世界古代后期科技史-第33章
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又向前大大跨进了一步。春秋以后由于铁器的广泛使用，进而又发现了磁石
吸铁的特性，从而有可能出现人工磁化的铁。这是继磁石指极性后物理学上
的又一重要发现。约到公元10世纪，经过对人工磁化方法和使用磁针指向的
探索研究，最终发明了指南针。
然而，中国古代物理学的发展也不是一帆风顺的。由于传统观念对纯理
论探讨的轻视与排斥，将记载大量物理学知识的《论衡》加上“秘玩以为玩
助”的罪名，视为“异端邪说”而长期遭受冷落。加之当时中国古代科学家
还缺乏将力学、光学、热学等物理现象进行独立研究，建立独立的、系统的
学术系统的意识，因此中国古代后期的物理学研究，还无法形成完整、系统
的理论体系。
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十一、世界古代后期的化学
在古希腊，根本就没有化学这一名词，更谈不上什么独立的学科。化学
一词（chemistry）最初见于佐西摩斯的著作中，有可能是来源于《圣经》，
但最可靠的说法是起源于埃及，意义为黑土。因为当时炼丹盛行，第一步是
实现物质的“黑化”，于是化学就是黑化的工艺。在希腊时代的亚历山大，
许多化学工艺方法日益完善起来。这种由古埃及教堂祭司们所掌握的“神秘
艺术”处方（包括加工和仿制贵重金属的知识，占星术和魔术方面的资料，
以及充满迷信的题外话、祈祷文和咒语等），开始广泛用于冶金、金属加工、
染色工艺、制药等方面。当时统治人们头脑的哲学思想是斯多噶主义和卜拉
迪拉斯（公元204—270年）的新柏拉图主义，对古代唯物主义的学说加以歪
曲和神秘化，更促进了魔术、占星术、炼金术的发展。
中国古代的化学，并非当今意义上的化学研究，最多只是化学知识的简
单积累和应用，主要表现在炼丹术、酿酒、造纸、玻璃制造、陶瓷、金属冶
炼的生产过程之中。
1。古希腊罗马的炼金术
希腊古代炼金术是希腊化时代各种思潮汇聚交融的结果，是柏拉图——
亚里斯多德雅典学派的希腊哲学、东方 （波斯、巴比伦、印度）神秘主义与
埃及冶金、染色、玻璃制造工艺等3大潮流相结合的产物。大致内容是把金
属染色、使铅、汞等常见廉价的金属变为金子一样纯美贵重的金属。
一般认为，希腊炼金术大约兴起于公元1世纪，鼻祖当推特立斯梅吉士
特斯 （古埃及之神），而实际上最初的炼金术士是希腊化后期时那些注重实
际、掌握实验技艺的工艺家。他们的活动（至少一大部分）肯定与古埃及叙
述伪制黄金的方法书籍“纸草书”中所描述的方法有关，他们深受亚里斯多
德哲学中“万物自发趋于尽善尽美”思想的影响，希望他们所仿制的伪金也
尽快完美起来，于是，炼金术在希腊化国家内大大兴旺起来。
关于炼金术方面的书籍，早就有很多，只是由教司掌握，秘而不宣。公
元初期的著作内容多是神秘与实际并存。如在公元100年时，以德谟克利特
名义写的一书中，在同一篇论文的不同部分记载了实用秘方和神秘的推理。
到公元3世纪时，李顿和史塔柯姆的古文书籍已全是实际经验的总结。那些
实用古文书籍讲述了伪造金银的技术秘方，以及制造人造宝石和染料的方
法。如用其它金属冒充金和银时，就将金属表面镀金。也有将镀有其它金属
表层去掉以显露出原来的金银的方法。
希腊炼金术士们以古雅典斯多噶学派的灵气是万物核心成分、是决定各
种物质实体本质的东西、而且某种物质的灵气能使其他材料的个体朝着该物
质的方向变化的思想为前提，认为只要先使待加工的材料死亡，失去了固有
的灵气和个性、尽可能返原物质状态，然后赋予它新的灵气，使它产生新的
属性、形式，新物质便产生了。但是还须进行一段时间的热、湿处理，来促
进被加工材料的转化、萌生和成长，最后变成黄金那样的完美形式。他们还
认为，彩色是物质更重要的、本质的属性，物的灵气多体现在颜色上，如能
在金属物表面镀金或染上一层色，就算使它得到了黄金的灵气，并开始了向
黄金的转变。以上述思想为指导，希腊炼金术的大致过程是：首先使被加工
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的材料死去，即将多种贱金属融化呈黑色，以表示失去灵气；其次是用白银
蒸汽将黑色合金物变白，表示赋予了它新的灵气，这一过程又称成银；再次
用硫磺水、多硫化钙溶液蒸煮合金，或用硫磺蒸汽熏染合金，使其变黄；最
后是加工处理过程，将合金洗净，除锈。用这种方法制成的伪金被称作“珊
瑚金”。
早期的炼金术士中有人认为，金属也有性世差别，本身有雌雄之分。犹
