24 (第2/3页)
② 颜真卿《抚州南城县麻姑仙坛记》,《颜鲁公文集》卷五。
第五节生物学的其他成就隋唐时期的生物学成就是多方面的。如作为植物无性繁殖的一种重要方法,这一时期对嫁接技术的认识和应用也有新的发展。这在韩鄂《四时纂要》一书中有所反映。该书《正月·接树》记载“接树,有取树本如斧柯大及臂大者,皆可接,谓之树砧。砧若稍大,即去地一尺截之;若去地近截之,则地力大壮矣,夹杀所接之木。稍小,即去地七八寸截之;若砧小而高截,则地气难应”,“插了,令与砧皮齐切,令宽急得所。宽即阳气不应,急即力大夹杀,全在细意酌度”,插枝后,“别取本色树皮一片,阔半寸,缠所接树砧缘疮口,恐雨入”,“其实内子相类者,林檎、梨向木瓜砧上,栗向栎砧上,皆活,盖是类也”。在上述引文中提出了接树和树砧的名称,并指出砧木大小与嫁接部位的关系,即稍大的树留砧可以稍高,如离地近则地方太盛,会夹杀所接的树枝,树小要截得矮些,否则地气供应不上。这里已注意到砧木的生长发育与从土壤中吸收养分及水分(即地力、地气和阳光)的情况,以及嫁接方式对其成活的影响。此外还特别提出要用本色树皮扎伤口,以减少外界不良环境的影响。所谓“其实内子相类者”,实际上是指明了嫁接时要以树木的“类”为标准,这不仅在嫁接技术方面有了提高,而且从理论上总结出接树的原理,即亲缘关系相近的树都可以嫁接。这个结论为种间嫁接提供了明确的指导原则。《四时纂要》关于同类的树都可以嫁接的记载,发展了《齐民要术·插梨》所载梨及柿的两种嫁接法,并对后世产生了很大影响。后来的一些重要农书如《种艺必用》、《农桑辑要》等都曾引用过《四时纂要》中有关嫁接的论述。
隋唐时期在大型真菌人工栽培方面也取得了新的成就。《隋书》记有《种神芝书》 卷,显然是有关真菌人工栽培的著作,但可惜早已失传。韩鄂《四时纂要》详细记载了两种栽培构树菌的方法,一种是“取烂构木及叶,于地埋之,常以泔浇令湿,两三日即生”,另一种是“畦中下烂粪,取构木可长六七尺,截断磓碎,如种菜法,于畦中匀布,土盖。水浇长令润。如初有小菌子,仰杷推之。明旦又出,亦推之,三度后出者甚大,即收食之”②。这两种方法是真菌段木栽培法的雏形,是在充分了解真菌生长条件等生物学知识的基础上创造出来的,这也是我国现存最早关于人工栽培食用菌方法的记载。唐代以后,食用菌的人工栽培更为发展,至元代王祯《农书》又提出了我国首创的香蕈断木栽培法。
生物防治是一种成本低、效益高,并且无污染,有利于环境保护的防治农林植物病虫害的极好方法。晋代嵇含《南方草木状》、唐代段公路《酉阳杂俎》都记载我国南方有一种蚁,比普通蚂蚁大,在柑桔上结窠,可防止柑桔为群蠹所伤。刘恂《岭表录异》明确记载“岭南蚁类极多,有席袋贮蚁子窠鬻于都市者,蚁窠如薄絮囊,皆连带枝叶,蚁在其中,和窠而卖。有黄色大于常蚁而脚长者。云,南中柑子树,无蚁者,实都蛀,故人竞买之,以养柑子也。”③据有关专家考证,这种蚁应为黄猄蚁。利用黄猄蚁防治柑桔树病虫害确实非常有效,至今仍为广东、福建一些地方的果农所采用。在生物 韩鄂《四时纂要》,见缪启愉《四时纂要校释》,农业出版社98 年版,第22—23 页。 ②引自缪启愉《四时纂要校释》,农业出版社98 年版,第88 页。
③ 刘恂《岭表录异》。
