烟花散去了，你知道背后的基本科学原理吗？

正月十五花灯节，绚丽的烟花在夜空绽放。在我很小的时候，我是把正月十五当成过年的，那时候烟花爆竹带来的无尽欢乐比年三十的年夜饭要强太多。

提到烟花，就不得不提火药。火药让一些中国人为之自豪，也让一些中国人为之心痛。为之自豪是因为火药被誉为中国的四大发明之一；为之心痛是因为火药在中国被制作成烟花爆竹之类的玩物，而列强拿到火药后却在军事上加以利用轰开中国的大门。

很多人知道烟花爆竹在制造、存放、燃放过程中有危险性，因此被严格管控。其实一些人不知道的是，烟花目前在军事上也有广泛的应用。多方面因素综合在一起，使得烟花的制造不仅被严格管控，就连烟花在细微之处的工作原理也很少对外普及。

中国古代发明了黑火药，将硫磺、硝酸钾、碳按一定比例混合在一起，点燃后迅速生成的气体是原火药体积的上千倍。现代火药的成分多少会有变化，但膨胀原理是一样的。如果将火药局限在一个狭小区域点燃，就可以依靠气体的膨胀产生巨大的推力。基础的烟花就是将火药放在一个比较厚的纸筒中，纸筒的底部用粘土封住，点燃火药后火焰从纸筒中喷出，烟花的形象由此而生。炸弹的爆炸以及火箭腾空的原理和烟花燃放的原理其实是一样的，难怪有网友将试射导弹形容为放了一颗大烟花。

目前市场占比最大的烟花在结构上比基础版的烟花多了一个层次，先点燃底部的火药，燃烧生成的气体推动着球状或圆柱状的礼花弹在纸筒中加速，在礼花弹到达高空后，礼花弹内的火药开始燃烧使礼花弹爆炸，将礼花弹内的一个个星体推向空间不同方向。不同方向的星体同时燃烧，借助不同元素的焰色反应产生绚丽的色彩。星体还可以在空中排出圆形、心形等不同图案，甚至是立体的造型，使得烟花更具观赏性。

烟花的燃烧不仅具有一定危险性，同时还会对环境造成一定的污染。为此，低硫烟花甚至无硫烟花有了更大的发展空间。另外，还有一些烟花采用压缩空气推动特殊纸片喷到空中，并结合LED反射光的技术同样呈现出烟花效果，这就是电子烟花。

另外，在大型烟花表演中，还需要借助数字建模精准控制烟花的摆放位置及燃放时间。甚至还要精确计算管径及管长，以便在特定时间产生高低强弱的声音效果。这样烟花的燃放不仅具有强烈的观赏性，还有音乐的效果。当人工智能崛起后，AI在烟花的设计制造及燃放中必将发挥重要作用。

简单地说了这点，可能就有不少人想到了，烟花的基本原理和火箭的基本原理是一样的，精准控制烟花的造型所涉及的原理和控制火箭精准击中目标的原理应有相同之处。没错，绚丽的焰火非常美丽，其背后的科学规律更美丽。焰火变得越来越美丽离不开技术的推陈出新，依据简单的科学规律不仅能够设计制造出绚丽多彩的烟花，也能设计制造其他设备以充实人类的灿烂文明文化。火药是中国古代的四大发明之一，不能将火药从烟花爆竹中拓展延伸出来在其他方面加以利用，终究还是落后。焰火散去了，积极探索不能散去。