

这个优势从何而来？当然工业化是一部分原因。蒸汽船摧毁了戎克战船，拖拽一串串传统船只到指定位置，勘察浅滩和海峡，同时减少通信时间，瞬息间就系统地协调战争进行。与之类似，工业铸铁造出坚固、足量的金属，用来制造枪支和大炮，蒸汽用来给大炮打眼，以及混合、研磨和挑拣火药。

但是工业化并非唯一原因。许多对英国人极有帮助的发明还不是关于蒸汽机、劳动力分工和工厂机械化的。其实它们起源于把17至18世纪的实验科学应用于战争的尝试。18世纪中期，新的科学发现让欧洲人可以测算射击物的速度，理解风阻效应，计算抛物线轨道，制造更好更稳定的火药，发明出弹射炮弹（airborne missiles），掌握可爆炮弹的用法。这些发明和蒸汽船、个体生产技术一起助英国在鸦片战争中领先。

不过还有一个原因导致了19世纪的军事大分流。欧洲人在科学战中大步流星之时，中国的军事力量却因缺乏实践而萎缩倒退。1839年战衅一开，享受了长时期相对和平、战斗力曾为世界最强之一的大清军队，变得孱弱不堪。

生锈的剑：大东亚和平

如果我们调查公元900年至1900年帝国时代的战争记录，我们就会发现，1760年至1830年是战争频率最低的一段。（见图表1和附录图表2）这一时段当然有重要的军事行动：东南亚战争（1766—1770年的缅甸，1788—1789年的越南）和中国内部和边境的讨逆战争，引人注目的台湾林爽文起义（1786—1787），华中的白莲教起义（1795—1804），以及打入紫禁城的天理教暴乱。但除了白莲教和与之相连的天理教起义，没有一件是清政府承认的事件。正如一位研究中国军事史的著名学者所言，这些冲突中的大部分“都发生于中国中部或……帝国边疆的有限区域”。

与明朝的相似时段比较——即王朝建立后大约一个半世纪之时——清朝彼时是没有重大的内部威胁的。反观明朝，则经历了艰难的王朝中期。开国175年后，明朝还在面临中亚民族的再挑战，以及海岸线上激烈持久的倭乱。后者不是从来就有，前者却是自古皆存。明廷16至17世纪急于试验新武器的一大原因，就是他们感到长城之外有隐忧，都城有遭荼毒之虞，结果果真如此。再来看清朝的对应时期——18世纪中叶，清朝盛世承平，毫无忧患。他们称霸中亚，前无古人，彻底终结了游牧民族对内陆的侵扰。

中国史专家濮培德和魏斐德各自著书表达了同样的观点：清或多或少受了成功之害。清朝征服、平乱、扩张的时期满是腥风血雨，毁灭性的战争扫平了东亚和中亚地区，中国人口巨量减少。一俟统治建立，中国国界延展为史上最广，清朝直到19世纪中期都是不可撼动的。在1760年至1839年数代人时间的相对和平中，中国军事领导人不必改良，也不必从东亚之外引进新技术。朝鲜和日本此时也大体是和平状态。东亚居民此时不缺乏了解欧亚大陆另一端技术和战术的途径，但他们缺乏将技术和战术大幅提高的动力。

鸦片战争前，积累已久的军事差距明朗化，为观察家察知。1836年，一名英国记者匿名写作了一篇报道，提出如果把战争技术作为“衡量社会文明进步的绝对标准的话”，中国是最低水平的文明。他们的火药粗制滥造，颗粒不均匀，易受潮；他们的炮是旧款，炮管粗细不均，炮架原始。“炮身由藤条捆扎，放在木枕或硬台上，所以除了平射之外没法瞄准，除非目标正好在炮口正前方。”单兵火器只有“劣质的”火绳枪，没有燧发枪、短铳，或者其他“火器家族成员”。据他观察，中国士兵仍然严重依赖弓箭，不论其他武器多么拙劣，弓箭是“武器中最有效的”。