学史和农学史上,黄猄蚁的利用是生物防治害虫的一个最古老和最著名的例子。国内外学者公认我国古代对这一事实的记载最早,在这方面取得的成就要比西方约早一千年。
第五十一章物理学第一节力学知识关于物体的位置、运动及参照物我国自先秦时代已经有关于物体的位置及运动的讨论。《吕氏春秋》中著名的“刻舟求剑”的故事就是一个生动的例子“楚人有涉江者,其剑自舟中坠于水,遽契其舟,曰‘是吾剑之所从坠。’舟止,从其所契者入水求之。舟已行矣,而剑不行。求剑若此,不亦惑乎?”这位楚人只考虑剑坠入水时剑与船的相对位置,“从其所契者入水”,当然他不可能找到坠入江中的剑。而《吕氏春秋》的编纂者们则正确地指出,“舟已行矣,而剑不行”。船在运动,因此落入水中的剑相对于船的位置时时在变化。在不考虑河水的冲力作用时,剑相对于河岸是静止的。显然,故事的编纂者是知道如何能找到剑的。从物理学意义上说,这里的问题是,要选择恰当的参照物,才能正确确定物体的位置和描述其运动的状态。
古籍中后来有许多讨论或论述运动的记载。晋人葛洪有“见游云西行,而谓月之东驰”的论述。束晳又说“仰游云以观月,月常动而云不移,乘船以涉水,水去而船不徙矣。”②这就是说,以云作为参照物,月亮是运动的;以船作为参照物,则河水是运动的。《隋书》的这段记载肯定了束晳的看法。隋唐时期,人们对于运动的相对性有了更明确的认识。
重心与平衡我国古籍记载,先秦时期就有了一种叫做“欹器”或“宥坐之器”的器物,当注水于这种器物时,“虚则欹,中则正,满则覆”③。欹器的制造一直流传到隋唐以后。隋代,耿询就曾制造和进献欹器④。唐代,马待封制造了盛酒的欹器⑤。李皋也制造过,“皋尝自创意为欹器,以髤木上出五觚,下锐圆,为盂形,所容二斗。少则水弱,多则强,中则水器力均,虽动摇,乃不覆云”。这里以盛水多少表现出的水的力量的强弱,来描述其底锐圆的欹器盛水后的状态。“少则水弱”,即水少其重力不足以倾覆器物;“多则强”,即水多其重力强大以致倾覆器物;“中则水器力均”,即欹器年盛水适中时,水的重力与器物本身保持平衡。试图探究欹器盛水之后状态的原因,说明唐代人们对力和力的作用的认识又进了一步。
“被中香炉”是我国古代能工巧匠充分运用重心及平衡等物理学知识创制的。成书于晋代的《西京杂记》记载西汉时期“长安巧工丁缓者..又 《吕氏春秋》卷十五《慎大览·贵因篇》。
《抱朴子》内篇卷七《塞难》。
② 《隋书》卷十九《天文志》。
③ 《荀子》“宥坐”。
④ 《隋书》卷十九《天文志》、卷七八《耿询传》。
⑤ 《太平广记》卷二二六《伎巧二》。
《新唐书》卷八○《李皋传》。
为卧褥香炉,一名被中香炉。本出房风,其法后绝。至缓始更为之。为机环转运四周,而炉体常平,可置之被褥,故以为名”。它的结构特点是,“为机环转运四周,而炉体常平”。这实际上是一常平架装置,“机环”由回转轴线相互垂直并交于一点的三个金属环构成,内环轴上悬挂炉体。由于各环转轴彼此制约以及炉体本身重心的影响,任何情况下炉体都不会倾倒。因此若在炉体内点燃薰香,香炉可置于被中,而不必担心香灰倾覆烧毁被褥。根据史籍记载可知,被中香炉至迟在西汉时已经发明。二十世纪六十年代在陕西西安唐代遗址中曾出土制作精美的被中香炉和银熏球②。除被中香炉外,历代制作的类似装置亦用于取暖、娱乐等用途。而这种常平架装置,对后世航海和航空中不可或缺的仪器陀螺仪的发明,有重要启示。
