吳美春 王上銳
摘要:中國古代勞動人民在改造自然過程中,展現出高超的智慧,在實用化學、化學技藝、化學物質、化學現象、化學假說和觀念上取得了驚世駭俗的成就,但這些成就未能舉世矚目。在一批學者的努力下,一些成就讓世人知曉,但更多的中國古代化學史未能走進經典教材,尤其是中學課本,這意味著在教育實踐中傳承發揚中國古代的優秀文化任重道遠。
本文簡要評述了中國古代化學史的研究工作,并對中國古代化學史的研究工作提出一些反思和建議。關鍵詞:中國古代化學史;實用化學;化學技藝;優秀文化
文章編號:1008-0546(2023)08-0090-07?? 中圖分類號:G632.41?? 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2023.08.019
化學史幾乎伴隨著人類的整個文明史。令人遺憾的是,現代主流文獻和教材都認為,研究原子從德謨克利特開始,研究元素從亞里士多德開始,研究工藝從古埃及開始,研究物質從古希臘開始,幾乎不見中國古代化學的蹤跡。[1]翻閱化學史資料,中國化學取得的成就令人自豪,尤其是中國古代化學成就更是令人震驚,教師隊伍和學生群體鮮有從專業角度深度了解我國古代勞動人民取得的巨大成就,在當時的生產力條件下能取得這樣的成就實屬不易,它為現代科技的發明、發現奠定了堅實的基礎。中國古代勞動人民的智慧、樸素的唯物觀應該要讓我們的學生知曉,它是祖輩的文化遺產。
2014年,教育部提出核心素養體系,明確學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。化學學科核心素養包括五個維度,其中“科學態度與社會責任”核心素養內涵豐富,是核心素養中高層次的價值追求。化學史尤其是中國古代化學史對于發展“科學態度與社會責任”核心素養的教學具有不可替代性,中國古代化學史具有求實求真的科學意識,批判實證的科學態度,實踐應用的科學精神,魅力化學的科學價值。結合具體的化學知識,有機融入化學史素材,有效踐行立德樹人的社會責任。
著名化學家傅鷹先生曾說過:“一種科學的歷史是那門科學最寶貴的一部分,科學只給我們知識,而歷史卻給我們智慧。”[2]我們培養的下一代需要較好地認知中國古代化學,才能在國際舞臺上講出中國古代化學史的中國技術、中國制造和中國故事,展現中華民族的中國智慧。
古代化學史研究是一個系統工程,是一個涉及多部門和多學科的大課題。筆者根據查閱到的一些前輩學者的研究文獻,從專家學者對古典文籍的研究工作一些重要的方面進行簡單的梳理。
一、研究中國古代化學史的著名學者
李喬蘋是第一位系統研究中國古代化學史的學者,曾編撰中國近代史上第一部化學史教材《中國化學史》。他最早把中國古代化學工藝成就全面系統地推向國際舞臺,在哈佛大學出版了《中國古代化學工藝》(The Chemical Arts of Old China)。兩本著作在國內、國際受到高度評價,多次再版。他說:“中國化學有光榮悠久之歷史,惜無史書,以表現過去之陳跡,甚至于世人不知中國古代有化學。今欲發揚光大,非我化學界之責歟。”[3]