记者写道，中国的城防仅仅是“城堡的初段水准；没有护城河，没有棱堡，没有斜堤，没有任何反制措施；这种阵地就像是一般军队里的工程兵为了藏炮，用一个晚上匆匆建造的临时阵地”。中国的水师更是可笑，“荒唐得无法描述”。记者写道，就是说一队新西兰的独木舟能打败整支中国水师，他也不觉奇怪。（查尔斯·狄更斯在1848年水晶宫内看到中国戎克船时形容它是个“怪胎”。）

中国少的不只是技术和工艺。这个记者观察到中国缺乏的是战备意识。记者写道，广州的部队在集合检阅时：

他们走进来，一个接一个，无穿戴，无兵器，无准备，恹恹欲睡。一个个戴着棕色帽子，穿着一个“勇”字的红黄色破旧长衣……穿城门，装模作样地在一名军官前一个个散开站好，此人可能是能找出的最高大的一个。一些弓，几捆箭，生锈的剑，开始表演一个好像在打仗的节目。士兵显然是为了震慑一些“蛮人”才起床表演，他们更希望这些蛮人还在长官的宅邸昏睡，等着守卫叫起。

还有一次，欧洲旅行者看到，因为剑锈蚀得厉害，一名中国士兵怎么也拔不出来。

在报道的结尾，这名记者表达了惊讶，中国的军事竟然如此落后：“我们看到了我们想讨论的问题。尽管我们非常清楚，中国的军事实力被高估了，但我们还是被他们的落后和纯粹的愚昧所震惊……真是奇怪，这个国家竟然没有四分五裂。但我们确信：如果有外国给予其有力且准确的一击，这个国家的根基就会动摇。”关于大清会动摇到何种程度，他错了。不过当代的研究证实了他对大清军事能力的说法。历史学家刘鸿亮和张建雄做了一项耗费精力的研究，他们仔细对比了1840年前后中国和欧洲的火炮，得出结论：“在鸦片战争时期，英中两国在火炮技术和战斗力上的差距是事实……英军的创新和进步是全面的：设计、弹药、火药技术、击发结构，尤其是钢材的质量和产量，以及其他决定性的关键技术，比如火炮射程、发射速率、精度、威力，都大大领先于清朝。”大清却裹足不前。刘鸿亮在他另一本书中说：“鸦片战争期间，清军的前膛炮和17世纪欧洲的大炮并无二致，……设计上无任何改进。”

清军的大炮又笨又重，装填缓慢，射速低下，耗药量大。确实如此，清军布防在海岸的很多大炮是17世纪或者18世纪早期铸造的。当然也有例外。沿海省份，尤其是广东省的工匠，他们能模仿西方的模子，造出更新一些的大炮，但终究不如英国的先进。不论如何，中国大炮是落伍了。

同样，当代研究还证明了，清朝的步兵也很落后。刘鸿亮和张建雄写道，军队“配备的武器六七成还是传统武器，其中最重要的是长枪、单刃剑、弓箭、藤牌；而只有三到四成（的装备）是火药武器，其中最主要的是滑膛枪、重型滑膛枪、火炮、火药箭、动地炮等类似的东西”。清朝的火绳枪和17世纪的相比并无多大改动。（有趣的是清军不是唯一坚持使用火绳枪的非欧洲民族，比如在黎凡特和伊朗地区也是如此。）

欧洲军队已经改用燧发枪多年，而英国正处在用火帽枪取代燧发枪的过程中。火帽枪无须借燧石打着火星点燃火药。相比之下，清军的火绳枪射击缓慢，使用不便，而且危险，英国观察者既同情又嘲弄地记述着。“每个士兵，”海军军官威廉·哈钦·霍尔（William Hutcheon Hall）写道，“都要带一根火绳或点火装置，装填时去点燃火药。因此，要是一个倒霉蛋受伤了，跌倒了，火药非常容易从口袋里撒落在衣服上，接着被他自己的火绳点燃，所以他要不是当场就被炸飞，要不就是衣服被烧着。……这就不难理解为什么他们对火绳枪都有点儿敬而远之”。

