化学萌芽时期本科.ppt

第一章化学萌芽时期 我国的重要的古代化学工艺 陶瓷器 古玻璃 青铜器等工艺化学的发明 古代的自然观 炼丹术和医药化学 李约瑟难题 化学的萌芽时期 从远古到公元前1500年 人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器 由矿石烧出金属 学会从谷物酿造出酒 给丝麻等织物染上颜色 这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺 没有形成化学知识 只是化学的萌芽时期 炼丹和医药化学时期 约从公元前1500年到公元1650年 化学被炼丹术 炼金术所控制 为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金 炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验 而后记载 总结炼丹术的书籍也相继出现 虽然炼丹家 炼金术士们都以失败而告终 但他们在炼制长生不老药的过程中 在探索 点石成金 的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变 积累了许多物质发生化学变化的条件和现象 为化学的发展积累了丰富的实践经验 当时出现的 化学 一词 其含义便是 炼金术 但随着炼丹术 炼金术的衰落 人们更多地看到它荒唐的一面 化学方法转而在医药和冶金方面得到正当发挥 中 外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材 第一节上古时期的实用化学 火的利用陶器和瓷器青铜器冶炼钢铁其它工艺我国古代化学史研究中的重要古籍 火的利用 火的使用给人类带来了光明 这光明驱散了蒙昧 黑暗 带来了文明 火可以御寒 帮助人类在恶劣的气候环境中生存下来 发现摩擦生火 是人类对自然界的第一个伟大胜利 就世界性的解放作用而言 摩擦生火还是超过了蒸汽机 因为摩擦生火第一次使人支配了一种自然力 从而最终把人同动物界分开 原始人学会了保存火种 是经验知识的积累 他们至少知道了有哪些自然物可用做燃料 原始人能把自然界的星星之火保存下来 促进文明进步 是了不起的 从此 火就成了人类生活中不可分离的伴侣 人类从怕火到能利用火 经历了100多万年 人类认识到了火 支配了火 就为实现一系列化学变化提供了条件 古代化学技艺可以说是学会用火为中心的 学会用火是人类最早也是最伟大的化学实践 它是人类第一次开发除自身的体力即生物能以外的一种强大的自然能源 获得了改造自然的有利手段 在原子能出现之前 含碳物质的燃烧一直是人们获取能量的基本途径 是人为地使各种天然物质发生化学变化 制备新材料等以满足人类生活需要的有效办法 因此也可以说人类学会用火标志着化学史的发端 化学方法的最早应用 陶器的制造 最古老的人们的生活用具都是用枝条编制成的 陶器是人类用火制造出的第一种自然不存在的新物质 陶器的发明是人类文明的重要进程 是人类第一次利用天然物 按照自己的意志创造出来的一种崭新的东西 从河北省阳原县泥河湾地区发现的旧石器时代晚期的陶片来看 在中国陶器的产生距今已有11700多年的悠久历史 从目前所知的考古材料来看 陶器中的精品有旧石器时代晚期距今1万多年的灰陶 有8000多年前的磁山文化的红陶 有7000多年的仰韶文化的彩陶 有6000多年的大汶口的 蛋壳黑陶 有4000多年的商代白陶 有3000多年的西周硬陶 还有秦代的兵马俑 汉代的釉陶 唐代的唐三彩等 到了宋代 瓷器的生产迅猛发展 制陶业趋于没落 但是有些特殊的陶器品种仍然具有独特的魅力 如宋 辽三彩器和明 清至今的紫砂壶 琉璃 广东石湾的陶塑等 都是别具一格 倍受赞赏 西安半坡仰韶文化彩陶器 龙山文化黑陶 龙山黑陶器型独特 造型美观 质地坚硬 种类繁多 其色乌黑 外表光亮 胎壁细薄 做工精巧 令人叹绝 器壁仅厚1 3毫米 比如蛋壳 故又称蛋壳陶 刻纹白陶 采用景德镇的高岭土 釉是怎样发明的 人们发现在用于挂陶衣的粘土稠浆中 加入一些石灰或草木灰等物质时 烧制出的硬陶 其表面会呈现光滑明亮的一层 这就是釉层 因为石灰 草木灰都含有较多的氧化钙 氧化钾之类的碱性物质 当在粘土稠浆中加入这些物质后 熔点明显下降 在1200 高温烧制下中 这层陶衣完全熔融 并与坯体发生相互作用 变形成光亮的玻璃层 粘附在坯体上 经过反复实践 釉料终于被人们认识和掌握了 瓷器的发展 瓷 字是在晋朝才有的 原始瓷器大约在商代即已出现 经过三国 两晋 南北朝和隋代共330多年的发展 到了唐朝中国政治稳定 经济繁荣 社会的进步促进了制瓷业的发展 如北方邢窑白瓷 类银类雪 南方越窑青瓷 类玉类冰 形成 北白南青 的两大窑系 同时唐代还烧制出雪花釉 纹胎釉和釉下彩瓷及贴花装饰等品种 河北内邱的邢窑白瓷有细粗之别 细瓷胎质坚硬 胎色洁白 直接在胎上施釉 粗瓷胎质粗松 胎色灰白 在胎釉之间施有一层白色化妆土 釉间施有化妆土的瓷器是北方窑口的特征 图为唐代白釉执壶 高23 5厘米 口径5 3厘米 足径6 5厘米 壶为广口 短流 饼形平底 柄连接于口 壶身修长 造型规整 形体丰满 健实大气 胎体厚实 胎色灰白 质地粗松 白色化妆土和釉不及底 施釉不均匀 略有漏釉现象 釉色乳白 聚釉处呈闪乳黄色 釉层开片不均匀 光泽温润 腐蚀痕迹明显 柄接连处胎骨有窑裂 边沿处剥釉明显 下部胎质严重脱落 另外 在柄身下垂处柄尾上添加一小块类似纽扣 帽钉 的堆贴装饰 这可能是古人从服装上得到启发 效仿将工体牢牢扣在一起 宋代是中国瓷器空前发展的时期 出现了百花齐放 百花争艳的局面 瓷窑遍及南北各地 名窑迭出 品类繁多 除青 白两大瓷系外 黑釉 青白釉和彩绘瓷纷纷兴起 举世闻名的汝 官 哥 定 钧五大名窑的产品为世所珍 还有耀州窑 湖田窑 龙泉窑 建窑 吉州窑 磁州窑等产品也是风格独特 各领风骚 呈现出欣欣向荣的好局面 是中国陶瓷发展史上的第一个高峰 元代瓷器 元代在景德镇设 