袁翰青提出化學史研究要遵循三原則和四方法,廣泛地搜集和整理許多史料,對中國古代化學史的研究起了很大的推動作用。他還對我國古代造紙、陶器制造、銅器冶鑄、鎳白銅研究、釀酒起源、制糖歷史、豆腐起源、本草化學知識和物質理論等做了深入的研究和考證,具有很高的學術參考價值。他還擔任李約瑟《中國科學技術史》翻譯出版委員會委員,并參與翻譯《中國科學技術史導論》工作。[4]
張子高在一線鞠躬盡瘁六十年,對古代青銅器、鋼鐵冶金、煉丹、陶瓷、造紙、釀酒中的化學理論、化學物質和化學技藝、化學史東西方交流及科學史方法論等作出了重要的貢獻。嚴濟慈對其評價:化學先驅,一代師表。[5]
張資珙學貫中西,精通古漢語和古文學,通曉多門外語,系統研究中國古代哲學史,古代科技發明,道教、佛教和煉丹等,并且把他的研究內容翻譯成英語,讓中國科技傳到西方。他研究了中國數千年來科學上貢獻的問題——“李約瑟問題”提出之前,他也系統研究和思考過,李約瑟寫《中國科學技術史》時,多次寫信與之探討和交流,并曾親自到中國當面請教。他還受邀到劍橋大學、牛津大學、倫敦大學、巴黎大學和布魯塞爾大學等校講學,講述中國古代許多的發明創造和科學技術,在歐洲學術界引起很大反響,更多的歐洲人知道了光輝燦爛的中國古代科學文化。[6]
1932年,中國化學會成立。化學會許多成員,如丁緒賢、王璉、曹元宇、戴安邦、曾昭掄、陳裕光、吳承洛、周仁、柳大綱等,都很重視化學史的研究和化學史教育。
二、中國古代化學史重要的文獻資料
中國古代化學的古典文籍繁多,本文僅列舉部分學者研究過或者總結過的代表性古籍。如先秦的《考工記》、最早的藥學專著《神農本草經》,東漢魏伯陽的《周易參同契》、賈思勰的《齊民要術》、葛洪的《抱樸子》、宋人曾公亮組織官修《武經總要》、朱翼中的《北山酒經》、竇革的《酒譜》、道教鴻篇巨制《道藏》、李時珍的《本草綱目》、沈括的《夢溪筆談》、宋應星的《天工開物》、茅元儀的《武備志》、唐英的《陶冶圖說》、王灼的《糖霜譜》和朱琰的《陶說》等。[7]
中國古代化學史重要的研究文獻首推袁翰青于1964年在《化學通報》上發表的“近年來中國化學史研究工作的進展”一文,該文引用的115篇文獻也是研究中國古代化學史的重要文獻。1984年發表在《化學通報》題為“我國化學史研究的歷史回顧”的論文,對化學史的研究進行了較為全面的評述。[8]
趙匡華、周嘉華、王揚宗、王治浩、張藜、陳歆文6位專家合編的《中國化學史》一書,歷經十余年,于2003年8月出版。該書由“古代卷”和“近現代卷”兩部分組成,“古代卷”介紹了化學知識的萌芽與化學工藝、金丹術的興起,以及古代化工體系的充實,步入鼎盛的金丹術和某些成熟的化學工藝、古代化學化工等內容。[9]
曹元宇著的《中國化學史話》一書,從古代寫到近現代,是其幾十年從事化學史研究的結晶。書中對古代化學技藝諸多專題列出了重要的參考資料,這對中國古代化學史的研究很有參考價值。[10]
張子高著的《中國化學史稿古代之部》、周嘉華等著的《中國古代化學史略》、趙匡華的《中國古代化學》、馮家升的《火藥的發明和西傳》、楊寬的《中國土法冶鐵煉鋼技術發展簡史》、章鴻釗的《中國古代金屬化學及金丹術》、陳萬里的《中國青瓷史略》等都是對化學史研究有重大影響的專著。[11]