许多清兵在对战英国军队时都喜欢用弓箭，结果往往很糟，这是好运气的威廉·哈钦·霍尔发现的。霍尔的一名副将记录下了这一幕：一名中国军官，“沉着地瞄准霍尔船长连放四箭，幸运的是无一命中。如果这是滑膛枪弹，他必不能逃。一名船员马上举枪对准那个倒霉的中国军官，这一枪准确无误，中国人倒下了”。有人想救倒下的清军将领，“因为他冷静、勇敢”，但于事无补，因为“在激烈的交火中，每个人都不受控制”。

历史学家提出假说，认为清军将领尊崇弓箭是因为弓箭在满族传统文化中有着崇高地位。这是毫无疑问的，满族旗人在练习弓箭上所花的精力比用在火器上的多得多。并且，清廷时常抑制火器的使用，蓄以渔猎专用。甚至在军队内部，火器也有限制，汉族部队禁用威力最大的几种手铳，而专供满人使用。与之类似的是不鼓励省级政府给地方军装备火器，以防叛乱。1778年，山东巡抚国泰奏请当地民壮操练火器，乾隆帝对此大加斥责。另一位省级大员收到指示，把他治下民勇的鸟铳，“改为弓箭”。（“两江总督高晋建议把武科考试第二场的舞刀改为火器打靶……遭乾隆帝训斥……不动声色，将鸟枪改为弓箭。”）此类压制只有四海升平的清朝才有可能实现，正如德川和平时期的日本也才有“放弃火枪”的可能。大清当然没有放弃火枪，我们也不必夸大大清对火器的抑制。有时清朝官员也在积极倡导使用火器，比如18世纪早期，康熙皇帝就鼓励铸造西洋火炮以平海寇。

清朝的问题不仅仅是废弃火器，它的军队常常疏于操练。历史学家发现在19世纪早期，中国一度兴盛的练兵传统也废弛了，变得“高度形式化、仪式化，毫不注意解决战争的实际问题”。北京的八旗军中，鸟铳队一个月只训练五次，尽管他们也练习火枪轮射，但据一位美国目击者埃默里·厄普顿（Emory Upton）称，训练“只是做做操练的戏”。

厄普顿描述道：一千二百名鸟铳手排成密密的一排，等待军官发令——军官根本不在操场，而是坐在操场边的帐篷里。信号一出，士兵们分成数排，但是“没有口令，没有步骤；士兵三两成群行进，说笑着，朝空中射击”。射击过后，只听锣鼓、铙钹声响，转身再射。另一组持火绳重枪重复以上过程，训练结束。所有人“三三两两溜达回城”。埃默里·厄普顿的文字写于1877年，此时中国军队已经提高了操练技术，采用了西方的操法，重拾了传统（受戚继光兵书的启发），但厄普顿的记述只能展示中国19世纪的训练是如何涣散的。鸦片战争前夕，中国人操练的标准大不如清初，欧洲人的操法则已经随着他们更加高效的新武器的出现而进一步精进。

鸦片战争前大清的战备状态，正如英国匿名记者1836年提到的那幅画面：一柄锈蚀已久、拔不出鞘的长剑。欧洲人当然没有福分享受这样的宁静与秩序。整个18世纪到19世纪初，清朝是宇内平靖，欧洲是刀光剑影。后者在18世纪不如17世纪多战，但冲突依旧席卷欧洲次大陆——有奥地利继承战争（1740—1748）、七年战争（1754—1763），还有最具毁灭性的拿破仑战争（1792—1815），震动着从马德里到莫斯科的各个国家，强烈地刺激欧洲不断更新战争技术。

战争刺激了火药及其相关技术的持续发展，但是地缘摩擦尚不是欧洲军事大领先的唯一因素。同等重要的还有欧洲深深根植于17世纪的实验科学传统。

实验科学和欧洲的战争技术

当今许多知名的历史学家对科学在西方崛起之路上的角色过于轻描淡写了，这个话题引起了很多讨论。大多数这样的争论照例会集中于经济史，双方都很难动摇对方的观点，这大都因为科学和经济增长的联系在大分流开始之初——即18世纪——不容易确定。