浮梁瓷局 统理窑务 发明了瓷石加高岭土的二元配方 烧制出大型瓷器 并成功地烧制出典型的元青花和釉里红及枢府瓷等 尤其是元青花烧制成功 在中国陶瓷史上具有划时代的意义 宋 金时战乱后遗留下来的南北各地的主要瓷窑仍然继续生产 其中龙泉窑比宋时更加扩大 其中梅子青瓷是元代龙泉窑的上乘之作 还有 金丝铁线 的元哥瓷 应是仿宋官窑器之产物 也是旷世希珍 梅子青瓷 元青花 2005年7月12日 英国伦敦拍卖了一件 鬼谷下山 元青花大罐 当时的成交价折合人民币是2 3亿 以当天的国际牌价可以买两吨黄金 这个罐子高27 5公分 腹径为33公分 一共20来斤重 可以买两吨黄金 元代青花 鬼谷下山 罐 土耳其托布卡比宫 画有人物纹的元代青花罐非常罕见 全世界不足十个 分别藏在博物馆和私人手里 主要有东京出光美术馆藏的 昭君出塞 青花罐 美国波士顿美术馆藏的 尉迟恭救主 青花罐 日本大阪万野美术馆藏的 百花亭 青花罐 英国铁路基金会藏的 锦香亭 青花罐 苏富比在1996年拍卖的 三顾茅庐 青花罐 还有 西厢记 细柳营 两个青花罐 都为私人收藏 就是这么大的画人物的罐子 全世界就这点儿 所以就变得非常贵 清朝康 雍 乾三代瓷器的发展臻于鼎盛 达到了历史上的最高水平 是中国陶瓷发展史上的第二个高峰 景德镇瓷业盛况空前 保持中国瓷都的地位 康熙时不但恢复了明代永乐 宣德朝以来所有精品的特色 还创烧了很多新的品种 并烧制出色泽鲜明翠硕 浓淡相间 层次分明的青花 郎窑还恢复了失传200多年的高温铜红釉的烧制技术 郎窑红 缸豆红独步一时 还有天兰 洒兰 豆青 娇黄 仿定 孔雀绿 紫金釉等都是成功之作 另外康熙时创烧的珐琅彩瓷也闻名于世 雍正朝虽然只有13年 但制瓷工艺都到了登峰造极的地步 雍正粉彩非常精致 成为与号称 国瓷 的青花互相比美的新品种 乾隆时期是中国制瓷业盛极而衰的转折点 到嘉庆以后瓷艺急转直下 尤其是道光时期的鸦片战争 使中国沦为半殖民地半封建社会 国力衰竭 制瓷业一落千丈 直到光绪时稍微有点回光返照 但1911年辛亥革命的爆发 清王朝寿终正寝 清代瓷器展 陶器和瓷器的区别 数千年的中国古陶瓷发展史 文化期 三代 白陶 黑陶 彩陶 战国 汉 魏晋 南北朝 陶俑 原始青瓷 唐朝 三彩陶 白瓷 青瓷 长沙窑 花釉 唐钧 宋朝 汝窑 定窑 钧窑 哥窑 官窑 龙泉窑 耀州窑 磁州窑 建窑 吉州窑 青白瓷 元朝 青花 釉里红 红绿彩 单色釉 明朝 五彩 斗彩 法华彩 德化白磁 清朝 素三彩 珐琅彩 粉彩 单色釉 石湾陶 交趾陶 宜兴陶 中国瓷器的传播 在我国唐代初期 瓷器便由海上和 丝绸之路 输往西方 在公元八世纪已传到阿拉伯 印度 波斯 甚至传导到埃及和地中海沿岸 中国瓷器在五代时传到了朝鲜 南宋时 日本人加藤四郎曾到福建学习制瓷 并回国建窑 十一世纪 我国瓷器技术传到了波斯 后来传到了阿拉伯 土耳其和埃及 中国制瓷技术又传到了威尼斯 从此 欧洲的造瓷术才得到了迅速的发展 欧洲真正掌握造瓷技术是在18世纪初 二 造纸 造纸为我国古代四大发明之一 早在1800多年前 造纸术的发明家蔡伦即使用树肤 即树皮 麻头 麻屑 敞布 破布 破鱼网等为原料制成 蔡侯纸 于公元105年献给东汉皇帝 受到高度赞扬 造纸术的发明对中国和世界文明进步做出了巨大贡献 造纸术在我国由发明而发展 遍及全国 到公元7世纪初期 隋末唐初 开始东传至朝鲜 日本 8世纪西传入撒马尔罕 就是后来的阿拉伯 接着又传入巴格达 10世纪到大马士格 开罗 11世纪传入摩洛哥 13世纪传入印度 14世纪到意大利 意大利很多城市都建了造纸厂 成为欧洲造纸术传播的重要基地 从那里再传到德国 英国 16世纪传入俄国 荷兰 19世纪传入加拿大 造纸术西传后所用的原料及工艺仍沿习我国 以麻和破布为主 不过欧洲的破布普遍是棉纤维 成品纸不如中国产品柔顺薄韧 而且破布日感供不应求 到19世纪末 在欧洲产业革命的推动下 以木材为原料的机制纸迅速发展 并普遍认为木材是一种较好的造纸原料 我国在满清末年和民国初年也逐渐出现了机械化的造纸厂 木材和非木材原料均有使用 造纸 1 文字记录材料简史 夏商时期 兽骨 龟甲 青铜器 甲骨文 一言九鼎 秦汉时期 竹简 木简 留取丹心照汗青 罄竹难书 读书破万卷 学富五车 其它材料 帛 即丝织品 昂贵 不易保存 羊皮 西方 2 蔡伦的历史贡献 公元前1世纪的西汉已有用麻绳头 破布 旧鱼网制成的麻纤维纸 东汉尚方令蔡伦在历史上是造纸术的改良者和推广者 公元105年 3 造纸术的传播 7世纪经过朝鲜东传日本 中韩造纸术 印刷术之争 8世纪中叶经中亚西传阿拉伯 12世纪欧洲最早在西班牙和法国建立造纸厂 4 纸的闲话 当今造纸工艺的漂白问题 Cl2 ClO2 绿色化学 当今造纸工艺的原料问题 一次性筷子与日本 再生纸 绿色化学 宣纸 安徽泾县 泄密事件 经济合作中的知识产权问题 电脑 光盘 软盘成为新的文字记录材料的无纸化时代 纸还有用吗 龙山文化 公元前25 前20世纪 和良渚文化 公元前33 前22世纪 的陶器上已经发现了刻划简单的文字 是我国发现的最早的文字 称为陶文 这一时期的陶文尚未被辨认出来 很可能是一种消逝了的文字 但从中可以证明 陶器是已知最早的人工制作的文字载体 陶文拓片 刻纹陶尊 大汶口文化 日月山形纹局部放大 毛公鼎 西周 陕西歧山出土 禅地祗玉册 宋 三火药 火药的发明是我国文化史上的伟大发明之一 它的起源和炼丹术 本草学有着密切的关系 中国古代黑火药是硝石 硫黄 木炭以及辅料砷化合物 油脂等粉末状均匀混和物 这些成分都是中国炼丹家的常用配料 把这种混和物叫做药 也揭示着它和祖国医学的渊源关系 人类最早使用的黑火药起源于中国的炼丹术 黑火药的主要成分 一硫二硝三木炭 1S 2KNO3 3C K2S N2 3CO2中国主要用于娱乐 13世纪后期传入欧洲后主要用于扩张 四 中国古玻璃 埃及是发明玻璃制造技术最早的国家之一古埃及和地中海沿岸地区出土的玻璃器物的化学成分 均属Na2O CaO SiO2系统 