三、中國古代化學卓越成就
1.世界首創發明和發現
從現代科學來分析,紙是纖維打散后再均勻鋪成薄片的產品。古代造紙工序大致有纖維素和非纖維素分開、漂白、上膠、填料和染色等,每一道工序都有化學藥品的使用、化學技術的應用,是我國古代勞動人民汗水和智慧的結晶,是我們中華民族的驕傲和自信。造紙術比紙張本身傳播得快,主要是三條線路,東傳朝鮮和日本,西傳阿拉伯,南傳印度。一般歷史書本把公元105年視為蔡倫改進造紙年,[11]大量的出土紙張證明在這之前已經有植物纖維紙張了。紙張的發展經歷動物纖維變為植物纖維,紙的繁體字偏旁“絲”的由來也印證了很早就有某些工人用蠶絲纖維做成紙張,蔡倫在某種意義上是改進了造紙術,大力推廣了植物纖維紙的普及和使用。
公元二世紀魏伯陽著的《周易參同契》,是世界公認最早的煉丹著作,是世界最早的化學和技術文獻。中外學者均認同“煉丹”起源中國,后來傳到阿拉伯,成為近代化學的起源。煉丹術作為現代科學方法的先驅,馬克思和恩格斯把煉丹譽為“現代實驗科學真正的始祖”。[2]該書從陰陽、八卦和五行理論發展了樸素的辯證哲學思想和物質觀理論,記載了水銀的流動性和揮發性,容易與硫磺化合,容易與鉛形成鉛汞齊,從而將液態的水銀固定,四氧化三鉛能被炭還原,幾種金屬在一起形成性質不同的合金,黃金的穩定性等。[12]
卷帙浩繁的古典籍《道藏》,收錄多達五千多卷書,含很多煉丹的典籍。化學家和中醫藥學家葛洪和陶弘景應該是同時代最偉大的煉丹術探索者。《道藏》收錄了葛洪的十三本著作,其中《抱樸子內篇》是研究化學史重要的文獻,《肘后備急方》是一部偉大的醫學著作,青蒿治療瘧疾是該書中的一個古方子,青蒿素是青蒿植物的現代有效提取物,屠呦呦命名為青蒿素。陶弘景著作中記載最早的焰色反應鑒別含鉀元素,關于“粉錫”(堿式碳酸鉛)、“鉛丹”(四氧化鉛)、“鐵落”(硫酸亞鐵)、“石鐘乳”(碳酸鈣)等物質的制備、組成和性質研究。煉丹不僅產生了大量的無機物質,以及對這些物質的性質研究和相關反應,還產生了麻黃素等醫用有機物質,蔚為驚嘆。[13,14]
瓷器是我國人民對世界文化最偉大的貢獻之一。釉在宋應星的書籍里稱為“銹”。魏晉出現施釉較厚,顏色深綠的陶器,這是制陶技術逐步發展而達到瓷器邊沿的象征。[14]瓷器在兩晉、南北朝青瓷基礎上進一步發展,隋唐已經出現達到現代技術參數的瓷器。由于唐朝禁止銅鑄生活用品,加上飲茶習慣的形成,百姓用的器物逐漸為陶瓷所代替。景德鎮瓷器白度達到70%,胎釉中氧化鈣含量極高,已達到現代高級細瓷的標準,可見在唐代我國的瓷器已經達到很高的水平。五代出現“雨過天青器”:青如天,明如鏡,薄如紙,聲如磬。開放的宋朝將瓷器和絲綢一同列入對外貿易清單中,造瓷有了精細的分工,使得明代燒瓷技術進一步發展,達到一個新的高峰,白釉和青花器登峰造極,單色銅紅釉燒制成功,出現斗彩、五彩和填彩等多樣化的加彩技術,白度達到75%,燒制溫度達到1310℃。[14]