不过，如果说科学和18世纪经济的关系还暧昧不明，那么科学和18世纪军事大分流的关系则是确定无疑的。欧洲在火药生产和枪炮设计上的领先都得益于实验科学的发展，英国多方面的领先与其胜出鸦片战争所系不可谓不大。

在18世纪中叶之前，人类对枪械和火药的基本原理都不甚明了。火药的用量，铳管的形状，既定质量和大小的弹丸速度，三者有何确切关系？一旦子弹出膛，空气阻力对弹丸和弹道的影响有多少？

17世纪，伽利略等人创建了弹道抛物线理论，画出弹道表来帮助炮手——伽利略甚至发明了大炮瞄准的装置，这给他带来了不菲的收入。在后来几代人的时间里，有人改进了弹道表和瞄准装置，但是直到18世纪中叶，此类辅助工具仍然不甚精确，只在特定条件和特定范围才能发挥作用。

要做更好的枪，就要知道弹丸出膛速度。这个问题不简单。此时本杰明·罗宾斯（1707—1751）登场了。罗宾斯是牛顿的学生，他发明的东西改变了枪械科学：冲击摆。一个一人高的三脚架，下垂一个重摆，摆锤上固定一个靶子。实验开始时摆锤悬垂中央，然后用枪射击靶子，摆锤荡起。测量摆锤荡起的高度就能确定弹丸的动量，用牛顿的公式就能算出弹丸的速度。

冲击摆带来了枪械学革命。而最激动人心的发现是关于空气阻力的。伽利略在弹道学著作中将空气阻力的作用忽略不计，牛顿也是一样低估，或者说希望阻力只是随速度线性增大。但是罗宾斯证明了空气阻力非常重要。当时的模型测算，24磅（约11公斤）重的炮弹，以罗宾斯测算的出膛速度，可以达到16英里（约25公里）的射程，然而实际上仅仅只有3英里（约5公里）。所以空气阻力比预想的要大得多。更奇的是，这个结果并非线性。初速度越大，阻力作用就越强，而当接近音速时，阻力达到峰值。罗宾斯的研究揭示了一个看不见的临界值——音速。达到音速，空气阻力将显著增大。没有人能预料这个现象，只有小心严谨的实验可以揭示。

罗宾斯的一本小书《火炮技术新原理》（New Principles of Gunnery）被译介和模仿。伟大的瑞士数学家莱恩哈特·欧拉（1707—1783）就在腓特烈大帝的赞助下做出了一本德文版，把罗宾斯170页的小书扩展到了700多页，还加入了更为复杂的公式，把火药的反应效率（而罗宾斯假定气体膨胀是瞬间发生的）与必然通过火门和弹丸的膛管气压都纳入考虑。最后得出了一组前所未有的高效公式，迅速被炮兵学习，计算出新的弹道表。罗宾斯又回过来响应了欧拉的著作，重新修订了自己的书，最后全欧洲的几十位科学家、数学家和炮手，都在罗宾斯和欧拉著作的基础上有所建树：爱尔兰人帕特里克·达西（为法国工作）、皮埃蒙特人帕帕奇诺·丹东尼、法国人夏尔·德·博达、英国人查尔斯·哈登、普鲁士人格尔格·弗雷德里希·滕佩尔霍夫、奥地利人格尔格·维加，以及法国人让-路易·隆巴德。这里择其要者列出，并非全部。

他们的研究多半由政府资助，而政府则是由战争所驱动。奥地利王位继承战（1740—1748）刺激了奥地利、法国、英国，以及最出名的皮埃蒙特——它的统治者卡洛·伊曼纽尔三世直接问计于罗宾斯（罗宾斯建议他用低出膛速度的炮）。战时和战后，皮埃蒙特人用冲击摆和其他工具来试验数据，设计新枪，优化枪口速度。他们还发明出在战场上不用工具便可测算枪口速度的方法：用一把枪射击夯土，察看弹丸的深度，再去比较另一把已知初速度的标准枪射出的深度。