对空气阻力、升举力和大气压力(压强)的认识唐代王冰在注《黄帝内经·素问》中指出“以物投井,及叶坠空中,翩翩不疾,皆升气所碍也。”此处所述表明,当时人们已了解,物体在空气中运动时,受到空气阻力及气流的升举力的作用。王冰的注接着指出“虚管溉满,捻上悬之,水固不泄,为无升气而不能降也。空瓶小口,顿溉不入,为气不出而不能入也。由是观之,升无所不降,降无所不升,无出则不入,无入则不出。”他做了两个实验一是把水灌进一根管子里,上口封闭并悬挂起,这时水不会从下口流出。二是要想把水很快地注入小口的瓶子里,是不可能的。可见王冰对管子和瓶子中水的出入以及水与气之间的升降关系进行了仔细的实验观察,并作出了合乎科学的解释。这两个实验的结果都说明了大气压力的存在。
唐代杜佑对利用虹吸现象“隔山取水”有详细的叙述“渴乌隔山取水,以大竹筒雄雌相接,勿令漏泄,以麻漆封裹,推过山外,就水置筒,入水五尺,即于筒尾取松桦干草,当筒放火,火气潜通水所,即应而上。”②大气压强的存在,使得人们能够利用虹吸现象来灌溉农田。尽管当时对虹吸的物理原理并无深刻认识,但是,密封竹筒、在筒尾烧干草、把水从低处引上来并且使水翻越过山,显然是总结了长期的实践经验的结果。
测定液体的浓度北魏贾思勰的《齐民要术》中有用水浮法选种的记载。唐代,段成式写到关于莲子在水中的沉浮状态“莲实,莲入水必沉,唯煎盐咸卤能浮之。”③因莲子的比重比水的比重大,故入水必沉。但盐卤的比重比水的比重大,且盐卤愈浓其比重愈大。虽然当时人们不可能有关于比重与浓度等明确的科学概念,但在长期的生活和生产实践中懂得,根据莲子在盐卤中的沉浮情况就 《西京杂记》卷一。
② 参阅史树青《古代科技事物四考》,载《文物》92 年第3 期,第47—52 页; 西安市文物管理委员会《西安市东南郊沙坡村出土一批唐代银器》,载《文物》94 年第 期,第30—32 页。 《黄帝内经·素问》卷十九《六微旨大论篇》第六十八。
② 《通典》卷一五七《兵十·隔山取水》。
③ 《酉阳杂俎》卷十九。
可以知道盐卤的浓度。由于盐业生产在我国历来备受重视,所以检测盐卤的浓度是很重要的事情,因此后世有许多关于这方面的记载。
力学知识在工程技术中的应用隋唐时期,工程技术中常常要应用力学知识。在许多大型的木构建筑如宫殿、佛塔的建造中,在大型铸件的吊装及天文仪器的制造安装中,在桥梁(如隋代建造的著名的安济桥)和舟船的建造中,无一不应用力学知识。可惜当时没有系统叙述或总结这方面知识的著作。
第二节热学知识段成式在《酉阳杂俎》中述及秦汉时期宫中曾有宝物“青玉灯”。唐代有一种很可能与“青玉灯”类似的,叫做“仙音烛”的器物。宋代陶穀在《清异录》中说到“(唐朝)同昌公主薨,帝伤悼不已,以仙音烛赐安国寺,冀追冥福。其状如高层露台,杂宝为之,花鸟皆玲珑。台上安烛,既燃点,则玲珑皆动,丁当清妙。烛尽绝响,莫测其理。”②此处所述,显然是因为蜡烛点燃后产生热气流,推动玲珑的花鸟模型转动,并发出叮当之声;蜡烛燃尽后,不再有热气流生成,模型停止了转动,声音也没有了。唐代人们还不能完全明白其中的科学道理,故而把这些器物视为至宝。而这些器物之所以奥妙,也正是因为它们符合科学原理,它们能在距今一千多年前设计制造出来,确实令我们赞叹。