火藥的發明與煉丹術和本草學有著不可分割的聯系。煉丹家控制某些劇烈的反應,應該是早期火藥的雛形。常出現“伏火法”這種劇烈燃燒性的藥劑,是煉丹家在試驗實踐中發現的。[8]《道藏》收錄的《真元妙道要略》記載:“有以硫磺、雄黃會硝石(KNO3),以蜜燒之。燒手面及屋宇者,迷錯為道之人。”硫磺、炭和硝石不就是黑火藥的成分嗎?描述煉丹失敗證實了黑火藥早期實驗雛形。火藥早期應用于煙花,而后應用于軍事,有它的歷史背景。雖火攻之法用于軍事很早,可是發火物質是油脂和松香等易燃物品,并不是真正的火藥。北京歷史博物館里,陳列著一尊元至順三年(公元1332年)的銅大銃,它是已發現的世界最古老的銅炮,從宋高宗紹興二年(公元1132年)使用竹制火槍開始,已過了兩個世紀。[14]
氧氣的性質研究開啟了現代化學的開端,這是18世紀的科學事件。普利斯托利(Priestley)、舍勒(Carl Wilhelm Scheele)和拉瓦錫(Antoine-Laurent de Lavoisier)是這個事件的主角,目前主流教材幾乎沒有提到中國古代公元8世紀的馬和,連他的名字都是法文或者俄文再翻譯過來的。他的名字現在只知道它的法語:Maó-hhóa,其他語言:Mao Hua、Mao-Khoa 和 Mao Xoa等,以致有很多種中文翻譯:毛華和孟詰。幸運的是,1810年克拉普羅特(H. Julus Klaproth)發表的法語論文用原始中文字(平龍認)寫出了文獻的原始出處,作者應是已在俄羅斯或者德國見過《平龍認》這本古籍,而蘇聯化學出版社出版的涅克拉索夫所著的《普通化學教程》也描寫了馬和發現氧氣(馬和稱陰氣)以及《平龍認》這本書。克拉普羅特指出,中國唐代Maó-hhóa著的《平龍認》文中記載空氣由陰陽二氣組成,陰氣就是18世紀70年代確切證明的氧氣。雖然證實工作需要時間,但是經典教材在講到氧氣發現歷程時,應該引用馬和與他的《平龍認》[13]。
麥曲釀酒是中華民族超越其他民族的一項重大的獨創性發明,這項發明應當早于夏朝,然后慢慢成熟成為一門技藝。宋朝發明了耐高溫、耐酸敗的紅曲,是中國勞動人民天才的發明。我國自漢朝開始從西域引進葡萄,而葡萄酒在中國沒有發展開來,跟我們普遍用曲是分不開的。葡萄酒是未糖化的酒,加曲反而會影響口感。記載釀酒技術、技藝的古籍有兩種:《齊民要術》和《北山酒經》,這些古文字記載技藝是其他早期文明所沒有的,是世界工藝史重要的參考資料。[14]
公元前2世紀,古幣中的白銅成分即為鎳,波斯稱白銅為“中國石”,德國人卻翻譯為:German Silver,張資珙曾怒批這種意在抹殺我國勞動人民在化學工藝上成就的不道德行為。[6]含鎳白銅的出現和使用,是我國勞動人民在金屬冶煉技術上又一杰出的貢獻。李時珍在《本草綱目》中說,“白銅出云南,赤銅以砒石煉為白銅”,點石的藥物應該為白色的鎳砷礦物。白銅的出現和使用比記載要早得多,“白銅出云南”在東晉《華陽國志》的文獻中出現過。[14]