太人玛丽曾指出：将雌雄结合，您可得到您所求，银很容易与铜结合，象马
驴、狼狗一样。这种思想对后来的炼金术有一定的影响。
公元1至5世纪是古希腊炼金术的兴盛时期，公元292年，罗马皇帝戴
克里先曾下令焚烧一切关于炼金方面的书，使炼金术的发展受到了严厉的打
击。到西罗马灭亡后，炼金术日渐衰微下去。这一时期的炼金术虽然最后是
无果而终，但遗留下了大量的化学知识，以及一套完整的蒸馏设备，包括烧
瓶、烧杯、漏斗、过滤器、水浴器、灰容器、承受器、升华器等，并为历代
所沿用，直到19世纪后才开始增添新的设备。
2。中国古代的炼丹术与化学
（1）炼丹术与化学
中国炼丹术源远流长，持续了2000余年。虽然说是兴起于秦汉之际，但
早在原始社会时期就已形成万物有灵和万物由神主宰的观念，这无疑是它的
先声。随着医学的进步，到春秋战国时期，长生不老的思想盛极一时，并把
希望寄托在仙药、神灵的身上，于是神仙之说大兴，寻药、求仙活动也蓬勃
发展起来，尤其是北方的燕、齐，南方的楚国，广泛流传着关于神仙和不死
仙药的传说。在这种背景下，作为原始宗教迷信的信徒及执行者的巫人逐渐
变成方士，专门从事求仙及寻药活动，成为神仙说和不死奇药说的鼓吹者和
编造者。秦统一中国后，秦始皇一心欲求长生不老之药，遂大肆搜求，海内
游遍不遇，海上寻仙又受挫，在这种情况下，一些方士便鼓吹黄金、白玉、
云母为仙物，食后可不老，并开始制造丹砂，从此便揭开了中国炼金术的序
幕。炼丹术的出现在客观上为化学的发展积累了一些知识。公元前2世纪的
《淮南万毕术》中就载有“朱沙为澒（g％ng汞）”即从硫化汞中提取汞的化
学知识。
应该说，中国炼金术正式起源于西汉初年，到汉武帝 （公元前140年—
前88年）时，方士倍受尊重，民间形成了炼丹热潮。自从东汉张道陵创立道
教后，炼丹术便为道士们所掌握，并成为他们立教的基础；他们倾心修炼，
四处采药，足迹遍及半个中国。
东汉初出现了《黄帝九鼎神丹经》，记载了用丹砂、雄黄、黄丹等可炼
制丹药、以及九种神丹大药的炼制方法。该书被认为是中国最早的丹书。公
元2世纪，东汉魏伯阳（约公元100—170年，名翱，号伯阳，后人称为云牙
子，会稽上虞人。）曾著《周易参同契》，该书被称为世界上现存最早的炼
丹术专著。书名大意是周易、黄老、炉火三家理论参照而契合为一。全书共
3卷，内容大致是用《周易》爻象的神秘主义思想来论述炼丹、修仙的方法，
在涉及物质变化的理论中描述了汞有挥发性并能与硫化合；第一次记载了用
两种元素合成的化合物。描述了把红色硫化汞加热分解成水银，将水银和硫
磺加热，升华成红色硫化汞，这是化学发展史上最早的人工合成化合物的方
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法。书中还记载了铅丹 （即四氧化三铅）能被炭还原为铅；提出了影响物质
起化学变化的配方比例的概念；这种概念虽然表述得不十分清楚，但在客观
上为化学的发展积累了知识。
到魏晋南北朝时期，中国的炼丹术已相当成熟，一些医学家和炼丹家对
过去几百年所积累的炼丹知识进行总结，从中吸收有益的东西，先后撰写出
了《太清丹经》、《五灵丹经》、《三皇内文》、《岷山丹法》等200多种
丹经、道书，出现了一派繁荣的景象。著名医学家葛洪采众家之长，写成《抱
朴子》一书，共20卷，论述了战国以来的神仙家理论，并对炼丹术的指导思
想、理论基础，以及当时炼丹术所取得的成果作了全面系统的总结，主张内
修与外养相辅相成，不能顾此失彼；提出要想不老如仙，必须既外服金液、
还丹等神丹火药，又要内练自身，包括凝练精气、保精守一、导引行气、闭
息归真、调协阴阳、还精补脑、食饮有度、兴居有节。外篇50卷为政论性部
分，宣扬儒家思想，主张人人都能得道成仙，提出以神仙养生为内，儒术应
世为外的政治主张。
由于葛洪的潜心研究，因而在炼丹术方面有很高的成就，当时他已经掌
握诸如化合、分解、置换、升华等化学反应方面的知识，葛洪发现了化学反
应的可逆性，他说：“丹砂烧之成水银，积变又还成砂”。他又说：“铅性
白也，而赤之为丹（即四氧化三铅）；丹性赤也，而白之为铅”。这是化分
与化合，氧化与还原的朴素的表述。这些成就，使其成为现代化学的先驱人
物。而《抱朴子》一书也是现存的最完整、最系统、最严密的炼丹术专著。
中国炼丹术的发展，给中国古代化学的进步以极大的促进，主要表现在
医药化学和黑火药的出现等两方面。炼丹术士们为后世留下了相当丰富的矿
物性医药制剂的丹方和制药方法，主要的有火法炼丹和水法炼丹。火法炼丹
指不加水进行焙炼。大致工序为：煅 （长时间高温加热）、炼（对干燥物继
