中國古代化學(xué)：從實(shí)踐中煉出的智慧

□文/孫明源

中國古代煉丹術(shù)與化學(xué)密切相關(guān)

化學(xué)工藝產(chǎn)生了大批成果

青銅器是古代中國文明的一張名片。早在先商時(shí)期，先民就已經(jīng)會(huì)用調(diào)和不同金屬比例的方式來控制合金的化學(xué)性質(zhì)，達(dá)到節(jié)約用料、增加美感、提高硬度、降低熔點(diǎn)等目的。

根據(jù)中國社會(huì)科學(xué)院考古所對商代青銅器的合金分析，商代青銅器成分大致以錫青銅與三元青銅為主，二者占了絕大多數(shù)，鉛青銅只占少數(shù)。商晚期的殷墟青銅器中，含錫量已較早商的二里崗文化有了大幅度的增加，硬度更強(qiáng)，當(dāng)時(shí)的工匠已經(jīng)基本掌握了青銅合金配比規(guī)律，青銅器在技術(shù)上臻于成熟。

青銅器是古代中國文明的一張名片

“青銅是合金的一種，中國古代的金器也用合金做成。古代的各類金屬器皿達(dá)到了很高的工藝水平，滿足了古人對金屬性質(zhì)的各種要求，其中有些合金的配方或工藝，直到今天我們也無法復(fù)原，這體現(xiàn)了古人極高的化學(xué)實(shí)踐能力。”繆煜清補(bǔ)充說，在《周禮·考工記》中已經(jīng)有關(guān)于合金配方和金屬性質(zhì)的大量記載，當(dāng)時(shí)的人們已經(jīng)會(huì)依據(jù)各種兵器對力學(xué)性質(zhì)的不同要求來確定合金配方。

與合金類似的成果還有磚石、瓷器、墨汁、顏料、雄黃、火藥、香料等，它們都是古代匠人化工實(shí)踐的成果，它們之所以有著十分豐富的形態(tài)和應(yīng)用，離不開古人對各類物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的研究和把握。中國古代四大發(fā)明中的火藥和紙是化學(xué)的直接產(chǎn)物，指南針的應(yīng)用與磁性合金相關(guān)，活字印刷使用的金屬活字也和合金有關(guān)。

“化學(xué)代表了人對自然力量的利用和掌控。古人用金屬制作器皿、鏡子，用泥制成磚和硯，用硫和汞開采金、銀……這些神奇的、實(shí)用的成果，都是中國古代化工的直接成就。”繆煜清說。

古代化學(xué)思想仍有生命力

提起中國古代化學(xué)思想，繆煜清首先舉的例子是《西游記》。

在《西游記》中，孫悟空是代表金元素的“金公”，豬八戒是代表木元素的“木母”。在中國傳統(tǒng)觀念中，金、木、水、火、土“五行”是構(gòu)成世界的基本元素。

近現(xiàn)代化學(xué)發(fā)現(xiàn)原子、分子之后，物質(zhì)世界不再被認(rèn)為是由幾種簡單的元素構(gòu)成的，但五行說等觀念仍有重要意義。就像“燃素”和“以太”等概念也曾支配歐洲人的化學(xué)觀念一樣，這些理論雖然被推翻了，但是它們體現(xiàn)了古人對物質(zhì)世界的認(rèn)知過程和求知方式，是今人能步入化學(xué)世界的重要前提。

繆煜清指出，方士、煉金術(shù)士、巫師等掌握了一定化學(xué)知識(shí)的群體為古代化學(xué)的進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)，這一點(diǎn)不分國界。在中國，這些人一般被稱為化人、眩人、幻人、幻師、幻士，在《列子》《后漢書》等經(jīng)典中，就提及了幻人施展的一些“魔法”，這些“魔法”很可能就是基于某些化學(xué)反應(yīng)。

相比化工技藝和實(shí)用化學(xué)知識(shí)，有關(guān)物質(zhì)化學(xué)變化的觀念大多是學(xué)者們在思辨中產(chǎn)生的，這些源于哲學(xué)觀念的化學(xué)觀念與化學(xué)實(shí)踐處于相對分離的狀態(tài)，因而很難形成現(xiàn)代意義上的化學(xué)體系。但是，中國古代各種哲學(xué)思想從宏觀上引導(dǎo)著古人不斷探索世界、認(rèn)識(shí)世界，并且在不同領(lǐng)域間創(chuàng)造關(guān)聯(lián)。繆煜清認(rèn)為，這一思維過程本身對中國古代化學(xué)的發(fā)展意義重大，至于結(jié)果則不必苛求。

繆煜清舉例說，當(dāng)清朝人徐壽翻譯現(xiàn)代化學(xué)的眾多術(shù)語時(shí)，他也把眾多元素分為了金、木、水、火、土五組，例如鐵、鈷、鎳、銅、鋅屬于金，苯、蒽、菲、萘、茚、芘屬于木，溴、汞屬于水，烴、烷、烯、炔屬于火，砷、硒、碘、堿屬于土。這些譯名體現(xiàn)了中國人對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)和變化規(guī)律的獨(dú)到理解，傳統(tǒng)化學(xué)思想并沒有被拋棄，而是在與現(xiàn)代化學(xué)的結(jié)合中獲得了新的生命力。

化學(xué)與人文不可分離

繆煜清在上海理工大學(xué)開設(shè)了一門名叫“人類文明與化學(xué)”的課程。在他看來，化學(xué)和人文教學(xué)不可分離。

“有的學(xué)生不理解‘化學(xué)鍵’的概念，我就會(huì)告訴他們，在中文當(dāng)中，鍵是把兩個(gè)物體鎖定或固定在一起的東西，比如門閂，所以化學(xué)鍵就是把兩個(gè)原子連在一起的東西。類似的還有共軛酸堿對，‘軛’指的是把兩頭牛或馬連在一起的裝置，所以在化學(xué)中，‘共用’一個(gè)質(zhì)子的一對酸堿就得到了這個(gè)名字。” 繆煜清舉例說。

古人發(fā)現(xiàn)，在冶煉鉛時(shí)加入雄黃，能顯著提高鉛的品質(zhì)。這種方法被稱為“雄黃鉛法”，在中國古代冶金史上占據(jù)了重要地位

繆煜清認(rèn)為，中國古代化學(xué)思想、化學(xué)實(shí)踐大量寓于語文中，因此學(xué)好語文對學(xué)習(xí)現(xiàn)代化學(xué)也很有幫助。

“化學(xué)給人以知識(shí)，而化學(xué)史給人以智慧。”繆煜清借用化學(xué)家傅鷹的這句名言說，科技和人文原本就不應(yīng)該割裂，化學(xué)關(guān)系到人們生活的方方面面，而學(xué)生需要學(xué)習(xí)的也不僅僅是化學(xué)知識(shí)，還有來自傳統(tǒng)文化的古老智慧。