新的弹道科学彻底改变了枪炮的设计。火炮专家普遍认为发射物速度越大，威力越大。但科学新发现告诉我们，要让炮弹至少到达目标射程，空气阻力也是一个重要变量，因为大多数情况下它会降低火炮的威力。这意味着相对于炮弹重量，火炮可以造得小一些。

罗宾斯自己也在实践这条理论。他为英国皇家海军工作，提出了新的火炮设计方案——更短的炮管，更薄的炮壁，这样在发射重型炮弹时，速度更小，火药使用得更少。皇家海军在18世纪晚期采用的臼炮就基于此。臼炮确实不负众望。它更短小，更轻捷，用在近距离对舰战斗，比同样大小的传统舰炮杀伤力更大。并且它射击频率更高，因为炮壁薄，所以降温快。除此之外，因为轻，它还能安置在解决后坐力问题的滑动炮轨上，这意味着它在发射后还能瞄准目标，而安装在传统炮架上的大炮只能推回原位，重新瞄准。臼炮所需人手也更少。

臼炮在鸦片战争的第一场战役就发挥了主要作用。1839年的11月初，两艘英舰遭遇16只戎克战船和13只纵火船的水上封锁，禁止它们进入中国广东。“窝拉疑”号（HMS Volage）载有二十六门舰炮，其中至少有十八门是臼炮。两艘英舰凭借臼炮的速射本领，欺身靠拢，舷炮齐发。英舰手下留情，只击毁了六艘戎克船，留下了清军旗舰，其余全都四散遁走。清舰也有舰炮，却都是陈年老款。两艘英舰几无损伤。

在其后的水战中，臼炮都所向披靡。例如，1841年1月英军凭此利器攻占了三座有堡垒守卫的小岛，扼住了通往广州的咽喉。参战的英舰比传统上装载了更多的臼炮。“阿勒琴”号（Algerine）一共10门炮，8门是臼炮；“康威”号（Conway）28门炮，26门为臼炮；“先驱”号（Herald）28门炮，26门为臼炮，不一而足。面对迅速而猛烈的炮击，清军守将无法抵挡。他们不是没有火炮，只是太过老旧，难以瞄准和射击（虽然他们也缴获了一两尊臼炮）。英国海军上尉约翰·宾汉清点了那些堡垒中被英国缴获的炮，写道：“除了两门明显是英国旧船上的玩意儿，其他大炮都是中国的长管炮，发射12磅（5.44公斤）和24磅（10.88公斤）炮弹的。”他还提到炮架也是老掉牙：“炮架是最为简陋的模样，只有一部分有轮子，别的就是一个木床。”能够近距离、迅速发射重型铁弹，又省火药的臼炮，成了战争的关键兵器。

新的弹道学还为野战炮的研究打下了基础。野战炮和舰上臼炮一样，更短，更薄，更快，比早先形制也更便于携带。小巧的野战炮和类似火炮被称为榴弹炮，它们改变了欧洲地面战争的面貌，同样也和臼炮一样，在鸦片战争中发挥了巨大作用。最让人震惊的一例，当然也是最悲惨的一例，是1842年3月的宁波之战。在几个月之前的1841年10月，英军就已占领宁波，清军要夺回宁波。奕经（1791—1853）在长期准备之后，率领成千上万的清军两面夹击宁波城。他们攀城而上，冲击各处城门。

英军有一百人，装备火枪，四门野战炮，一门榴弹炮，他们开始还击。一名当时在场的英国士兵写道：“真是一场恐怖屠杀。歪歪扭扭的尸体相互枕藉如山。年老的军官说，除了在巴达霍斯，他们还没有见过在这么小的空间里有这么多尸体。”（1812年的巴达霍斯之战是拿破仑战争中最血腥的战役之一。）另有记载说，“榴弹炮只在找不到活口之时才停止射击，留下扭动和惨叫的祭祀场景”。宁波之战中，英军绝杀了清军的进攻，仅仅损失25人。苏格兰军医邓肯·麦克弗森说：“以上交火的正面作用非常明显，我们驻扎期间再没遭到一次骚扰。”

野战炮和榴弹炮光有强大的火力还不够，它们还要便于人力运输，而同等威力的传统火炮需要成队的牛马牵引方能移动。新式大炮有时甚至是轮式推车推动的，“有了这些，在狭窄的田埂上运送大炮就容易多了，在这个国家的耕作区行军，这是一个长期困难”。多数时候，英军是在良好的通衢大道上行军。在逼近南京时，英军中尉约翰·奥克特罗尼说：“路面又宽又直，可以轻松地推着野战炮奔跑，直到接近城门。”有时路没那么好，有些炮，比如山炮，可以拆开分零件运输。臼炮和轻型野战炮的出现当然不能单纯归因于科学进步。大量正式和非正式的试验也起了作用，比如新的铸造和钻孔技术。但是应该说，新的弹道学为此奠定了理论和数学基础，而中国人并没有相应的知识。他们对英国人在火器方面的压倒性优势毫无准备。

在准确度上，英国人也很出色，因为新弹道学革新了弹道的计算方式。计算方式理论性很强，需要用到三角函数知识和微积分，这就是为什么在18世纪，欧洲国家纷纷建立了强调数学的军事教育体系，比如皮埃蒙特皇家炮兵和工兵学校（1739年成立），以及更著名的法兰西炮兵学校。

法兰西炮兵学校，尤其是皇家炮兵学校，不仅以严格的课程著称，还以著名校友拿破仑·波拿巴闻名。学生时的拿破仑在笔记中详细记录了罗宾斯和欧拉的理论，特别研究了空气阻力，注意到罗宾斯著作中提到锯短炮管、减少重量就能造出一门更好的野战炮。他甚至在学生时代就开始研究弹道，写过一篇论文，研究如何用一门标准火炮发射迫击炮炮弹。拿破仑太爱他的研究了，以至于他后来说，如果戎马难继，他会很高兴地去当一名数学教授。有人认为他的数学背景可能是他成就伟业的一大关键，让他能够科学地理解战争。这么说也许夸张，但不可否认的是他对弹道学的掌握让他在战场上游刃有余。于他炮下丧生的敌人不计其数，就如同后来英军对中国军队的杀戮一样。

英国人不甘心被法国人超越，也大力发展自己的军事院校。伍里奇一所建于1741年的军校为“军械局所有分支的人员”教授数学，“让他们能在炮兵和工兵部队中服役”。罗宾斯的《火炮技术新原理》成为课程基础，甚至用作教科书。

教育的结果就是参与鸦片战争的英国炮手都能运用弹道理论考虑火药产生的气压膨胀问题，火门和过膛导致的压力减小问题，以及风阻问题。清军就没有这样的理论来源。文艺复兴弹道学传入中国是在16世纪末至17世纪，而1661年至1668年的中荷战争中，中国炮兵和欧洲是不相上下的，甚至更强。（荷兰总督哀叹，在炮战中“敌军……操炮太过熟练……让我军羞愧”。）但到了18世纪中叶，欧洲人在试验冲击摆的时候，中国人在弹道方面就没有什么值得一提的研究了。这一点，给了英国人压倒性的优势。实际上，清军的炮架通常都不能旋转或水平升降，而英国人配备了一切瞄准器具。

需要计算的不仅仅是瞄准，还有时机。新弹道学革新了可爆炮弹的使用。中国和欧洲好几个世纪以来都在用可爆炮弹，但直到新弹道学出现，以及掌握了大量关于引信燃速的实验数据之后，欧洲炮兵军官才有了不同以往的能力——精确判断炮弹的爆炸时间。成功与否就在百分之一秒。比如说发射迫击炮要求炮弹落地就炸；而瞄准的是人的话，就需要炮弹在敌人头顶爆炸。新的炮兵手册里就含有这样的表格，按火炮类型、火药量等分门别类，只有受过一定数学训练的人才会使用。