只有少数玻璃器物中含有少量的氧化铅 大约到了公元十九世纪 1884年 以后 才出现含有氧化钡的玻璃 根据对我国出土的西周 春秋战国的玻璃器物的化学成分分析 表明我国古代玻璃的化学成分组成是属于PbO BaO SiO2系统 这是西方古代玻璃所没有的钠钙玻璃和铅钡玻璃这两种玻璃的化学成分上明显差异 说明古埃及的玻璃和我国古代的玻璃是不同的 这是由于地域的不同 制造玻璃所采用的原料会有很大差别的结果 中国古代玻璃是用国内的原料自己制造的 玻璃的出现已有 多年的历史 世界公认最早的玻璃制造者为古埃及人 长期以来 学术界人士认为 中国的玻璃是从埃及传入的 古代中国人不懂得制造玻璃技术 近年来 在中国湖南 广西 广东等地古代墓葬中 多次出土管珠 棱形珠 琉璃壁 琉璃杯 琉璃瓶等大量文物 尤其在湖南古墓中出土了大量约公元二三百年前的玻璃器 上面有中国民族特点的纹饰及图案 这些文物的出土 引起海内外考古界很大关注 它们的出土不仅涉及中国古玻璃制造技术的起源 而且对研究中国古代冶金 陶瓷釉彩的起源有着重要参考价值 古玻璃研究专家黄启善说 那么究竟中国古玻璃是从外国传入还是 中国制造 呢 大量出土的玻璃文物 经中外专家用现代光谱实验鉴定 得出共同结论 中国的 铅钡玻璃 与西方的 钠钙玻璃 属于两个不同的玻璃系统 这一事实表明 中国古代的玻璃是利用一种特有的原料独立制造的 中国科学院干福熹院士说 尽管中国古代玻璃以 铅钡玻璃 为主 但广东 广西出土的玻璃大多是高钾低镁玻璃 氧化镁含量仅有 至 而古埃及的玻璃 氧化镁含量高达 至 这再一次说明中国古代玻璃是自己制造的 专家同时认为 中国古代玻璃主要成分是铅钡 烧成温度较低 虽然绚丽多彩 晶莹璀璨 但易碎 透明度差 不适应骤冷骤热 只适合加工成各种装饰品 礼器和随葬品 用途狭小 因而发展缓慢 而古埃及和地中海沿岸地区出土的玻璃器物的化学成分 主要以钠钙为主 克服了 铅钡玻璃 弱点 因此这种古玻璃的用途和生产量都远大于中国古玻璃 随着水上交通日益发达 以及丝绸之路的不断繁荣 先是玻璃制品传入中国 随后制造 钠钙玻璃 的技术也传入中国 当西方 钠钙玻璃 传入中国后 引起人们极大惊异 这类外来品与中国 铅钡玻璃 在性状上有巨大差异 以致中国人不知道它们是同一类物质 从而越来越多的人把精力和目光集中在 洋 玻璃上 中国的 铅钡玻璃 究竟是如何起源的呢 有些学者认为 这与古代中国人冶铅的实践分不开 铅在中国古代人们生活中占有一定地位 用铅做成的胡粉在古代是一种化妆品 同时古人非常热衷的炼丹术也叫铅汞之术 在公元前三四百年 就流行 食金饮玉 可以长生的说法 炼丹术兴起后试炼珠玉 即玻璃 也就被炼丹家们钟情 五 冶金 世界上各古老的文化发源地在使用和冶炼金属的历史上 都是铜先于铁 这是一个普遍的规律 中国上古时期重要的技术成就是冶炼术和丝织技术 青铜器和铁器在我国的出现虽然都不算最早 但冶炼和铸造技术发展很快 达到了相当高的水平 我国迄今为止所发现的最早的青铜器是出自新石器后期 即相当于中原夏代的一些文化遗址中 在长期冶铜实践的基础上我国人民已经认识到合金成分 性能和用途之间的关系 研究的铜合金有青铜 Cu Sn 黄铜 Cu Zn 和白铜 Cu Ni 在青铜器时期 我国的青铜器冶炼和加工技术是 上古文明世界技术方面最突出的成就之一 青铜是一种铜锡合金 它是在铜中加入适量锡炼制而成的 以降低铜的熔点 它的特点是硬度较大 与原始兵器相比 青铜兵器的攻击力大大增强了 相传4000 5000年前 中国父系氏族社会部落融合时期 炎黄部落联盟 同蚩尤部落 以金作兵器 世本 作篇 说明中国在原始社会末期 已开始生产金属武器 到了公元前2000多年 中国第一个奴隶制国家夏王朝建立后 虽仍以石兵器作为战斗的主要武器 但已能制作刀 戈 镞 矛等青铜兵器 1957年甘肃马家窑和马厂文化遗址出土的铜刀 就是考古学上有力的实物证明 它的发现表明在公元前3000年至公元前2300年时 我国已经能够制造青铜兵器了 武威石城山发现的 骨卜 商代是高度发达的青铜时代 由于有了炼铜的坩埚 能大量地生产青铜兵器 此时的青铜兵器已有铜 铁 锡等成分 并有精细的装饰 当时较常见的兵器有青铜戈 矛 钺 刀 镞等 戈 矛是当时的主要兵器 铜戈像一把宽刃的大匕首 单面刃 主要刃部叫 援 援末嵌入木柄的部分叫 内 内有直 曲两种 内上有孔叫 穿 用皮条通过 穿 将戈横绑在柄上 可起到固定作用 在战斗中 戈可以用于横击或钩杀 商代的铜矛是双刃的 形体较宽大 由中空装柄的骹与矛刃构成 骸的横剖面呈圆形 侧面常有环纽 以便把矛头更牢固地绑缚在柄上 矛刃一般有中脊 左右扩展成带侧刃的矛叶 并前聚成锐利的尖锋 矛头装在竹柄上 是直刺的兵器 商代还有青铜刀 有的直背 凸刃 刀尖向后钩 还有凹刃或刀背有肩的刀 总之 在商代 人们已能较好地掌握青铜兵器的制作技术 西周制造的青铜兵器已有显著的改进 戈的 胡 延长 加长了刃口 上有一至二 穿 绑在柄上更牢固 人们又发现了一种戈 矛合铸的 戟 既可横击 又能直刺 威力大增 春秋战国时期 青铜兵器比西周的更加灵巧轻便 由于战争的频繁 特别是车战的需要 兵器的形式 数量和质量都有改进和提高 戈的 援 变得狭长而扬起 多有3 4穿 戈柄的长度也分成了长 中 短三种 以适应不同的需要 矛逐渐向细长演变 锋部越来越厚实 矛柄的制作也更为精细 出现了 积竹矜 即以木为芯 外因以两层小竹裹紧 涂上漆 使柄坚韧而富有弹性 春秋时盛行另一种武器 长剑 1965年 湖北江陵楚墓出土的越王勾践剑 剑身纹饰精美 镂刻最细处仅0 1mm 剑柄末端铸有许多突起的 宽不到1mm的同心圆 显示出铸剑匠师的卓越技艺 令人惊叹的是 这把剑在地下埋藏了2000多年 至今依然闪光锋利 秦兵马桶坑出土的青铜剑长94cm 表面还进行了防锈处理 代表了青铜剑制造技术的最高水平 越王勾践剑 中华古剑千年不锈之谜 越王勾践剑春秋五霸时期 越王勾践 卧薪尝胆 一举击败了吴王夫差 演出了历史上春秋争霸的最后一幕 岁月的流逝 