意大利人馬可·波羅(Marc Polo)到中國,看到使用煤的盛況,把煤稱為“黑石頭”。歐洲人16世紀才開始用煤炭煉鐵,比中國晚了200多年。最早記載石油的發現古籍是西周時(公元前11世紀至公元前771年)編成的《易經》,書中寫道:“澤中有火”“上火下澤”。“澤中有火”是石油蒸氣在湖水面上起火現象的描述。最早記載石油的性能和產地的古籍是1900多年以前東漢班固所著的《漢書·地理志》,書中寫道:“高奴縣有洧水可燃”。高奴縣是現在的陜西延安一帶,洧水是延河的一條支流。[8]這里明確記載了石油的產地,并說明石油是可以燃燒的液體。宋代沈括在《夢溪筆談》中,把歷史上沿用的石漆、石脂水、火油、猛火油等名稱統一命名為石油,“石油”一詞,首用于此,沿用至今。沈括還第一次用石油制成炭黑,開啟了石油化工的新篇章。晉代張華所著的《博物志》中記載了四川地區從秦代就開始鑿井取天然氣煮鹽的情況,比英國1668年使用天然氣早1300多年。
公元前2世紀就開始濕法煉銅,《淮南方畢術》中曾提到“曾青得鐵化為銅”,該法普及應用于宋朝,是世界化學史上一項偉大的發明,開啟了水冶金技術的新時代。黃銅的發明單從古籍來看,《漢書·景帝紀》:“鑄錢偽黃金棄市律”,據此可推測西漢就開始無意識地使用黃銅,根據對出土古幣的元素分析可認為,宋代開始有意識地利用黃金。高鋁成分的鋁合金出現在晉代,是世界化學史和冶金史的奇跡。西晉人民如何冶煉鋁,是我國科技史工作者要解決的一個重要課題。西晉煉鋁早于近代西方1600多年,[14]畢竟鋁于1855年巴黎工業博覽會才首次以商品的形式出現。
爐甘石是碳酸鋅還是氧化鋅,以及黃銅中的成分鋅在古代是何時開始使用,都尚無定論。有人說最遲不會晚于漢初,漢朝出現過偽金,是為黃銅物。鋅有兩個別名:倭鉛和白鉛,古代鋅的純度可以達到98.99%。我國生產的鋅早于歐洲400年。《天工開物》等典籍都記載了涉及的反應現在表達為:2 ZnCO3+ C2 Zn ↑+3 CO2↑。王琎認為,我國用鋅的歷史分為四個階段:第一階段為漢末到隋唐,鋅夾于鉛中,用而不為知其鋅;第二階段,唐時期以爐甘石制備鑰石,以為裝飾品,鋅的分量增加,仍不知道是鋅;第三階段,宋時期開始大量加入到錢幣內;第四階段,宋以后開始煉制純鋅和黃銅。[14]
從出土物件的元素分析來看,多數鐵件磷的含量很低,因此可以斷定,早在戰國以前我國人民就掌握了足以使生鐵融化的高溫技術,同時戰國時期已經掌握了冶煉生鐵的技術和表面脫碳的熱處理技術。冶煉生鐵鑄造成物件,在戰國時期采用液態生鐵澆鑄成型技術早于歐洲1500年。戰國時期采用熱處理技術把脆硬、易折的白口鑄鐵變成鍛鑄鐵,更是早于西方2000多年。令人遺憾的是,人們從來都認為白心可鑄鐵是18世紀后期的歐洲人發明的,而黑心可鑄鐵是19世紀的美國人試制成功的。[14]
2.獨立發明、發現
我國陶器的出現至少有8000年的歷史,甚至更早。仰韶文化中的彩陶有著極高的工藝水平,彩陶和黑陶之后出現白陶,河南安陽殷墟出土了精美的白陶殘片。因燒制溫度低,含鐵量少,保留完整的白陶器物極其少。后來出現了城子崖的黑陶,而黑陶的黑色究竟是碳素還是Fe3O4,有待化學分析來解決。新石器時代還出現了紅陶、灰陶、粗砂陶、幾何印紋陶和硬陶,后來出現的釉陶就是在硬陶的基礎上發展起來的。[13]安陽殷墟出土的涂有黃色釉的陶片距今3000多年,已為后來我國獨創的瓷器發展奠定了基礎。兩漢時期釉陶已經迅速發展起來,翠綠、淺綠色、茶黃和栗黃四種主流色系調整了 Fe2+和 Fe3+的比例,其中翠綠色系中 Fe2+含量最多,栗黃色系中Fe3+含量最多。[14]
