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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》中已有记录,这说明到了唐代,火药的配制技术已经提高、并
走向成熟。至于火药用于军事上的最早记载其说不一,一说汉代已有填装硝
黄混合物的竹筒,已具有原始火器的雏形,而北魏郦道元(约公元460~527
年)的《水经注》记载:公元228年,诸葛亮率兵围攻陈仓,魏明帝派将军
郝昭守城,“昭以火射连石拒之,亮不利而还”。而郝昭所用的火器则是魏
明帝宫中的兵器制造师马钧所发明的。这应是把火药用于军事上的最早记
载。
炼金术从本质上来讲是不科学,反科学的。所炼之金丹不仅不能使人长
寿成仙,反而会使人们命丧黄泉。但其理论上也存在着合理的部分。葛洪说:
“变化者,乃天地之自然,何嫌金银不可以异物作乎?”正是这种具有朴素
辩证法性质的思想,促使炼丹家们作了大量的化学实验活动,诸如蒸馏、升
华、溶解等。并且从中发现了诸如化合与分解、酸与碱中和、氧化与还原及
金属置换等化学变化规律。同时,认识了许多元素和化合物,发明了许多化
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学实验器具。所以恩格斯(1820年—1895年)把炼金术称作是化学的“原始
形式”。也正是这原始的形式为世界化学的发展产生了推动和促进作用。
7世纪,中国古代