使这场惊心动魄的战争静静沉睡在历史的长卷里 忙忙碌碌的后人几乎把它遗忘了 然而 一支考古队在挖掘春秋古墓时 却意外发现了一把沾满泥土的长剑 剑身上一行古篆 越王勾践自用剑 跃入人们眼帘 这一重大的考古发现立即轰动了全国 但是 更加轰动的消息却来自对古剑的科学研究报告 最先引起研究人员注意的是 这柄古剑在地下埋藏了两千多年为什么没有生锈呢 为什么依然寒光四射 锋利无比呢 通过进一步的研究发现 越王勾践剑 千年不锈的原因在于剑身上被镀上了一层含铬的金属 大家知道 铬是一种极耐腐蚀的稀有金属 地球岩石中含铬量很低 提取十分不易 再者 铬还是一种耐高温的金属 它的溶点大约在4000 中华文明中曾有过太多的秘密 谁能想象 上世纪50年代的科学发明 竟然会出现在公元前二百多年以前 又有谁能想象 秦始皇的士兵手里挥舞的长剑 竟然是现代科学尚未发明的杰作 问题是在发现以后 我们用什么态度来解释这种超常规的科技早熟现象 我们真不希望看到有些人用 偶然 来解释 它应该有一个更加具体的说明 假如以上的事实是真实的话 至少铬盐氧化处理不是假的 那么我们就会问 他们的技术源渊是什么呢 1994年3月1日 举世闻名的 世界第八大奇迹 秦始皇兵马俑二号俑坑正式开始挖掘 这是本世纪以来巨大的考古发现之一 在二号俑坑内已出土有铜矛 铜弩机 铜镞 残剑等 中还发现了一批青铜剑 长度为86厘米 剑身上共有八个棱面 考古学家用游标卡尺测量 发现这八个棱面的误差不足一根头发丝 已经出土的19把青铜剑 剑剑如此 这批青铜剑内部组织致密 剑身光亮平滑 刃部磨纹细腻 纹理来去无交错 它们在黄土下沉睡了2000多年 出土时然光亮如新 锋利无比 科研人员测试后发现 剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物 这一发现立刻轰动了世界 因为这种铬盐氧化处理方法 只是近代才出现的先进工艺 德国在1937年 美国在1950年先后发明并申请了专利 在清理一号坑的第一过洞时 考古工作者发现一把青铜剑被一尊重达150千克的陶俑压弯了 其弯曲的程度超过45度 当人们移开陶俑之后 令人惊诧的奇迹出现了 那又窄又薄的青铜剑 竟在一瞬间反弹平直 自然恢复 当代冶金学家梦想的 形态记忆合金 竟然出现在2000多年前的古代墓葬里 事实上 关于铬盐氧化处理的方法 绝不是秦始皇时代的发明 早在春秋战国时期 中国人就掌握了这一先进的工艺 青铜器武器 弓箭 战国时期还有一种重要的武器 弓箭 也有了一定发展 商代的青铜箭镞主要是有脊双翼式的 到了战国时期 出现了圆脊三棱式的 三刃都很锋利 还有的镞尾带长铤 在湖北随县曾侯乙墓出土箭镞4000多枚 式样多达十几种 有双翼式 三棱式 四棱式等 绝大多数有倒刺 一般有3个或6个 有的多达9个 这些箭镞至今还很锋利 近年从秦始皇陵俑坑出土的铜镞 甚至经过了铬化处理 历时2000多年都没生锈 这些事实都充分说明 在当时我国的科学技术已经达到很高的水平 防御武器发展 面对众多的锋利武器 防卫性武器的发展成了迫在眉睫的问题 聪明的人们开始将原始的整片皮甲改制成可以部分活动的皮甲 即按照护体部位的不同将皮革裁制成大小不同 形状各异的皮革片 并把两层或多层皮革片合在一起 表面涂漆 制成牢固美观 耐用的甲片 炙烤后在甲片上穿孔 用绳联结成甲 在 考工记 的 函人为甲 中完整地记叙了制甲的过程 在湖北 河南等省的战国墓葬中 发现了许多当时的皮甲 曾侯乙墓中的皮甲复原后 可以看清当时的皮甲都是由甲身 甲裙 甲袖3部分构成的 这种皮甲在战车中与盾相配合 可以有效地防御青铜兵器的攻击 它与欧洲的青铜盔甲相比 明显具有轻便灵巧的特点 铜合金简介 我国青铜起源于6000多年前的仰韶文化时期 锌黄铜在古代又称于 鍮铜 鍮铜 一词最早见于曹魏时钟会的 刍荛论 其中有 夫莠似禾 鍮石像金 玉篇 中指出 鍮 石似金也 可能指荛黄铜矿 CuFeS2 元人 庚道集 卷二第六页有 用北卢甘花一两 即会脱梯开 又指ZnCO3 汉语中的 鍮 字可能源于波斯语 偷梯牙 tutiya 广雅 白铜谓之鋈 说文解字 鋈白金也 红铜来源有限且较软 只适于做饰品 而黄铜 气色如金 耐磨耐腐蚀 青铜器的兴盛时期 六齐 规律及铸造技术 成书于春秋战国时期的 考工记 详细记载了不同比例的 六齐 规律 所谓 齐 即 剂 配方的意思 当时人们认识到 铜与锡的重量比为1 6时 最适合造钟鼎 5 1时 造斧头 4 1时 造戈戟 3 1时 造刀剑 5 2时 造箭头 2 1时 造铜镜 这些大体正确的合金配比规律 是世界冶金史上最早的经验总结 六齐 规则是世界上最早关于合金化的规律 六齐 即青铜各组成元素的六种配比 六齐 中把钟鼎含锡定为14 16 左右 出土钟鼎的化验大都与其相近 六齐 四羊尊的设计 集浅雕 浮雕 圆雕于一身 成为冶铸与艺术相结合的典型代表 铸造工艺特点 用陶范铸成 分铸 嵌铸等方法 填芯铸成羊角和羊头 注释卣y u 名 象形 本义 古代一种酒器 椭圆形 同本义 anancientwinevessel 青铜制 椭圆口 深腹 圈足 有盖和提梁 也有作圆筒形的 器形变化较多 用以盛酒 盛行于商代和西周初期卣 中尊也 尔雅 以秬鬯二卣 书 洛诰 秬鬯一卣 圭瓒副焉 三国演义 用赍尔秬鬯一卣 书 文侯之命 分铸技术在商代已广泛使用 如出土的殷代 商代青铜提梁卣 盖上有系钮与提梁相连 这种活动部件是用多次分铸法制的 卣y u 名 象形 本义 古代一种酒器 椭圆形 anancientwinevessel 青铜制 椭圆口 深腹 圈足 有盖和提梁 也有作圆筒形的 器形变化较多 用以盛酒 盛行于商代和西周初期卣 中尊也 尔雅 以秬鬯二卣 书 洛诰 秬鬯一卣 圭瓒副焉 三国演义 用赍尔秬鬯一卣 书 文侯之命 六齐 西周时期青铜器仍保留较多商代的特色 不同的是在一些青铜器上铸有铭文 用以记录奴隶主们的高贵身份和特殊地位 有的铭文长达几百字 字迹清晰 铸造技术是很高的 伯矩鬲 li 古代的炊具 利簋 gui 古代盛食物样子像鼎 足部中空 