《酉阳杂俎》卷十。
② 《清异录》卷下。
第三节声学知识振动、传声和共振人们久已注意到振动和声的各种现象。早在战国时期,墨家就在战争中利用声学效应进行侦察。《墨子》“备穴”篇中记载了通过监听埋在地下的陶瓮中的响声,可以判断敌人挖洞攻城的位置和方向。
这种利用固体传声和气腔共振的方法,在历代一直被用于战争侦探。唐代,人们使用称为“地听”的装置。李筌在兵书《太白阴经》中记载“地听,于城中八方穿井,各深二丈,令人头覆戴新瓮于井中坐听,则城外五百步之内有掘城道者,并闻于瓮中,辩方所远近。”杜佑亦有记载“地听,于城内八方穿井,各深二丈,以新罂用薄皮裹口如鼓,使聪耳者于井中托罂而听,则去城五百步内悉知之。”②唐代,人们还懂得消除声共振即共鸣的方法。有一个关于唐开元年间太乐令曹绍夔的故事“洛阳有僧,房中磬子,日夜辄自鸣。僧以为怪,惧而成疾,求术士百方禁之,终不能已。曹绍夔素与僧善,夔来问疾,僧具以告。俄击斋钟,磬复作声。绍夔笑曰‘明日设盛馔,余当为除之。’僧虽不信绍夔言,冀或有效。乃力置馔以待。绍夔食讫,出怀中错,鑢磬数处而去,其声遂绝。僧问其所以,绍夔曰‘此磬与钟律合,故击彼应此。’僧大喜,其疾便愈。”我们知道,当振动体的固有频率与周期性变化的外力的频率很接近或相等时,振动体的振幅会急剧增大,这就产生共振或共鸣现象。僧房中磬的固有频率与斋钟的振动频率很相近,因此当敲击斋钟时,磬便发生共鸣。在磬被锉过之后,质量发生了改变,因而固有频率也发生了改变,磬就不再与钟发生共鸣了。
音律学由于文化的繁荣和中外交流的密切,乐器的制作和使用方面亦愈加精良和广泛。因此,隋唐五代时期,人们继续从理论上和实践中探讨音律学的问题,特别是关于旋宫转调的问题。隋代刘焯、五代王朴等都作出过努力。王朴的新律是在三分损益法的基础上,适当调整一个音阶内其他各律的数值,使得清黄钟和黄钟的音高比值为二。这个方法实际上并未脱出三分损益法的框架,只是其结果在数值上与明代朱载堉的十二平均律很接近。
《太白阴经》卷四《战具类·守城具篇》第三十六。
② 《通典》卷一五二《兵五·守拒法附》。
韦绚《刘宾客嘉话录》。又见于王说《唐语林》卷五补遗。
第四节光学知识反射和折射隋唐时期,对于利用多枚平面镜多次反射成像的现象进行了许多讨论。
唐初,陆德明在《经典释文》里,注解《庄子》“天下”篇时指出“鉴以鉴影,而鉴亦有影,两鉴相鉴,则重影无穷。”可以看出,当时对两枚平面镜之间的反复成像已有充分认识。至五代南唐时,谭峭的认识更进了一步“以一镜照形,以余镜照影。镜镜相照,影影相传。不变冠剑之状,不夺黼黻之色。是形也,与影无殊;是影也,与形无异。乃知形以非实,影以非虚,无实无虚,可与道俱。”这里谭峭不仅指出了“影”(即像)可在镜中再次成像,因而“影影相传”,会有无穷多的像生成;而且进一步指出了平面镜所成之像与物完全相同,“形”“与影无殊”、“影”“与形无异”,因而无穷多个像也是完全相同的。
谭峭所撰《化书》中还有一段话“小人常有四镜一名圭,一名珠,一名砥,一名盂。圭,视者大;珠,视者小;砥,视者正;盂,视者倒。观彼之器,察我之形,由是无大小,无短长,无妍丑,无美恶。”②这段话无疑也与光学成像有关。目前对它有两种不同的解释。一种观点认为这里所说的“四镜”是四种面镜,叙述的是人或物经这四种面镜反射后所生成像的情况。圭为凹面柱状镜,得到放大的虚像;珠为凸球面镜,得到缩小的虚像;砥为平面镜,生成正立的像;盂为凹球面镜,生成倒立的像。另一种观点认为“四镜”是四种透镜,圭、珠、砥、盂分别为双凹、双凸、平凹、平凸透镜,叙述的是人或物经这四种透镜折射后所生成像的情况。②色散与虹从古代起人们就注意到自然界的色散现象,如虹,并试图解释其成因。
到了隋唐时期,这方面的认识有了很大的进步。唐初,孔颖达的《〈礼记〉注疏》中写道“若云薄漏日,日照雨滴则虹生。”可见当时对虹生成的情况已经观察得极为细致,结论十分科学,粗略地揭示出虹的成因。这种认识很可能被人们普遍接受,所以常见诸于唐代的诗赋题咏中,如“日影化为虹”(陈润《赋得浦外虹》);“日照虹霓似”(张九龄《湖口望庐山瀑布》)等。唐代张志和在《玄真子》中,除明确指出“雨色映日而为虹”之外,还写到“背日喷乎水成虹霓之状”③。这是人们有意识地进行的日光色散实验,它直接模拟了虹霓现象,表明了当时人们已了解虹霓现象人为产生的方法。 《化书》卷一《道化·形影》。
② 《化书》卷一《道化·四镜》。
参阅王锦光、洪震寰《中国光学史》第00—02 页,湖南教育出版社, 98 版。② 参阅Josepheedham,Sieeadivilisatioihia, Vol.4, art I,.7。③ 《玄真子》涛之灵。
第五节静电知识晋代张华曾仔细观察到“今人梳头、脱著衣时,有随梳,解结有光者,亦有咤声。”类似的情况也为唐代人们观察到。唐代段成式则记载,人们若在黑暗之中,对黑猫“逆循其毛,即若火星”②。此处所述的黑暗之中及黑色的猫,无非是为了看得更加明显而已。
《博物志》卷二。
② 《酉阳杂俎》续集卷八。
第五十二章化学第一节炼丹术的兴盛隋唐两代以至北宋是中国炼丹术发展的黄金时代。特别是唐代,由于皇室姓李,便附托老子李聃为始祖,尊之为玄元皇帝,并把道教奉为国教。唐代帝王多宠信方士,迷信神仙方术,炼丹术得到了统治者的支持。同时,许多文人学者热衷于问道寻仙,炼丹制药,出现了不少著名的炼丹家和内容丰富的炼丹著作。于是,中国炼丹术经过几百年的发展,在唐代达到了它的全盛时期。这一时期,火法炼丹与水法炼丹都有很多新的成就;用药品种大为增加,所用植物药料开始增多;实验操作更为复杂,炼丹工具和设备从两汉所用比较简陋的土釜竹筒等发展到特制的铁质上下釜、水火鼎、铜桶等;970年,在西安南郊何家村唐邠王府出土了一批炼丹药物和用具,从中可见这些药物和用具是相当精制和考究的;在理论上也趋于系统和完整,但失去了两汉时期那种较朴实的面貌,而更多地染上玄奥隐晦的神秘主义色彩。据梅彪撰《石药尔雅》记载,当时“有法可营造”的长生丹药就有九十八种,收录论述炼丹服食的书目则有九十七部。又据《铅汞甲庚至宝集成》收录的《神仙养道术》记载,当时流行的药金达十五种。以上这些都反映出当时炼丹术的兴盛情况。
炼丹家炼制的所谓“仙丹”,大多是含汞、铅、硫、砷的剧毒物质,吃了非但不能长生,反而会致人于死地。汉代诗人就有“服药求神仙,多为药所误”的感叹,以后不断有人对此发出警告,但服食受害者仍屡见不鲜。清赵翼《廿二史札记》卷十九“唐诸帝多饵丹药”条载,唐太宗、宪宗、穆宗、敬宗、武宗、宣宗皆服丹药中毒致死。皇帝如此,何况臣民百姓。当时一些大臣如杜伏威、李道古、李抱真等也都是因服食丹药中毒致死。白居易《思归》诗云“退之(韩愈)服硫黄,一病讫不痊。微之(元稹)炼秋石,未老身溘然。杜子(杜牧)得丹诀,终日断腥膻。崔君(崔玄亮)夸药力,终冬不衣棉。或疾或暴夭,悉不过中年。”炼丹术的兴盛带来了不尽的悲哀。但任何事物都有利有弊。这一时期,出现了不少在当时和对后世都有重要影响的炼丹家和炼丹著作。如孙思邈和他的弟子孟诜、陈少微、张果、玄真子、清虚子、楚泽先生、独孤滔等,都是其中的著名人物。他们或亲自进行炼丹实践,或着意收录前人经验汇编成书,从而在探索自然现象、认识自然规律、制备新的物质和保存原始文献等方面,做出了不可磨灭的贡献,推动了化学和药物学的进展。
孙思邈(58—82),其著述以医学为主,今存《备急千金要方》、《千金翼方》各三十卷。其炼丹著作多已失散,现仅存《太清丹经要诀》等。此书记有不少化学上的重要成果,如《伏雌雄二黄用锡法》一条,非常明确地介绍了用雄黄、金属锡制作彩色金(SS2)的方法雄黄十两,末之,锡三两,“铛中合熔,出之。入皮袋中揉使碎,入坩埚中,火之。其坩埚中安药了,以盖合之。密固,入风炉吹之。令锅同火色,寒之。开,黄色似金”。 赵匡华《化学通史》,高等教育出版社990 年版,第32—33 页。
《古诗十九首》,见南朝梁萧统《文选》。
《太清丹经要诀》“伏雄黄用锡法”,见《云笈七签》卷七一。
这是目前世界上最早的关于制得二硫化锡的明确和详实的记载。今人的模拟实验表明,这已经是一个相当成熟的方案。用此法制彩色金也较后世阿拉伯和西欧炼金家采用硫磺、硇砂的方法简便。因此它无疑是世界古代化学史中的一项卓越成就。②陈少微,也是著名炼丹家,生平不详,有学者推测是玄宗时人③。他所撰写的《大洞炼真宝经修伏灵砂妙诀》和《大洞炼真宝经九还金砂妙诀》,是两部重要的炼丹著作。《九还金砂妙诀》详细记述了丹砂的产地,第一乃至第七返的各种灵砂的制法。书中所载竹筒式抽砂炼汞(即从丹砂制水银)的方法尤其别致。这种方法是“先取筋竹为筒,节密处全留三节。上节开孔,可弹丸许粗,中节开小孔,如筋头许大,容汞溜下处,先铺厚蜡纸两重,致(置)中节之上。次取丹砂研细,入于筒中,以麻紧缚其筒,蒸之一日。然后以黄泥裹之,可厚三分,埋入土中,令筒与地平。筒四面紧筑,莫令漏泄其气。便积薪烧其上,一复,令火透其筒上节,汞即流出于下节之中。”这段文字清楚地叙述了这种操作简便、效率较高而成本很低的竹筒式炼汞装置和抽汞过程。陈少微在此书中提到的“销汞”法(即用水银和硫磺制取丹砂的方法)及其他一些丹法也相当详细。如在销汞法中,关于汞硫用量、火候掌握、操作程序、出现的现象,以至最后汞“化为紫砂,分毫无欠”的结果等,都有准确、细致的记载。从一定意义上说,把这些内容誉之为很有价值的化学试验记录并不为过。从中也可看出当时在制取红色硫化汞时所达到的高度工艺水平。
同时代的著名炼丹家还有张果,就是民间所传“八仙”中的张果老,玄宗时人,大约生活在七世纪后期至八世纪中期,生平不详。他著有《神仙得道灵药经》、《丹砂诀》和《玉洞大神丹砂真要诀》等。《玉洞大神丹砂真要诀》记述丹砂的产地、形状、性质都非常详细,其中提到用“汞一斤,硫黄三两”制成紫砂,其内容与陈少微《九还金丹妙诀》相类似。这里汞、硫两物的重量比为00∶9。而根据丹砂(硫化汞,HgS)的组成计算,汞、硫重量比是00∶。②陈张二人把硫磺的量加多,是因为硫磺容易燃烧而遭到损失的缘故,这是很有道理的,说明当时制造丹砂确已积累了丰富的经验。《太清石壁记》,作者楚泽先生,事迹不详。据《新唐书·艺文志》载,此书为隋开皇时著名炼丹家苏元明撰,唐肃宗乾元年间剑州司马编纂。书中记载的“艮雪丹方”,即为锡汞齐制法。此外还记载有制“水银霜法”,其飞炼要诀中所用药物为水银、盐、朴硝、太阴玄精和敦煌矾石。经模拟实验判明,如此飞炼所得的“水银霜”是升汞(Hgl2)或甘汞(氯化亚汞,Hg2l2 )与升汞的混合物。③这是我国现存古籍中制得升汞的最早记录。有些学者认为用这一方法制炼出来的水银霜是亚汞而不是高汞,因此应把水银霜改为水银粉(轻粉)才符合事实。另外,唐代水银霜是常用的内服药,并用作化妆品,② 赵匡华、张惠珍《中国金丹术中的“彩色金”及其实验研究》,《自然科学史研究》98 年第 期。③ 张子高《中国化学史稿》(古代之部),科学出版社94 年版。
曹元宇《中国化学史话》,江苏科学技术出版社979 年版。
② 张子高《中国化学史稿》(古代之部)。
③ 赵匡华、吴琅宇《关于中国炼丹木和医药化学中制轻粉、粉霜诸方的实验研究》,见赵匡华主编《中国古代化学史研究》,北京大学出版社985 年版。
②张觉人《中国炼丹术与丹药》,四川科学技术出版社985 年版。所以不可能是有剧毒和腐蚀性的升汞,孙思邈《千金翼方》所载《飞水银霜法》的制品,也只能是氯化亚汞(甘汞)②。王焘《外台秘要》所收西晋《崔氏方》“造水银霜法”时代更早,也确有可能制得氯化高汞,但因制炼条件较为复杂,能否实现,尚有待研究。
《黄帝九鼎神丹诀》是唐代一部重要的炼丹著作,书中含有丰富的化学知识。例如详细记述丹砂、雄黄、空青、矾石、朴硝等药物的产地及鉴别质量好坏的方法;记载了利用物质不同的溶解度来制取药物的方法,如利用朴硝和芒硝溶解度的差别来提取结晶硫酸钾等等,这种方法是前所未见的,是一项新的发明。还特别值得一提的是,书中收录的“假别药作石胆法”,非常详实地记载了石胆的人工合成法“青矾石二斤,黄矾一斤,白山脂一斤。大铁器销铄使沸,即下真曾青末二斤,急投搅,泻出做铤,成好石胆。看矾石等刚溶不尽,即投曾青末和苦水使相得,泻著矾石中消溶。泻出作铤亦得也。”这个方法利用了绿矾(黄矾)与曾青之间的复分解反应,其实质与现代无机化学合成方法,几乎完全一致,也是中国古代化学史上的一项很出色的成果。
唐肃宗乾元年间(一说武后至玄宗时),金陵子撰《龙虎还丹诀》上下两卷。金陵子的真实姓名已不可考,从他的道号来看,可能是今江苏人。《龙虎还丹诀》中对用砒霜点化白铜制取砷白铜的技术作了详尽具体的叙述。这是我国古代炼丹家的一项重要贡献。《龙虎还丹诀》还记述了十五种由各种铜化合物中提取“红银”(即红铜)的方法,甚至作了定量的研究。“炼红银法”的操作要领是将水银及少量水放在磨光的铁锅中,并投入石胆或曾青、白青等矿物原料,然后用文火加热到微沸,这时铁锅的铁将铜盐中的铜置换出来,通过搅动,铜与水银生成铜汞齐逐步固化而结成红银“砂子”,从而使铁锅不断裸露出新的表面。将红银砂子放在炼丹炉中加热,水银蒸发后就得到了红银(红铜)。这实际上是一种新的水法炼铜的方法。
除上述外,唐代还有不少炼丹著作,大多收入《道藏》洞神部众术类中,如《金石簿五九数诀》、《铅汞甲庚至宝集成》、《真元妙道要略》、《张真人金石灵砂论》、《修炼大丹要旨》、《太虚丹经》、《灵宝众真丹诀》、《涌泉匮法》等。其中也载有不少关于中国古代炼丹化学成就的珍贵资料,有的书如《金石簿五九数诀》还可能是翻译外国的或者由外国人撰写的作品。可惜的是对许多炼丹著作迄今尚缺少甚至无人进行深入的研究。
此外,唐代的医学和本草学著作中也记录了有化学意义的一些重要成就,其中有些与炼丹术是密切相关的。例如孙思邈的“飞水银霜法”,又如《唐本草》记载的“银膏”制法用白锡、银箔和水银合成之,“凝硬如银”,这是世界上见于记载的最早的补牙合金。此书还叙述了氯化铜的制法“以光明盐、硇砂、赤铜屑酿之为块,绿色。”其制银粉法,也很神妙,大致过程是用汞把银箔化成银汞齐,再加入硝酸钾、食盐并研成粉末,加热后汞即升华,再用水淘洗便得到了银粉。另一方面,通过炼丹所得到的化学药物,在医学上得到了广泛的运用。如其中有些丹药具有提毒、拔脓、杀菌、消炎等显著功效,有些则是治疗疥癣、湿疹等皮肤病的良药,现在仍然应用于临床,这也是炼丹术的重要贡献。
第二节火药的发明火药是中国古代炼丹家最伟大的发明和最杰出的贡献。火药作为中国古代的四大发明之一,对于世界文明的进步产生了不可估量的影响。
火药的基本成分是硝、硫和炭。而硝石、硫磺和含碳物质则是古代炼丹家所常用的药物。其中硝石是火药的关键原料,中国早在两千多年前已利用硝石。马王堆三号汉墓出土帛书的医方里已有硝石,西汉司马迁《史记》亦载名医淳于意曾用消石(即硝石)治病,在《神农本草经》中,硝石被列为上品药。硝石也是一种主要的炼丹药剂。早期丹经《三十六水法》就着重介绍了硝石在水溶液中对丹砂、雄黄、云母、石英等矿物的化学作用。中国使用硫磺大约始于西汉。《神农本草经》将硫磺列为中品药,说它“能化金银铜铁奇物”。早期炼丹术著作《黄帝九鼎神丹经》和《三十六水法》,已用到硫磺,称之为“石亭脂”。三国两晋时期,中原地区开始从焙烧黄铁矿制取绿矾的窑顶上收集冷凝成液的硫磺。至于炭类,更是古代常常接触的物质。中国炼丹家对于硝、硫、炭类物质性质的认识和应用,为火药发明创造了条件,奠定了重要的基础。
中国古代炼丹家在炼制丹药的过程中,常常使用硝石、硫磺、雄黄、雌黄和含碳物质等药料。而如果将这些药料混在一起加热,就有可能发生猛烈的燃烧甚至爆炸现象。葛洪《抱朴子内篇·仙药》中的“饵雄黄方”就是一个可能引起爆炸的配方。另外,炼丹家们还有一种“伏火法”。在古代炼丹术语中,“伏”的含意和目的还不是很清楚的,但大致上说,“伏”是驯伏,即降低某种物质的毒性或使不稳定的物质变得稳定,便于控制,以及制得相关的产品等。例如对硝石、硫磺、雄黄的
(本章未完,请点击下一页继续阅读)