殷商時期有酒池肉林之說,表明當時盛行飲酒之風。安陽西北岡出土的酒器十件一組,寶雞出土的十三件一組(現存于紐約市立博物館),從酒具來看,酒在當時已很盛行。浙江黃酒不是蒸餾酒,不晚于6世紀。燒酒即蒸餾酒,唐詩大量提及了四川的燒酒,說明蒸餾酒不會晚于公元8世紀的唐朝。[13]
“稼穡作甘”“甘如飴也”“粔籹蜜餌,有餦餭些”,這些詩文表現了勞動人民對美好生活的向往,實際的工藝技術應該遠遠早于典籍成書的記載時間。古書里關于糖的稱謂字有飴、餳、餹、餦餭等。軟的稱飴,硬的稱餳,石蜜兼指蜂蜜和蔗糖。“胹鱉炮羔,有柘漿些”,其中“柘”通“蔗”,南方的楚國已經用甘蔗做甜味劑了。植物種子發芽產生的糖化酵素把淀粉水解成麥芽糖,麥芽糖不容易結晶,產生膠狀甜味品為飴糖。中國臺灣在公元3世紀的三國時代就以盛產蔗糖聞名,古代手工制糖在明朝就達到了相當高的水平,《天工開物》總結制糖工藝為壓榨、煎熬、脫色和結晶等步驟。[13]
青銅是銅錫合金,之前都單獨出土過含銅98.55%的紅銅和成塊的錫,說明古代勞動人民已經掌握了銅和錫的冶煉技術,或者說當時對銅、錫(還有鉛和金)金屬已經具有分別的認識和合理的使用技藝。所以合金不是偶然的巧遇,而是有意識地配合制備。較純的紅銅先于青銅,肯定與科學技術有關,對物件硬度的追求是青銅誕生的直接原因之一。[14]
銅鏡是青銅器件的一個重要分支,在我國使用于兩千年前左右。它的前身是鑒,周代是監,漢代是鏡。郭沫若說:“以銅為鑒(鏡)是戰國以后才開始的,原初的鑒是監,只是水盆,俯臨水盆睜眼看”,古有盛水鑒容。[14]
《周禮考工記》里記載了世界最早的合金規律——青銅六齊,制備青銅的六種方劑。[8]“六分其金,錫居其一”,錫在青銅器件中的含量在15%左右,與六分之一較為接近。從化學的角度,體現為改變合金比例,從而改善合金的性能。增加鉛錫比例,降低銅的比例,降低熔點,增大流動性,達到精巧的要求。[14]
鑄造是制造青銅的一道重要程序,一般是錘煉法和熔鑄兩法。青銅硬度大,絕大多數是熔鑄法。既然是熔鑄法就一定要用到陶范——陶制模具。最早出土的一種黃色陶質器,是殷墟的坩堝“將軍盔”,大概是商朝人冶煉銅的煉鍋,從出土的遺骸分析可知,燃料和還原劑是木炭。[14]
唐玄宗時期王燾《外臺秘藥》介紹了兩種制水銀霜(HgCl2)的方法,一種是《千金翼方》,比較復雜;[14]另一種是崔氏法,不但簡單合理,而且敘述非常詳細,是中國最好的科技文獻之一。它的主要制備方法如下:先用汞和硫制備HgS,再與食鹽混合,進行升華,升汞飛升而凝于上,Na2S 則留于下。唐朝的另一部著作《黃帝九鼎神丹經訣》記載了利用物質的溶解性來提純和分離物質。例如“取樸消和硝石,無用搗篩粗研,以暖湯淋洗,澄清者取煮之,多少恒令減半,出置凈小盆中,以冷水漬盆中經宿即成。狀如白英,大小皆有棱角起”。樸消是 Na2SO4,硝石 KNO3,結晶物是 K2SO4。