的器具 圆口 两耳 鬲 li 古代的炊具 样子像鼎 足部中空 簋 gui 古代盛食物的器具 圆口 两耳 炼铁和钢 铁 是历史上起过革命作用的各种原料中最后的和最重要一种原料 在人类文明史上 炼铁技术的发明是一件划时代的重大事件 铁的发现 世界最早了解铁约在公元前2500年 人类最早发现的铁是从天空落下的陨石 陨石是铁和镍的混合物 是太空中其他星球的碎片 其含铁量有的高达百分之八十到九十 在埃及 我国和伊朗等地发现的最早铁器 都是用陨铁打制的 巴比伦人把铁叫做 天上来得金属 埃及人叫做 天石 世界上最大的铁来源是美国明尼苏达州 商周时代制陶技术 青铜冶炼铸造技术都有高度的水平 这就为炼铁打下良好的基础 特别是中原地区 既是源远流长的古代青铜技术的故乡 也是新兴冶炼工艺的摇篮 中国古代用铁的历史大约始于商代 到了西周时期已出现冶铁业 错银铜牛灯 江苏省邗江县出土南京博物院藏 金缕玉衣与长信宫灯 中国汉代青铜器 1968年出土于河北省满城县中山靖王刘胜之妻窦绾墓 宫灯灯体为一通体鎏金 双手执灯跽坐的宫女 神态恬静优雅 灯体通高48厘米 重15 85公斤 宫灯长信宫灯设计十分巧妙 宫女一手执灯 另一手袖似在挡风 实为虹管 用以吸收油烟 既防止了空气污染 又有审美价值 此宫灯因曾放置于窦太后 刘胜祖母 的长信宫 故名 现藏中国社会科学院考古研究所 块炼法 我国春秋战国时代人工冶铁的铁有块炼铁和生铁两种 一般认为 最近的炼铁技术 大多采用 低温固体还原法 或 块炼法 其产品称为 块炼铁 这种方法是将铁矿石和木炭一层夹一层的放在炼炉中 点燃焙烧 在600 1000 C的温度下 利用炭的不完全燃烧 产生一氧化碳 遂使铁矿中的氧化铁还原成铁 块炼铁 含碳 硅 铝 硫 磷等元素的含量也都很低 因此性能柔软 易于锻造器物 缺点水结物疏松 含有较多杂物 主要是氧化铁和硫酸盐组成的共晶体 因而不刚强 不耐用 战国中期以后 铁器已取代铜器成为主要的生产工具 冶铁业已在十分广大的地区普遍建立起来 成为一种关系国计民生的重要手工业 其生产规模也大为扩大 我国古代炼钢技术 大致兴起于春秋晚期 从文献记载看 春秋末年吴国和越国已能冶炼干将 莫邪之类的钢制宝剑 战国时代 钢制品已不是罕见之物 一般锋利的铁兵器都是用钢铸成的 著名的剑也是用钢锻制的 目前所知世界上最早的铅器是在土耳其的迪亚内巴克省茶印树发现的 距今9000多年的铜工具 干将 莫邪宝剑 六 其它工艺成就 我国先民在酿酒方面的重大贡献是发明了酒麯 至迟在西周时期 宋代时已基本掌握了蒸馏酒的技术 我国先民从事一定规模的粮食造酒活动大约开始于新石器时代后期的龙山文化时期 距今四 五千年 汉书 地理志 记载 上郡高奴县 指沿岸一带 又洧水 肥可燃 这是目前对石油最早的记载 煤早在新石器时代晚期我们的祖先已用煤炭雕刻成环和动物形状的艺术品 公元前200年左右的西汉 已用煤炭作燃料也炼铁 制盐工艺 相传在夏代 公元前2140 前1711年 我们的祖先就会用海水煮盐 在周朝已设置了专管盐务的官吏 明末宋应星 天工开物 作咸篇 叙述最为详细 我国古代化学史研究中的重要古籍 考工记 神农本草经 周易参同契 魏伯阳 齐民要术 南北朝 贾思勰 抱扑子 晋 葛洪 武经总要 宋 曾公亮 北山酒经 宋 朱肱 酒谱 宋 窦革 道藏 本草纲目 明 李时珍 天工开物 明末宋应星 武备志 明茅元仪 陶冶图说 清唐英 陶说 清朱琰 摘自 中国古代化学史略 周嘉华 曾敬民 王扬宗 河北科学技术出版社 1992 12 古代科学史略丛书 最后的话 由于地理的阻隔 古代中国人走着自己的文化发展道路 形成了有特色的技术型 经验性 实用型的科技体系 中国不是近代自然科学的发源地 但是近代科学的诞生得益于许多内在和外在的条件 中国文明直接和间接地为之创造了条件 出自吴国盛 科学的历程 北京大学出版社 科学 意义 今日所谓科学 不是一般的自然知识 它是在16 17世纪以来形成的一种特定的意识形态 包含着对事物特定的看法 处理问题特定的方法 知识制造特定的机制 它为人类规定了如何看待自然 研究自然 征服自然和改造自然的方式 这个意识形态体系主要是在近代欧洲成长起来的 常常称作近代科学 事实上 世界上各古老的文明都有关于自然的理论 或是神话的 或是经验的 但都没有形成像近代科学这样的体系 因而也没有像近代科学那样在世界历史上发挥如此巨大的作用 近代科学的诞生得益于许多条件 其中也包括中国人的伟大发明所起的作用 但它的思想起源来自于希腊 两千多年前希腊人所创造的光辉夺目的文化成就 为现代文明奠定了基础 希腊是科学精神的发源地 拉斐尔 雅典学园 1508 柏拉图 左 和亚里斯多德 右 第二节中古时代的炼金术和医药化学时期 中古时代的炼金术阿拉伯炼金术西欧的炼金术中国金丹术的历史古代自然观 四元素说古代物质观 阴阳五行说中国金丹术的化学遗产 李约瑟难题 第一 中古时代的炼金术 背景西罗马帝国 公元五世纪 遭到野蛮人进攻而灭亡后 在意大利 以至整个南欧 按照恩格斯的说法 开始了 中世纪的黑夜 东罗马帝国 拜占庭 首都为君士但丁堡 虽然宣布基督教为国教 但仍继承了公元三至五世纪时古代科学的若干传统 然而由于宗教争论和迫害异族教徒 他们是古代自然哲学的信徒 的结果 拜占庭失去了许多著名的科学家 他们被迫逃亡东方 因此 有一些科学中心转移到美索不达米亚和波斯 特别是五至六世纪时成立了埃德萨科学院和朱迪 沙尔普尔科学院 这里在两个世纪中教授古代科学 古希腊和亚历山大学者们的一些著作被译成了叙利亚文和波斯文 由于没有科学工作的良好条件 这些科学院不久就不存在了 一阿拉伯炼金术 八世纪时由于阿拉伯人的活动 化学和自然科学发展的新时期开始了 大家知道 七世纪时产生了新的宗教 伊斯兰教 此后不久开始了阿拉伯人的征服运动 阿拉伯人使近东和中亚许多国家附属于自己 他们占领了埃及和北非 最后征服了西班牙 出现了阿拉伯大帝国 首都起初为大马士革 后来为巴格达 在征服战争的初期 阿拉伯人对被征服国家的文化和科学珍品不发生兴趣 但此后不久 