续烧炼）、炙 （温火局部烘烤）、熔（高温熔化）、抽（蒸馏、升华）。已
使用了丹砂、铅等矿物，已知汞、丹砂、黄丹 （即四氧化三铅）的制法。水
法炼丹是利用物质在液体溶液中的复杂反应而制丹药。工艺步骤是：化 （加
热使物质溶化）、淋 （将固体溶解）、封（密封起来，埋于地下或长期置于
黑暗处）、煮（放在水中加热）、熬（长时间高温加热）、养（较低温度加
热）、酿 （置于含碳酸的容器中或阴暗潮湿处，令其变化）、点（用少量药
点化）、浇（冷却）。可能还有过滤、结晶的过程。一般情况下是把药物（醋、
硝石、水银）放入一耐腐的溶解槽中，能很容易溶解黄金等。有时还放入石
胆 （硫化铜）来催化丹砂（硫化汞）等溶解。正是掌握了这些知识，汉初出
现了用铁加入硫酸铜中加热得铜的置换反应。南北朝时的陶弘景发现将醋、
碱性硫酸铜 （或碱性碳酸铜）、涂铁加热可得到熟铜。这是世界上最早的胆
水炼铜法，比欧洲早1000多年，为后来胆水炼铜法奠定了基础，是化学史上
的一大贡献。
炼丹术与医学无严格界线，炼丹家在当时几乎都是医学家，可以这么说，
中国明代以前医药化学的成熟主要是从炼丹家的活动中取得，而见于炼丹家
著作中的矿物药剂的丹方，主要在后来的医疗实践中得到检验与发扬光大。
而炼丹家们在医药化学方面的成就主要集中在汞化学、铅化学与砷化学方
面。
在汞化学中，水银的升炼有着重要的意义。最先人们利用的可能是天然
水银。春秋战国时，开始用低温焙烧法从丹砂中烧炼水银，其反应如下：
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HgS＋O=Hg＋SO↑
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东汉以后，出现了在密闭系统中加热分解丹砂。冷凝水银的生产方法是
采用下火上凝的方式，但生产效率低。当时炼丹士们已知在空气中加热水银，
会变成红色氧化汞 （称作神丹，为“还丹”之一），以及“黄芽”（可能是
硫磺）与水银化合成黑色硫化汞 （称为“青砂头”），并逐步探索制取“灵
砂”，成为中国古代汞化学中的最大成就。东汉时炼丹家们将水银、硫黄、
盐放在一起升炼，得到了甘汞（HgCl），东晋时，炼丹家又在升炼水银、
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硫黄、盐、硝石过程中得到了升汞 （HgC1），成为两种重要的药物。另外，
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汞化学还包括鎏金术。因水银可与金、银、铅、锡等形成汞齐，而由汞齐又
可提出金、银来。
在铅化学中，人们最早知道了铅粉 （即胡粉、碱式硫酸铅），并用作化
妆粉、颜料、琉璃釉料。铅粉很容易在加热中生成黄色氧化铅 （即黄丹，又
称玄黄），再进一步焙烧，可生成四氧化三铅 （即铅丹）。东汉时人们用吹
灰法提炼金银中发现了黄丹的制法。
含砷矿物如雄黄、雌黄、礜石、砒黄、石等也是炼丹家们常用之物。葛
洪在《抱朴子》卷11《仙药》中曾指出：将雄黄、猪大肠、少量硝石三物合
炼。即可得到单质砷，这应是中国古代砷化学的最大成就。
炼丹家在长期炼丹活动中，不断接触并使用硝石、硫磺与木炭。用这三
种物质则能制成火药。早在公元前3世纪至前1世纪的秦汉时期，当炼丹术
从开始走向兴盛之际，人们已掌握了硝石的一些性能。东汉时成书的 《神农
本草经》中就有熔炼硝石能得膏泥的记载。早期的术士们曾把五金、八石、
三黄（硫黄、雄黄、雌黄）、汞、硝石、炭、松脂以及多种草术药品混合共
炼。以求制成“金银”和长生不老药。用硝石与三黄、炭、松脂共炼时，则
极易燃烧、爆炸。这种现象孕育了火药的发明。著名炼丹家葛洪在公元 300
年左右，曾将硝石、硫和含炭物混合起来，就已接近原始火药。虽然他们没
有给火药定义，但这与民间流传的“一硝、二磺、二木炭”的火药简易配方
是一致的，其化学反应与现代的简易配方与反应式“2KNO＋3C＋S=N↑＋3CO
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↑＋KS＋169千卡”很相似。所以可以说他们已经制成了黑火药。到了公元650
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年左右唐代的名医孙思邈在他的著作《丹经》一书中，提出了火药的一种配
方，将硫磺、硝末、木炭制成一种可燃烧的粉，用来发火炼丹。在古籍《诸
家神品丹法》中已�
