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自从十五世纪火绳枪出现后，数千年来的冷兵器时代，便渐渐走向末路。在见识到这种兵器的威力和优越性后，全世界很多文明国家，包括中国和日本，都在不断的改进它的缺陷，并大批装备部队。到了十六世纪中叶，也就是最近几十年内，欧洲军队已经大规模列装火绳枪，包括步兵和骑兵部队。
这个时候欧洲主要军队里已经是火绳枪步兵为主，长矛兵已经成为主要掩护火绳枪兵的一种存在。中世纪华丽盔甲骑士冲锋和英格兰长弓手横行的时代已经一去不复反了。西班牙和佛朗机殖民者，更是仗着火枪大炮，以区区千百人的武装，便可以占领一个国家，击溃数万蒙昧土著，这毫无疑问的证明，传统冷兵器向热兵器过度，可谓是历史的必然。
二世为人的沈默，自然不怀疑这一点。然而他十分困惑的是，为何热兵器使用率在五成以上的明军，会惨败于使用弓箭长矛的后金骑兵手中呢？
直到逐渐的了解大明的军备，又与同时代西方的火器相比较后，沈默才渐渐明白，这条规律本身并没有错，错的是大明本身……由冷兵器向热兵器的过度，不只是战争武器本身的进化，更离不开科学和工业的发展。毫无疑问，没有物理学的支持，没有精确到毫米的标准化生产，根本制造不出一支合格的枪械，自然也无法在战场上大展神威了。
这在南洋公司光复马尼拉一战中，体现的尤为明显。当时，数百训练有素的大明兵丁，在小野水王的带领下，以绝对的人数优势冲击西班牙的总督府。却被对方几十条枪死死挡住。通过战后的报告发现，在攻破碉堡以前，双方的死伤比是一比三十，这种恐怖的火枪杀伤力，是大明神机营也无法造成的。
究其原因，除了西班牙人训练有素，射术高超外，还有个更重要的原因，就是他们所用的火绳枪，质量远胜于大明的枪械！
后来，沈默将缴获的枪械，拨了一半送到新成立的兵工总厂，让那些眼高于顶的工匠自己试用比较。一个月后，沈默再次出现在兵工总厂时，他们终于低下了高傲的头，毫无疑问，比起大明自己生产的鸟铳来，这些火绳枪不会炸膛，不至于出现大明士兵开枪时战战兢兢，把头使劲偏向一边，唯恐把自己半边脸炸糊了的情形；而且枪管也没有前粗后细、内壁更没有坑坑洼洼，射出去的弹丸自然精度大增，自然可以赢得射手的信赖，然后才谈得上勤加练习，提高射术了。
当沈默告诉他们，这些枪械，并不是什么西班牙王室近卫专用，而是远离本土几万里的海外藩属所持之兵器，那些工匠终于放下了泱泱天朝的架子，不再拒绝改变生产工艺了。于是沈默派出从欧洲重金挖来的专家和技师，从枪械的物理学原理，到标准化生产的必要性，给他们从头讲起。
一切创意必须要建立在科学的基础上，像之前兵仗局为了显示奇思妙想，凭空捣鼓出的那些五花八门的火器，作为民间耍把式可以，但要想在战场上成为士兵的武器，纯粹是草菅人命！
落后就要挨打！比落后更可怕的是，明明落后了还不承认！沈默要求兵工总厂必须摒弃一切不切实际的幻想，踏踏实实跟欧洲的专家学好基础，从仿制开始，造出真正合格的枪械。
而且他还废除了原先一个工匠制作整条枪的历史，引入了分工协作和流水化生产，并制定了标准化表，哪个环节出问题，负责哪个环节的人就要受到惩罚。工欲善其事必先利其器，为了使生产出的部件达标，沈默还费尽心思的帮他们寻找更好的生产工具。令他喜出望外的是，在工商业大发展的刺激下，东南已经有了用畜力和水力带动的车床、铣床和磨床……这是欧洲也没有的先进工具。虽然远远不能与蒸汽时代的机床相比，但通过铣削、摩削的部件，显然比手工打磨的又快又好，无疑大大提高了生产效率和产品的合格率。
中国人本身就是聪明无比，只要师傅领进门，很快就可以超越老师傅……大明的工匠毕竟有天朝上国的骄傲，岂能容忍被西夷人处处压一头？挖空心思也要造出，比欧洲人更好的枪来。虽然因为基础科学薄弱，一时也不可能在结构上有什么革命性创新，但不妨碍他们从别处想办法。只要能提高射速和精确度，管它是用什么法子了。
很快他们便发现，最容易改进的地方，就是繁琐的装填过程了。先看欧洲火绳枪兵每开一枪的步骤来说。首先，每个士兵的腰间都有一条弹药袋，上面挂着一排铜制的小金属瓶，每一个小瓶里面正好装了一回射击时用的火药，这样可以避免战场紧张，用错药量。另外还有个皮袋子，装着铅制的弹丸，以及一个尖嘴的铁皮盒，里面装着发射药。
预备射击时，先将火枪枪口朝上立起来，用铁皮盒向引药仓中，注入用于一回射击的火药，合上引药锅盖。然后拧开装发射药的小瓶，将发射药从枪口倒入，再将弹丸送进去。用枪通条插入枪膛，捣实弹丸和发射药，听到‘咔咔’的声响就知道弹丸被固定住了。
这时，再把点燃的火绳固定在火绳夹上，由于此时引药锅盖是关上的，所以不用担心火绳的火星引燃引药造成走火。便可以在瞄准后扣动扳机，火绳落下的同时，引药锅盖打开，引药点燃发射药，弹丸发射……
显然，如果能把弹丸、火药、发射药集成在一起，便可大大简化步骤。而这对大明的工匠来说，并不是什么难事，因为在发明‘连子铳’时，他们就用纸筒装过火药，所以很自然的便想到了这上面。很快，工匠们就研制出了纸筒弹药……具体的制法是，先用标准细铜管作为卷弹壳的芯子，然后抽出铜管，在弹壳中装入定量火药，压好弹丸，两段卷捻封口，并把弹丸和火药之间，用线扎紧。这样，分别加入弹丸和火药的动作，便被合二为一，而且因为已经事先定装，所以用枪通条可以一次就把弹丸送到位，耗时自然大减。
对于这个创意，那位沈默派人从伊比利亚半岛绑架来，又给予王公般待遇，早就乐不思蜀了的原皇家首席军械师、现兵工总厂总监腓力科斯，是予以嗤之以鼻的，因为早在十几年前，欧洲就有人使用纸或亚麻布弹壳了，但是很快就被弃用。因为包裹火药的弹壳难以充分燃烧，会堵塞枪膛，影响下次装填。更严重的是，前端的弹丸包裹在纸壳中，很容易造成卡壳，这些问题无法解决，这种美好的设想就无法变为现实。
但这难不倒有七百年制作烟花爆竹经验的大明工匠，他们早就知道，硝石和绿矾干馏后的气体溶于水后，把宣纸放入其中，便可到一种瞬间燃烧，不留灰烬的‘火纸’，在制作高级烟花时经常采用，可以制造华丽而惊人的效果。隆庆元年为皇帝制作鳌山灯时，他们还生产过一批，便拿来试用，效果果然极佳。
纸壳燃烧的问题就这样解决了，但还有个卡壳的问题，工匠们实验了很多种方法，最后用猪油牛油涂在单筒外，便也克服了这个难题，而且因为有了油脂润滑，弹药入膛也明显顺畅多了。演示之后，那位骄傲的腓力总监，在欣喜若狂之余，向一年前还是他眼里‘门外汉’的中国工匠，连连致歉，表示再也不会小瞧中国人的智慧了。
大受鼓舞的工匠们再接再厉，又将纸筒弹药进一步改进，将发射药用火纸包好，粘在弹壳尾部。这样预备发射时，只需要一下，就可以把弹丸、火药、发射药全拿在手中，然后将弹壳尾部插在发火池……也就是火绳枪的引药锅上，轻轻一掰，就可以使发火药和弹壳分离，然后将弹壳用通条送入枪管中，便可以击发了。