穆罕默德的继承者即 哈里发 们仿效古代的统治者 为自己建造华丽的宫殿 设有各种宫廷机构 设置医生 哲学家 占星家 魔术师 炼金家等各种职位 并鼓励科学发展 在阿拉伯各国首先获得发展的科学中就有化学一科 公元八世纪时出现了一批阿拉伯化学家 他们不仅懂得亚历山大学者们的知识 而且还特别发展了这些知识 他们不用希腊拉丁语源的 化学 英文为Chemistry 一词 而用炼金术 英文为Alchemy 这一名称 在炼金术中关于金属的学说 金属的制取与提纯 金属合金与金属的转变占有主要地位 花絮 从今天眼光看 炼金术无疑不能称为科学 它的目标即 使贱金属变成贵金属 用化学的方法是根本不能实现的 但从历史的角度看 它确实是一门 准科学 与近代的自然科学一样它直接面对自然界 观察自然现象 做控制 改变自然物和自然过程的实验 它既有理论依据 又有实用目的 所以 它确实是人类认识自然和改造自然产物 是科学史的重要研究课题 近代化学就是从炼金术中脱胎而来的 炼金术有两个来源 一是工匠来源 二是哲学家来源 炼金术如果只有一而无哲学来源 那炼金术就只可能是一些骗术 制造赝品的工匠本人 并不相信经过加工的贱金属就真地变成了货真价实的黄金白银 希腊古典哲学家为炼金术提供了理论依据 按照柏拉图的思想 物性之间的相互转变是可能的 亚历士多德的思想 贱金属总有一种向贵金属转变的渴望和要求 即使没有人为的干预 这种转变的过程也会自然发生的 只不过比较慢而已 人为的加快这种过程是可能的 按照斯多亚学派的思想 贱金属可以接受贵重金属的灵气而成为贵金属 亚历山大里亚的炼金术活动 大大提高了当时的化工工艺水平 炼金术士们发明制造了蒸馏器 熔炉 加热锅 烧杯 过滤器等化学用具 而这些器具到现在还是化学实验室的常用设备 中国炼丹术对阿拉伯炼金术的影响 阿拉伯人的炼金术的来源很多 主要受亚历山大里亚希腊化传统的影响 但中国炼丹术对他们的影响也不可低估 关于阿拉伯语 炼金术 al kimiya 一词来源有两种看法 一种认为 它来源于埃及语khem 黑色 加上阿拉伯定冠词al 亚历山大里亚炼金术的第一个步骤是 黑变 khem指的就是黑变之术 alchemy继承的就是这一传统 另一种观点认为 kimiya来源于汉语的 金液 一词 该词在福建方言中读kim ya 阿拉伯人正是在与福建通商时将这一术语带到了西方的 这两种观点分别反映了阿拉伯炼金术的两个来源 贾比尔 伊木 海杨 721年生于伊拉克 815年去世 早期阿拉伯著名炼金术家之一 著作 他是 七十书 的作者 这是一本政治学 神学与自然哲学的百科全书 本书的最后几章包含有关于金属 矿物 盐类及其他物质的知识介绍 元素性质学说不能说明今后元素的一些性质如光泽 可锻性等 贾比尔 伊木 海杨 观点 提出了两个特殊金属元素硫和汞 认为硫是可燃性元素 汞是金属性 光泽 元素 贾比尔发展了金属是在地心内部由硫和汞形成和发育起来的学说 硫和汞在地球热力的作用下化合起来 生成所有七种金属 在古代 七被认为是神圣的数目 如一周日数 行星数目 金属 世界奇迹等都用七表示 黄金是最完善的金属 最难生成 但在热的作用下 可以加速形成 在硫和汞的混合物中 要加上某种药品 改变不完善的金属 最好是加上 灵丹 他非常熟悉亚历山大学者们在 神秘艺术 中采用的 用来转变金属的各种物质 砷 硫 锑的化合物 氯化铵等 贾比尔 伊木 海杨 贡献 提出金属的两大组分理论 他的组分理论重要意义在于 在炼金术士的化学实验中引入了定量分析的方法 在他的著作中记载了大量有价值的化学实验 他所开创的炼金术传统 摒弃了传统炼金术的神秘主义成分 是近代化学的先驱 拉泽 865 925 阿拉伯炼金术家 他从事医学研究和炼金术实验 著作 秘密书 密中密 后者有俄文版 拉泽是一位原子论者 同时他赞同亚里斯多德的元素学说 并相信金属能够转变 他在著作中描述了制造类似黄金的合金的一些方法 名为 炼炉旁 操作 他的著作还提到了各式各样的物质 描述了化学器皿 各种实验仪器和实验方法 拉泽 865 925 第一次对当时已知各种物质进行了分析 他把物质分成三大类 矿物 植物 动物 他首先创立了后来称之为动 植 矿三界的分类系统 他研究最多的是矿物的分类 发展了贾比尔的组分理论 汞 硫 盐三组分理论一直流行到17世纪波义耳的 怀疑派化学家 的出版为止 总结 阿拉伯炼金术是化学史上极为重要的一点 正是它为后来的化学奠定了基础 西文中许多化学名词都是从阿拉伯文来的 如碱 alkali 酒精 alcohol 糖 sugar 等 二西欧的炼金术 十一世纪前 西欧居民的文化水平与东方各民族很少差别 欧洲封建主义时期开始 城市迅速增长成了手工业生产的中心 这种变化的结果要求培养医学方面 由于经常有流行病 法学方面和其他科学方面受过教育的专门人才 在欧洲一些大城市里除了早先已有的教会学校之外 还建立了大学 其中第一批有意大利的波伦亚 1119年 法国的蒙比利埃 1189年 和巴黎 1200年 等地成立的大学 著名炼金家英国人R 培根 Becon 1214 1294 他是圣芳济派僧侣 受过各方面的教育 一段时间内在巴黎和牛津教学 同事们怀疑他搞巫术 因此被投入监狱 过了相当长一段时间的监狱生活 他著有论文 以自辩护 并力驳幻术 在监狱里他写了许多神学的 哲学的和其他方面的著作 培根 他的炼金术著作最著名的有 炼金术反射镜 书中他模糊的描述了制造 哲人之石 和金属转变的操作方法 而这些金属应该采取各种相应的方法生产出来 他对实验化学虽无重大贡献 然而他却是实验科学家的先导 R培根因灯在密闭内必灭 证明空气为燃烧所必需 他曾于旅行中从阿拉伯人那里得知中国火药的配方 并介绍于英国 及其死后约40年 1323年 英国人使用火药于战争 古代物质观 四元素说 阿那克西曼德米利都派哲学家阿那克西曼德又加上第四元素火 并且设想在元素形成之前还有一种原始物质 四大元素由这种原始物质形成之后 就以土 水 气 火的次序分为四层 火使水蒸发 产生陆地 水气上升把火围在云雾的圆管里 