新石器時代用赤鐵礦將粗鐵礦染成紅色,新石器時代中期開始使用天然植物色素作為染料。甲骨文出現了絲和帛的文字,從現在表示顏色的字來看,此類字都帶“絲”的偏旁,而染色自古有之。《詩經》和《論語》中出現了素衣和服色等與染色有關的專業術語,自西周至春秋,勞動人民制造了五顏六色的染物。《論語·鄉黨》中有一句譯文:黑紫羔配上緇衣,白鹿皮就配上素衣,火狐皮就配上黃衣。古代奴隸主多挑剔,穿衣服都講究色調一致。“白沙在涅,與之俱黑”,涅既是顏色也是配制黑色顏料的原料之一,即皂礬,也叫綠礬。[8]
英國人 H. C. Beck分析了洛陽秦墓中的玻璃,發現里面有鋇,推測我國可能早在春秋戰國時期就會制造玻璃。中國古代典籍關于玻璃部分的內容很少。趙匡華著的《中國古代化學》中講道:中國古代獨立創制玻璃,中國古代玻璃不同于傳統的 Na2O-CaO-SiO2體系,屬于 PbO-BaO-SiO2和 PbO-K2O-SiO2體系,以PbO作為助熔劑獨特的玻璃體系在中國古代流傳。在出土文物中存留著大量的戰國和兩漢時期的玻璃。趙匡華和袁翰青都論述了古代玻璃的沒落緣于中國瓷器的發展和普及。[15]
3.美麗傳說
人類學會使用火是化學史的開端。在距今170萬年以前的云南元謀人遺址,發現了人類最早用火的遺跡。舊石器時代的標志是鉆燧取火,早期猿人的生火方式應是鉆木取火,隨著黃鐵礦和鐵器的出現,取火方式變為燧石打擊取火。正如恩格斯所言:“摩擦生火在其解放人類的作用上,甚至超過了蒸汽機,因為摩擦生火第一次使人支配了一種自然力,從而最后把人從動物界分離出來。”[16]
神農耕而做陶,黃帝命寧封和昆吾為陶正,古籍中關于陶的發明是否真實,對此尚無確實的證明。從一系列的史前人類的遺址中推測,陶器的發明不是某一個人的杰作,而是相當一段時間內上古人類從生產實踐中逐步改善的產品。新石器時代的標志是陶器的發明。最古老的器皿是在木頭或者藤條上涂濕土,然后落入火中,木頭燒盡,黏土部分則變得結實,這種發明陶器的方法,不見得是唯一和普遍的方法,但在燒制方法上肯定經歷了從篝火式到爐灶式,從低級到高級的歷程。[8]
酒的釀造起源有“儀狄作酒”“禹惡旨酒”和“岐伯造酒”的美麗傳說。野果發酵和對火的利用在人類發展史上幾乎同等重要。[8]清朝人劉祚藩在《粵西偶記》中記載了廣西深山中關于猿酒的傳說,遠古猿人有意識地讓成熟的野果實自然發酵,制成常用食物。遠古造酒靠野果是因為野果糖分可以直接釀酒,谷物中的淀粉未經水解糖化,不能直接釀酒。古猿人后來利用唾液和谷物發芽等手段糖化,才能用谷物釀酒。[13]谷物的糖化和酒化要經兩個步驟才能釀酒,而采用催化劑“曲”可一次性解決這個難題。1937年,歷史學家吳其昌在研究甲骨文及其文獻得出結論:人類主要食物原來是肉類,農業的開始是為了釀酒,遠古人類種稻的目的是做酒。楚辭漁父里面有:眾人皆醉,何不哺其糟而啜其醨,就是當時糟粕和酒汁同吃的證明之一。[16]
這些融入實用化學的上古神話雖是美麗的傳說,但卻是中華民族優秀文化的一部分,應該在古代典籍中得以完善,并統一成書,在具體的教育實踐中加以傳承。中華民族原始社會的歷史約計50萬年,我們祖先在漫長的歲月里認識自然,改造自然,使其為人類生活服務,這是一段光榮的奮斗歷史,這份榮光屬于無數的無名英雄。中國古代化學工藝為世界科技的新階段和新技藝奠定了基礎。[16]
四、傳承中國古代化學史的反思