可爆炮弹和臼炮、榴弹炮一样，在鸦片战争中起了关键作用。在第二次穿鼻海战中，炮弹被扔到了中国人的堡垒中，爆炸“精度极高……把中国人吓了一大跳，因为他们完全没见过这么厉害的武器……中国人抵挡不了多久‘女王’号68磅（30.84公斤）的炮弹了，还有‘复仇女神’号两门32磅（14.51公斤）炮弹的旋座火炮，弹片插在了堡垒的城墙上”。野战炮用的也是可爆炮弹，尤其是致命的榴弹炮也用。后者我们已经看到，在宁波一战屠戮甚众，炮手因为尸体堆积太高不得不停下火力。列阵出战、火力配合的榴弹炮在中英鸦片战争的史料中多次提及。总而言之，可爆炮弹是一项令中国人叹为观止的科技。

弹道革命或许是18世纪有关战争最重大的科学进步了，但它远远不是唯一一个。欧洲人还在火药上下了功夫。可能最重大的革新是1783年，老威廉·康格里夫（1742—1814）主掌英格兰皇家火药厂之后。他领导了一系列系统化的试验，建立了专门的试验场、硝石精炼厂和实验室。他有很多科学发现，其中之一是发现了用密封铁罐制造出的木炭可以产出更好的火药。在大革命和拿破仑战争期间，这种“铁罐火药”（cylinder powder）让英国火药闻名世界，效果比传统火药好一倍，还更不易受潮。

相比之下，19世纪30年代的中国人还在使用清早期的火药制法。英国人看透了这一点。英军中尉约翰·埃利奥特·宾汉在1841年缴获了一些中国火药，他写道：“虽然中国火药的成分比例和我们非常类似，但用的都是下等货。”他和同僚把好几千磅（1磅约为0.45公斤）的中国火药扔进了大海。有时英国人也会屈尊用一点中国火药，用来炸毁缴获的船只和占领的堡垒，但即便是这时候，中国火药都不能不辱使命。

欧洲火药更好，但它也更便宜，更高产。拿破仑战争催生了火药的需求，也吸引了新装备和新人工的投入，老威廉·康格里夫就借此增加了试验量和产出量。

他死于1814年，他的儿子小威廉·康格里夫（1772—1828）继承了衣钵，继续试验。他发明了一种机器，可以将火药的配料以正确比例混合，还有另一种用齿状辊和滤筛按颗粒大小筛选火药的机器。

他还擅长所有科学家都要面对的俗务：拉赞助。他不知疲倦地以战争的名义游说。他写道，拿破仑控制了庞大的疆域，英国不得不在一切偏僻的角落付出努力：“千万人口的英国不得已和十倍于己的对手开战——人类能做什么，英国人就能做什么！但是所有的人力总有极限。当数量差距如此悬殊，求助于一切人工巧思就顺理成章。他以机械的力量去弥补国家实力之不足，这深有功于国。”

小康格里夫尤其对火箭科学饱含热情。他著名的“康格里夫火箭”——它“火红色的火焰”已经写到了美国国歌里——实际上是受到了印度火箭的启发。18世纪末，迈索尔苏丹国——位于今天的印度南部——与英国发生了一系列战争，今天称为英国——迈索尔战争（1767—1792）。虽然英军最终得胜，但迈索尔苏丹的军队亦骁勇善战，他们的武器中就有大型铁质火箭，英军从而开始复制。康格里夫不愿承认这一点，他只是顺便提及，他的火箭受到的是“中国古代精品”的启发。

他的火箭却不怎么有效。通过试验，他改进射程、精度和威力，他游说皇家海军用火箭代替舰载迫击炮作助燃剂。他需要战胜别人的怀疑。一位海军将领写道：“康格里夫先生，是个巧匠，他沉溺于火箭，但我却看不到他有任何成功的可能。”但康格里夫有贵人相助。威尔士亲王在布莱顿的皇家行宫读到了他的计划，这是一座仿莫卧儿清真寺风格的建筑，内饰满是中国龙纹、袖珍佛塔，墙上画着身着朝服的清朝官员。亲王下令举行花销巨大的海上测试，但效果不佳。康格里夫也不放弃，最终，皇家海军使用了他的火箭。

这些火箭在鸦片战争中的作用令人瞠目。在第二次穿鼻海战（1841年）中，康格里夫发明的火箭助英军击溃了由十五艘戎克战船组成的中国舰队（也有资料说是十一艘）。一位英方的参战人员写下了这段血肉横飞的文字：

康格里夫火箭是撒手锏之一，任何船……都可以装配，只要正确使用，特别是对准了易燃物，就是件恐怖的武器。“复仇女神”号发射了第一支火箭，射中了主舰旁一艘巨大的戎克船。船登时炸得个四分五裂，爆炸喷吐出剧烈的火焰，如火山爆发一般，所有船员立时灰飞烟灭。巨大的船体瞬间毁灭的惨状，让双方水师将士都目瞪口呆。烟尘，烈焰，惊雷般的爆炸，碎片撒满水面，炸碎的残肢从天而降，足以让最坚强的人心生敬畏，甚至心惊胆战。

骇人的威势让双方都一时呆立阵前。接着清军放弃了剩下的舰船。最终十三艘戎克船被摧毁。

康格里夫火箭在陆上也如鱼得水。1841年2月27日，在康格里夫火箭的帮助下，英军占领了通往广州的一座岛上要津。一个英国人写道：“几支火箭射出，行动就开始了……火箭射向了海关关卡，这座关卡设在北旺通（wang-tong fort）的入口。火箭打的就是这个位置，顿时火起，关卡守卫迅速通知营房，卫兵奔走不绝。”火箭的准确度和威力再一次引起了震动：“炮弹和火箭横飞，他们从没见过这种景象，恐惧中乱了阵脚。据报告，有理由相信中国军官在第一轮攻击后就决定弃城登舟。”在几乎每场重大战役中，火箭都屡试不爽，如英国人记录——“消遣敌人”。

鸦片战争的史料中俯拾即是的英人致命武器——火箭、臼炮、野战炮、可爆炮弹，还有榴弹炮，都是在实验科学的基础之上研发的。罗宾斯的弹道革命继承了牛顿、波义耳、伯努利，又由莱恩哈特·欧拉等科学家、数学家、火炮专家所发扬，代表了人类对火炮工作的深层原理在理解上的演变。试验是艰苦的，其结果远非直觉所得。没有实验的文化和传统，不可能换得来知识，而且还是极为实用的知识，这直接影响了战争缔造者的行为。英国人目击了中国火炮是如何的孱弱，或者说中国炮手如何不善射击，他们做出了清晰而客观的比对。英国火炮学建立在实验科学之上，中国的却不是。

当然，决定鸦片战争的还有更多工业时代的典型。蒸汽船“复仇女神”号是战争中的主力，时常逆风航行，逆流拖拽。蒸汽动力并非“复仇女神”唯一领先之处，它还吃水很浅。16世纪到17世纪，中国人使用浅吃水船对付荷兰人和葡萄牙人，在浅滩开战，故而得胜。这种战术对付“复仇女神”则不灵，后者吃水仅五英尺（一米半）。第二次穿鼻海战中，一艘戎克船在浅滩躲避，“复仇女神”号则单刀直入。戎克船正要前往更浅的海湾，“复仇女神”直接将之拖出击沉。一名英国军官记录，某个中国人亲眼见到“复仇女神”在浅水游弋，而这是他们通常蹚水的地方：“啊呀！怎么会！我从来没见过这样的鬼子船，人在哪儿游它就能在哪儿走。”

鸦片战争是工业化的战争：“复仇女神”号等蒸汽船担任要角，利用工业生产技术炼钢、铸炮、混药，甚至让这些产品更加便宜。尽管如此，成就英国在对中国的军事大分流中领先的还要数罗宾斯等人代表的科学。当然，还有赖于中国在一个时期内相对和平的环境。

可是大清和平一朝翻覆，中国的领导人、政治家、学者该如何应对？明朝和清朝初年，中国向外学习得又快又好，大体与欧洲齐头并进，而19世纪合该有更多的挑战。