火薬は、燃焼の勢いで大量の高温ガスを瞬時に生み出し、推進・爆破・発火などの仕事に転換する混合物の総称です。古典的な黒色火薬（硝石・木炭・硫黄の混合）から、近代の無煙火薬（硝化綿・硝化グリセリン系）に至るまで、基本は「可燃性の成分が酸化剤と接触して急速に反応し、閉鎖空間では圧力となって力を発揮する」という仕組みです。火薬は武器だけでなく、花火・鉱山掘削・土木・信号・救難・手芸（線香花火の配合）など幅広い場面で使われてきました。中国の道教的錬丹術に端を発し、イスラーム世界を経てヨーロッパへ伝わり、やがて産業革命と国民国家の時代には軍需・工業・娯楽を横断する巨大な技術体系へ発展しました。本稿では、起源と基本原理、世界的な広がりと用途、技術の発展と化学、社会・文化と安全という観点から、火薬の要点をわかりやすく整理します。
起源と基本原理――黒色火薬の誕生と「燃えて押す」しくみ
火薬の起源は中国の唐～宋期にさかのぼると考えられています。長寿や不老を求めて鉱物や硫黄・硝石を扱った錬丹術の実験の中で、可燃性の硫黄・木炭と、酸化剤である硝石（硝酸カリウム）を混ぜると激しく燃えることが経験的に知られ、やがて軍事や信号、花火へ応用されました。『武経総要』（北宋）には火矢・火槍・火薬の配合が記され、南宋～元代には火薬管、震天雷（投擲爆弾）、原始的火砲など多彩な用法が現れます。
黒色火薬の基本配合は、およそ硝石75％、木炭15％、硫黄10％が標準とされます（用途により幅があります）。硝石が酸素を供給し、木炭が主燃料、硫黄は着火性と反応速度を高める助剤です。着火すると微細粒子の表面で急速な酸化還元反応が進み、二酸化炭素・一酸化炭素・窒素・水蒸気などのガスと、炭酸カリウム・硫酸塩などの固体灰を生じます。開放空間では「燃焼」に見えますが、筒や砲のような閉鎖空間ではガスが膨張して圧力を生み、弾を押し出す推進の仕事に転換されます。火薬は高爆速で衝撃波を作る高性能爆薬とは異なり、黒色火薬は基本的に爆燃（デフラグレーション）で働きます（ただし強い閉鎖で爆轟に近い現象を起こすこともあります）。
性能には粒度・混合の均質性・含水率・成形法が大きく効きます。中世までは粉砕・篩い分けの「粉末火薬」が中心でしたが、近世に入ると湿らせて練り、圧搾して乾燥後に割る圧搾造粒（コーニング）が広まり、点火の安定性と推進力が大きく向上しました。粒が大きいほど燃焼表面積の増え方が緩やかで、長い砲身での推進に向きます。逆に微粉は導火線・点火薬に適します。
世界的な広がりと用途――中国からイスラーム、欧州へ／武器・鉱山・花火
火薬技術はユーラシアを横断して広がりました。モンゴル帝国期の交流や陸海の交易を通じて、イスラーム世界は早くから火矢・擲弾・火砲の技法を吸収し、攻城戦と都市防衛の道具立てを刷新しました。オスマン帝国は15世紀のコンスタンティノープル包囲で巨大臼砲を用い、ヨーロッパの諸国もまた青銅鋳造・鉄製砲・砲兵隊の整備を進めます。海では、舷側に砲門を並べるガレオンが主役となり、艦砲戦の時代が始まりました。日本へは13～14世紀頃に火薬そのものや導火線、のちに16世紀に種子島銃（マスケット）とともに点火薬・弾薬の製法が普及し、戦術・城郭・祭礼に影響を与えました。
軍事以外の用途も重要です。鉱山や土木では、穿孔した穴に火薬を詰めて岩盤を破砕する技術が普及し、坑道掘進・道路建設・運河工事の効率を高めました。信号・救難（海上での信号銃、綱索射出装置）、点火（導火線・雷管）、農業（鳥獣避け）など、民生の細部にも火薬は浸透しました。とくに花火は、中国の爆竹・煙火がイスラーム・ヨーロッパに伝わって王侯の祝祭や都市の娯楽となり、色火薬（金属塩で炎色反応を出す）の工夫が進みました。日本でも江戸時代に打上げ花火・仕掛け花火が洗練され、隅田川の花火大会などが庶民文化として定着します。
原料の硝石（硝酸カリウム）確保は国家的課題でした。自然に富む洞窟や糞尿・藁・土を積み上げて硝酸菌の働きで硝酸塩を作る硝石床（ニトラーベッド）、インド・ビハールの天然硝石（いわゆるベンガル硝石）の輸入、コウモリ糞（グアノ）由来の硝酸塩など、多様な供給源が利用されました。硝石の精製・取引は、戦時には戦略物資として厳しく管理され、各地で密造や横流しをめぐる取締が行われます。硫黄は火山地帯の産物、木炭は材質（ヤナギ、ハンノキ、キリなど）で燃焼特性が変わり、品質管理は火薬性能に直結しました。
技術の発展と化学――黒色から無煙へ、雷管と安全、現代の分類
黒色火薬は強力ですが、燃焼煙が多く、湿気に弱く、残渣が多いという弱点を持ちます。19世紀、化学の進展はこの限界を突破しました。綿を硝酸と硫酸の混酸で処理した硝化綿（ニトロセルロース）は乾燥すると非常に燃えやすく、これをアルコール・エーテルに溶かしてゲル化させたコロジオン火薬や、硝化グリセリンと混ぜた二基性（ダブルベース）無煙火薬は、煙が少なくエネルギー密度が高い推進薬となりました。イギリスのコーディット（硝化綿＋硝化グリセリン＋石油ゼリー）やフランスのプードルBは代表例で、これにより小銃・砲の初速が上がり、射程・命中精度・連発性が改善しました。砲身の摩耗対策や安定剤の添加（ジフェニルアミンなど）も進みます。