讓更多的人來整理和研究中國古代化學史,讓更多的中國古代化學史知識為教師和學生知曉,我們中華民族的傳統文化才能發揚光大。
1.教學中融入化學史教育
化學學科中“科學態度與社會責任”核心素養的落實,需要具體的素材載體,浩如煙海的中國古代化學史精華部分具有不可替代性。化學史是有價值的教學資源。在落實核心素養的號召下,有必要從理論層面和實踐層面展開深入的探索。現行教材關于中國化學成就和化學工藝篇幅太少,高中生僅了解侯德榜這一位化學家。這些難題的解決,需要一線教師從古典文籍和研究文獻中,整理中國古代化學史的脈絡,挖掘化學史實,創設教學情境,展現化學發展歷程,呈現古代勞動人民的智慧。
2.專業術語的民族化更新
墨翟認為最小的物質是“端”,把不能分割的單元稱為“端”。董仲舒認為萬物之本為“元”,把最基本的物質稱為“元”。西方把物質基本組成的概念給了與墨翟幾乎同時代的希臘哲學家德謨克利特定義的原子,我們是否可以把原子的中文名稱給墨子定義的“端子”;英語把物質之本給了分子,我們是否可以把分子的中文名稱給“元子”,或者在闡述這類問題時,是否可以引述和評論一下墨翟和董仲舒的觀點,以示紀念和傳承。這類問題不一而足。[8]
存在于古典文籍中,富有想象的化學物質名稱有:無名異(MnO2)、不灰木(H4Mg3SiO7)、素玉女(SiO2)、男石山水(Au)、女石下水和西北墮月(Ag)、赤石脂(Fe2O3)、元水石和元武石(Fe3O4)、青龍(Hg)、鍛石(CaO)、紫河車和天柔石(As4S4)、黃龍血(As2S3)、含水石(CaSO4·H2O)等,以及現在大家知道的綠礬、升汞、甘汞、密陀僧、石棉、赤鐵礦、磁鐵礦、芒硝、火硝、硫磺等。[13]
古典文籍中的一些化學技藝操作有:升、飛、抽、制、點、轉、關、煮、養、煉、煆、灸、安、研、燒、淋,造、作、熔、干、煎和熬。一個加熱就有煮(有水情形的加熱)、煉(干燥物質的加熱)、煆(高溫長時間加熱)、灸(局部加熱)和煎、熬等。有些現在仍在使用,有些只能封存于古代典籍里。[13]
還有典籍中的一些反應裝置,現在幾乎很少見,“爐”“鼎”和“匱”即反應室,古代的一些研磨器、蒸餾器、坩堝、水海(冷卻裝置)等,水火鼎是否是水浴加熱?絹篩和馬尾羅篩應該是控制孔徑的過濾方法。[13]
3.梳理和整理古代化學體系
系統地梳理和整合中國古代物質觀、物質變化學說、物質起源學說、技術工藝體系和早期哲學體系等,從典籍中系統地整理相關方面的人和事,編成不同類型的素材并寫進中小學語文、數學、化學、自然和思想品德等學科教材,真正地滲透優秀的自然科學傳統文化,這些仍是亟待填補的空白。
4.系統地給古代科技工作者正名
魏伯陽、陶弘景、葛洪、馬和等古代科技工作者的學術稱謂不能僅由“道士”或“煉丹家”來冠名,魏伯陽至少應該是“古代科技工作者”和“學者”,陶弘景和葛洪應為“學者”“化學家”和“醫學家”,馬和應為“學者”和“化學家”。這些學術稱謂應該體現在書籍、媒體、詞條上。前蘇聯人涅克拉索夫都尊稱唐代的馬和為中國學者,我們則稱其為道士,實屬不妥。
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