人们眼中看见象是天体的东西 就是这些管子的洞眼 使我们能从洞眼中望见里面的火 四元素说是古希腊关于世界的物质组成的学说 这四种元素是土 气 水 火 这种观点在相当长的一段时间内影响着人类科学的发展 巴比伦人和埃及人曾经把水 后来又把空气和土 看成是世界的主要组成元素 元素 stoicheia 这个词最先为柏拉图所使用 在其的对话集 蒂迈欧篇 Timaeus 包括无机物和有机物的组成的一些论述 这是最原始的化学论著 另一个米利都派哲学家阿那克西米尼则把气或者空气看作是原始物质 并把其他元素说成是由空气组成 空气变得稀薄后就成了火 他的论证是 空气从嘴里呼出来是热的 而在压力下喷出来时则感到是冷的 同样 通过凝聚的过程 气先是变成水 然后变成土 这些元素之间的差异只是量变的结果 元素只是凝聚或稀薄到不同程度的空气 续四元素说 亚里士多德四元素说 亚里士多德是系统提出这一学说的第一个人观点 万物由四种元素土 气 水 火组成 这些元素是永恒存在的 四种元素具有可被人感觉的两两对立的性质 世界上的万物的本原乃是四种原始性质 冷 热 干 湿 而元素则由这些原始性质依不同比例组合而成 在这四种物质元素之外 加了第五种 非物质 元素 在以后的著作中叫 第五要素 这个元素同以太相当 他认为这些元素都是自动地成为土 向下 水 海洋 空气 大气 火以及以太 太空及天体 的 亚里斯多德的 四原性说 简图 火热干空气土湿冷水 亚里士多德 把元素或 单体 定义为 这样一种物体 其它物体可以分解成它 而它本身再不能分割成其它物体 他能区别开机械混合 溶液和使性质完全改变的化学变化 他是头一个提到水银 他称为 银水 的希腊人 他还知道简单的蒸馏方法 他把几种化学手续分类 并各取一个特殊的名称 认为金属大多是水 还列举出动物和植物的 均质 homogeneous 部分 这样就构成一部原始的有机化学 四元素说 在中世纪 四元素说曾经作为了炼金术的理论依据 炼金术士们认为只要改变物质中这四种原始性质的比例 即可使普通金属变为黄金 四元素说承认了世界的物质性 是其进步的一面 但是却使化学的发展长期受到了阻碍 直到波义耳才否定了四元素说的错误 使得化学得以迅速发展 三 中国金丹术的历史 中国炼丹术的流行曾持续了两千年 它虽兴起于秦汉之际 仅若追溯其根源则要从远古谈起 在原始社会中 人类还没有制服自然的能力 对接触到的各种自然现象和灾害 感到不可理解和难以抗拒 因而产生 万物有灵 的观念 并对这种超自然的力量发生迷信和崇拜 认为是有神在主宰 而且认为人是有灵魂的 幻想人死后灵魂便脱离肉体到另一个世界中去生活 在商代 那时的人认为疾病和死亡是一种 祸祟 而 祸祟 是祖宗 神鬼的惩罚或蛊的作怪 所以他们治疗疾病主要是通过祈祷 希望得到祖宗的护佑和祈求神的宽宥 并用龟甲 兽骨进行占卜 据说这是沟通人与神的途径 占卜的吉凶就体现了神和诅先的意志 三 中国金丹术的历史 因此至今所发现的卜辞中只记录了一些疾病 而没行用药的记载 祝告祖先 祭祀鬼神以却疾病是当时人们单方面的一种愿望 然而祖先 鬼神在 另一个世界 只可幻想而不可以交往 于是稍后就出现了巫术和巫医 那此巫人自称 下晓人事 又 上通鬼神 所以巫的出现是符合当时人们的要求 愿望的 巫者出现后 他们就用祝祷 驱神 符咒等迷信活动与鬼神 通话 偶尔也会结合一些药物和药术为人治病 这就是巫医 他们的这些活动也叫 祝由术 巫的起源在中国是很早的 在奴隶社会出现前就很盛行 到商代更盛 从卜辞龟甲文和钟鼎文可知 主持占卜的巫人社会地位很高 权力相当大 是神权的掌管者 及至春秋战国时期 在医学兴起的同时 人们也产生了长生不老的愿望 他们化这种希望既寄托于仙药 更寄托在神的身上 应该说 服丹砂是中间金丹术的序幕 因为所谓 炼丹 最初的含义和内容大概就是升炼精制丹砂 中国金丹术正式开始于西汉初年 宜帝 成帝 哀帝以及王莽都是笃好神仙方术的人 东汉方士魏伯阳撰写了 周易参同契 书名之义将 大易 黄老 炉火 金丹术 三家理论参照会同而契合为一 它是现存的最早的一本金丹术理论著作 讲了一些金丹术和物质变化的理论 记载了一些化学现象 葛洪 到魏晋时期 中国金丹术已经历了二百多年的发展 进入成熟阶段 东晋金丹家葛洪吸收 总括和发展 他曾撰写了 抱朴子内篇 肘后备急 在 抱朴子内篇 对金丹术的指导思想 理论基础以当时金丹术所得到的结果作了全面 系统的总结和发挥 是现存最完整 最系统 也是说理最清晰 逻辑最严密的一部金丹术专著 大约从隋代以后 中国金丹术逐渐形成了两个派别 一派强调修炼五金八石 炼制丹药 以外来的药力捍人身体 坚人丹髓 所以这派叫外丹派 另一派为陷代罗浮山道士苏元明 青霞子 最先倡导 继承了中国传统的气功 主张实行心肾交会 精气搬运 存神闭息 吐故纳新 认为 气能存生 所以这派叫内丹派 至于与化学有关的金丹术显然概指外丹派的活动而言 中国金丹术唐代发展到鼎盛时期 用药的品种大为扩展 开始参用植物药料 实验操作更为复杂 炼丹设备从两汉所用简陋的土釜 竹简而发展到设计专用的铁质水火鼎 铜桶等 理论也趋于系统完整 明显地以阴阳五行学说统摄 但却因而失去了两汉时期那种朴实的面貌 而被染上了浓厚的神秘主义色彩 二 中国金丹术的理论 一 用金石炼制出的丹药何以可能使人长生不死 二 对物质变化规律的认识 三 对物质从低级到高级渐进的见解以及金丹术的设计 1 假外物以自坚固 的丹药观 天然丹砂的鲜红颜色在远古时就被认为是一种灵异的象征 丹砂 烧之成水银 积变又还成丹砂 烧之愈久 变化众妙 而水银在古代的人看来更是一种神奇的物质 它具有金属光泽 其状如水似银 炼丹术中还十分重视雄 雌黄和铅 这仍与上述思想有一定联系 出为服 雌黄颜色似金 在南方金矿中又常有雄黄共生 加之它们自古使被认为有 杀精物 恶范 邪气 百虫毒 胜五兵 的神力 服之则 三虫伏尸 百病皆去 所以方士认为饮食之可长寿 铅则是因为它 变化多端 因此在中国金丹术中 铅丹与丹砂曾一起被列入大药丹 金丹术的丹药观贯穿 渗透着 假外物以自坚固 和 以金养身 的指导思想 他们天真地把金石草木的坚实与柔脆和人身体质的健壮与虚弱 生命的多样这两种本质根本不同的事物等同起来 把物质的物理 化学性质和人的生理 生命现象等同起来 以至两千年的实行过程中 得以长生者从无所见 而中毒损命者屡见不鲜 2 以五行学说为统摄的药性论 中国古老的阴阳观念大约在商代所孕育 诞生的 最初的含义是很简单的 也是很形象朴素的 都只是一种对现象的描述 逐步发展成为各种物质固有的属性 更进一步发展成为事物发展的动因 用阴阳观念说明事物的性质和变化 以西周末年的史官伯阳父为最早 他解释地震的原因时说 阳伏而不能出 阴迫而不能蒸 于是有地震 国语 周语上 到战国初年用阴阳来解释天地万物的生成和性质 道生一 一生二 二生三 三生万物 万物负阴而抱阳 冲气以为和 战国中后期 齐国学者邹衍创立了五行说 较早记载了先秦五行说的著作 洪范 说 五行 一曰水 二曰火 三曰木 四曰金 五曰土 西汉初名儒董仲舒在总结前人阴阳五行说的基础上 对五行顺序做了调整 提出 比相生而间相胜 的观点 其 春秋繁露 五行之义 说 天有五行 一曰木 二曰火 三曰土 四曰金 五曰水 木五行之始也 水五行之终也 土五行之中也 此其天地之序也 到西周后期 五行逐步被抽象化 日趋被认作是宇宙构成的五种基本元素 其含义是 行为 性能 五行 即五种不同性能的物质 五行 说发展到春秋时代后期又产生了关于 五行相克 之说 相克 原意是 相胜 即相互胜过的意思 水能灭火 故谓之水胜火 火能溶化金属 故谓之火胜金 金属的斧可以砍伐木材 故谓之金胜木 木材制成的农具可以用来耕地翻土 谓之木胜土 川土筑堤垒坡来以截水 故谓之土胜水 所以这种相胜之说同样源于生产和生活的实践 继 五行相胜 之说之后 约在秦汉之际又发展出了 五行相生 之说 五行相生 次序井然 终而复始 亦是循环相因之义 相生的次序为 木生火 火生土 土生金 金生水 水生木 这种观念 并非是董仲舒所首创 大约也在此时期 人们又把五行与季节 方位 各种物质的品性以及各种事物一一对应起来 相生的次序为 木生火 火生土 土生金 金生水 水生木 相胜的次序 水胜火 火胜金 金胜木 木胜土 土胜水 3 加速金石自然进化的炼丹观念 金丹家认为 在丹鼎中靠着其他药物的作用 仿照着天地阴阳造化的原理 辅之以水火相济而促进 再加上祈祷上仙的护佑就可以加快这些进化过程 至于在丹鼎中能制造出自然界中存在的物质 当然是可能的 而且经过水火相济也的确可以加速反应的进行 这是完全正确的 科学的 可见以上三种观点 在最初几乎都有一定的物质基础 但遗憾的是经过近两千年的反复实践 却没有从既有成功的 又有失败的千万次记录中总结出前进的正确方向 相反 遇到困难的时候却往往走上了神秘主义的道路 而使金丹术陷入绝境 所以中国金丹术没有象它在欧洲那样 从泥沼中拔足出来 汲取教训 而迈步走向近代化学 三 中国金丹术的化学遗产 1 中国金丹术中的医药化学中国金丹术为后世遗留下了相当丰富的矿物性医药制剂的丹方 这是它的一大贡献 这里需要指出 中国古代的方士和医药学家在这方面固然都曾下过一番功夫 制作丹药 是为了却病延年 但他们的制药方法则相互独立 也相互利用彼此取得的成果和经验 早期的医药学家则往往着重研究矿物药剂的地理效应 多直接采用天然矿物或移用金丹家制成的丹药 还应指出 实际上在宋代以前的金丹家几乎都兼为医药学家 所以说两种人之间往往没有严格的界线 例如东晋的葛洪 南北朝时的陶弘景 宋初的孙思邈都是著名医药兼炼丹家 而且他们都把各种天然的矿物以及炼制的丹药 也包括植 动物药 划分为上 中 下三品 可以看出这种分类法明显地带着金丹术的色彩 这种对药物 本草 的评价和分类法自 神农本草经 始 一直延续影响到明 本草纲目 的问世以后 因此中国古代医药化学的成就 明代以前 主要是从金丹术的活动中取得的 人工合成的矿物药剂的最早丹方也主要见于金丹术 这些化学成就主要则是在其后广泛的医疗实践中得到弘扬光大的 上文已经述及 中国金丹术以丹砂 铅丹以及雄黄为大药 因此它的医药化学成就比较集中在汞化学 铅化学与砷化学方面 2 火药 袁翰青谈葛洪 袁翰青认为 晋朝的葛洪是一位更杰出的炼丹家 是中国炼丹术中承前启后的人物 不但受到中国学术界的重视 世界研究炼丹史的学者也很注意考证葛洪的生平和著作 葛洪炼丹的基本理论是认为一切物质都可以变 这一点与现代化学的观点是十分相近的 他认为 在诚心的要求和适当条件下 就可以变出最宝贵的仙丹和黄金 为了达到这个目的 他在炼丹时做了许多化学实验 制作了不少原始的实验仪器 积累了大量化学知识 例如 他发现了 以曾青涂铁 铁赤色如铜 曾青指蓝铜矿或孔雀石 碱式碳酸铜 把它涂在铁的表面 便呈现赤色 犹如铜的颜色一样 按现代的概念 就是铁能从铜盐中置换出金属铜 葛洪在 多年以前就具备这样的化学知识 确实属于化学界的先躯 袁翰青还指出 我国炼丹术的文字记录绝大部分都搜集在道教的丛书 道藏 里 由于在葛洪之后 从事炼丹的人大部分都是道教的道士或与道教关系很深的封建士大夫 因此 道藏 的内容涉及炼丹操作方法者很多 例如 太清石壁记 介绍炼丹方法 丹房须知 描写了炼丹的场所 龙虎丹台 它既不同于现在的厂矿 也不是化学实验室 而是把炼丹的器具放在小土台上 再在上面放置金属或土做的炉子 炉子里有鼎或匮 炼丹的原料就在里面发生化学反应 同时书中还描写了古老的蒸馏器和研磨器 石药尔雅 解释了炼丹家所用的许多药物的隐名 对研究炼丹家的著作很有帮助 金石簿五九数诀 讲述炼丹所用的药物 产地 提炼方法和鉴别真伪的方法 袁翰青指出 中国炼丹术无论在实验操作技术的发明或无机药物的应用方面 都为近代化学做了一些开路工作 是发展化学的先躯 葛洪 葛洪 公元二八四年至三六四年 字稚川 自號抱朴子 丹陽句容 今屬江蘇 人 東晉道教理論家 醫學家 煉丹家 自幼好學 廣覽群書 精醫學 尤好神仙養生之法 曾為司馬睿丞相 後任諮議 參軍等職 賜爵關內侯 聞交趾出丹砂 求為勾漏令 至廣州羅浮山煉丹 在山積年而卒 晉書