从单一颜色到五彩斑斓，从花朵绽放到复杂图样，作为节日气氛组担当的烟花，随着科技的脚步，也逐渐被赋予了更多的“化学魔法”。 

#1

起源：黑火药

中国是最早发明火药的国家，也是爆竹和烟花的故乡。《后武林旧事》中记载了宋孝宗观海潮放烟火的情景：“淳熙十年（公元1183年）八月十八日，上诣德寿宫恭请两殿往浙江观潮……点放五色烟炮满江、及烟收炮息，则诸船尽藏，不见一只。”公元10世纪，烟花就被用于盛大的典礼或表演中。

烟花的主要结构和爆竹类似，都包含黑火药和药引。为了吓退猛兽，人们在家门口燃烧竹节，竹腔内的空气受热膨胀，发生爆裂。随着炼丹术的发展，我国古代化学研究也不断进步。通过火炼法，炼丹师们发现在硝石、硫黄或雄黄，与其他富含炭的动植物体共同加热的过程中，会发生猛烈燃烧，甚至爆炸。而将这些物品以相应的比例混合，填入竹筒后燃烧，会拥有比最初的爆竹更大的威力。

#2

转身：显色剂

宋代烟火技术已经达到了一定水平，成为当时民间的娱乐商品，市场上有专门的烟火作坊。而简单的黑火药烟花已经无法满足人们的审美需求。南宋《西湖老人繁胜录》中记录了民间和宫廷的娱乐活动：“……多有后生于霍山之侧，放五色烟火、放爆竹。”明代以后，烟火发展更为迅速，元末明初陶宗仪《墨娥小录》卷六“烟火”中列举了“金盏银台”“白牡丹”“松竹梅”“水瓶花”“紫葡萄”等二十二种烟火的配方。

让火焰显出特征性颜色的变化，被称为焰色试验，是某些金属或其化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的变化。陶弘景曾在《本草经集注》中记载“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也。”这就是含钾元素的硝石（硝酸钾）在火焰上灼烧，形成紫色火焰的现象。

当金属和它对应的盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道。但处于能量较高轨道上的电子很不稳定，很快会回到原来的基态，此时多余的能量就会以光的形式放出。

#3

特殊形状

现代烟花，不仅颜色明亮绚烂，还能在空中拼出特定的图案和文字。这种大型焰火的原理和高射炮没有多大区别：点火后发射，燃烧产生大量气体，推动礼花弹在炮管中高速运动，并按照炮管赋予的角度和方向射向天空。到达设定的高度后，礼花弹在空中炸开。

与高射炮弹炸开产生的钢铁碎片和浓烟不同，礼花弹炸开后，会迸发出一颗颗较小的礼花弹，称为“亮珠”。这些亮珠随即被点燃，并通过焰色反应发出各种颜色的光芒，组成绚烂的焰火。要拼出复杂的图案，往往需要多个发射管配合，让多枚礼花弹在各自预定的位置同时炸开。每根发射管的角度、方向都需要精确计算，而亮珠数量和种类越多，效果就越好看。再加入增色药剂（如六氯代苯），让亮珠的颜色更绚丽。设计好亮珠飞溅的方向和燃烧延时，可以让“花型”更漂亮。用不同的烟火药剂做成“夹心”亮珠，还能实现焰火在空中变色——当然，礼花弹的体积越大，结构越复杂，价格也更昂贵。

现代烟花的出现彰显了科技的进步，同样也带来了大量粉尘和细颗粒物。减少高污染性效应药剂，以及硫黄的使用，寻找浪漫与环保的最佳平衡点，是目前科学家们针对现代烟花研究做出的新尝试。