点火・爆発の制御では、雷管の発明が革新的でした。19世紀、フルミネート水銀（雷酸水銀）などの初期起爆薬を金属帽に封入したカートリッジ型雷管が普及し、安定した点火が可能になりました。旧来の火打石・火皿・導火線よりも確実で、雨天でも動作します。採鉱・土木では、ニトログリセリンに珪藻土を混ぜて安全性を高めたダイナマイト（アルフレッド・ノーベルが実用化）が黒色火薬に置き換わり、より大規模で精密な爆破が実現しました。
現代の火薬・爆薬は用途別に三つに大別すると理解しやすいです。第一に推進薬（プロペラント）＝銃砲・ロケットモーターなどでガス膨張を力に変えるもの（黒色火薬、無煙火薬）。第二に爆破用高性能爆薬＝爆轟波で岩石・構造物を破壊するもの（ダイナマイト、TNT、RDX、ANFOなど）。第三に起爆薬＝前二者を確実に起動させる感度の高い化合物（アジ化鉛、フルミネート水銀、テトラセン等）です。さらに、燃焼速度の管理（単基・二基・三基、棒状・板状・球状などの形状設計）、表面コーティング、安定剤・可塑剤・消炎剤の配合は、温度・圧力・寿命の要求に合わせて最適化されます。
化学的には、黒色火薬は酸化剤（KNO3）が酸素を供給して木炭・硫黄を酸化する固相混合の燃焼で、生成物は固体灰が多く腐食性もあります。無煙火薬は有機ニトロ化合物の分解反応で大量のガス（CO、CO2、H2O、N2）を生み、残渣が少ないです。燃焼速度は圧力・温度・表面積・触媒に依存し、火器ではこれを「プログレッシブ（燃焼が進むほど表面積が増える）」「ディグレッシブ（減る）」「ニュートラル（一定）」に設計します。安全性の要は感度管理で、摩擦・衝撃・静電気・加熱に対する応答を試験し、製造・輸送・保管の規則（危険物分類、互換性グループ、隔離距離）を定めます。
黒色火薬は今日でも、古式銃・礼砲・花火・導火線・信号などで現役です。粒度はFg, FFg, FFFgなどの記号で表され、小口径ほど細かい粉が用いられます。花火では、黒色火薬が玉の打ち上げ（発射薬）と開花（割薬）を担い、色や光は金属塩（ストロンチウム赤、バリウム緑、銅青、ナトリウム黄）と酸化剤（過塩素酸塩など）で演出します。色火薬は黒色火薬と性質が異なり、配合と封じ方に高度な安全管理が求められます。
社会・文化と安全――規制・事故・環境、そして火薬が残したもの
火薬は有益であると同時に危険です。歴史上、工場・倉庫・港湾での大事故が繰り返され、都市計画や労働安全、輸送規制が整備されてきました。原料の硝酸塩や過塩素酸塩、金属粉は湿気・汚染・静電気で挙動が変わるため、温湿度管理と防爆設備、接地、非火花工具の使用が基本です。製造工程では分散・少量主義（同時に扱う量を最小化）、防爆壁と逃げ屋根、遠隔操作、帯電防止衣、作業記録と教育が安全の柱になります。保管は乾燥・冷暗・通気・分離を原則とし、互換性のない薬種は隔離します。
環境面では、黒色火薬の残渣（硫酸塩・炭酸塩）、無煙火薬の安定剤分解物、花火の金属粒子などが懸念されます。近年は、塩素を含まない酸化剤や、重金属を減らす配合が研究され、競技用弾薬でも鉛フリーの雷管・弾頭が普及しつつあります。花火大会でも風向・降灰・水質への配慮が求められ、回収・清掃・生態影響評価が行われます。
法制度上、火薬類は多くの国で製造・販売・所持・使用に免許や許可が必要で、数量・場所・教育・記録の義務が定められています。これは公共の安全を守るためであり、無許可の製造や改造、危険な実験は厳に慎むべきです。本稿は歴史・原理の説明にとどめ、具体的配合や作成手順の提供はしません。火薬は専門の資格者が、適切な設備と手続のもとで扱うべき危険物です。
文化的には、火薬は人びとの感情を動員する力を持ちました。祝祭の花火、国家の礼砲、演劇の効果、映画の特殊効果など、光と音は共同体の記憶を刻みます。他方で、火薬は戦争・狩猟・処刑・破壊の象徴でもあり、近代の大量殺戮の技術史とも切り離せません。火薬がもたらしたのは、単なる「力」ではなく、自然のエネルギーを計算し、手続に従って安全に使いこなすという近代的な態度でした。配合・粒度・圧力・気温・湿度・摩擦・静電気—細部まで気を配る〈規律〉が、危険と繁栄を分けます。
総じて火薬は、「燃えて押す」という単純な原理から、世界史と化学・産業・文化を横断する巨大な物語へと広がりました。黒色火薬は道教の瓶から出て世界を駆けめぐり、無煙火薬は近代の兵器と工業を変え、花火は夜空に物理と芸術の協奏を描き続けます。安全と倫理を前提に、その歴史と仕組みを学ぶことは、力を扱う私たちの成熟を促す営みでもあります。
