重溫化學歷史記憶 弘揚中國傳統文化

熊景春 豆鳳仁 肖冬菊 郭孝培

摘要：中國的煉丹術奠定了古代化學基礎，中國近代化學家對化學學科建設和化學科學發展做出了巨大的貢獻。進入新時代，中國在世界化學學科領域和世界安全領域負起了應有的責任與擔當。本文重溫我國化學史，弘揚中國傳統文化，增強學生文化自信。

關鍵詞：中國傳統文化煉丹術古代化學近代化學擔當

很多人都有一種錯覺，甚至有一些文獻也以為，化學起源于歐洲，誕生于西方的藥房。 其實，對中國古代化學有所了解的人們都知道，我國的化學研究源遠流長，化學這門學科雖然興盛于近現代，但起源于中國的漢代，中國古人在化學的研究與探索比西方要早1000多年。在5000多年的中華文明傳承當中，產生了許多絢麗的瑰寶，而這些瑰寶不僅給中華歷史留下了濃墨重彩的一筆，也讓中國古代化學傳播到了歐洲，并在那兒的藥房里發揚光大，不僅誕生了當今很多最為基本的化學實驗操作，也發明了很多一直沿用至今的化學儀器。

進入現代，在中國傳統文化熏陶下的中國學者與化學家再次在近現代化學發展方面做出了重大貢獻，為推動中國向現代工業化發展和向世界傳播中國傳統文化發揮了重要作用，并在世界化學界有著舉足輕重的地位。現從三個方面，帶領讀者重溫基于中國傳統文化的化學歷史記憶，進一步感受中華民族的偉大智慧和在化學領域的偉大創造。

一、中國煉丹術推動了古代化學的發展

研究化學的發展歷史，我們可能會發現一個非常重要的事實，所有的古代煉丹家進行的工作都離不開煉丹房，離不開實驗，都離不開物質的組成分析、物質的性質和變化。最早的煉丹可追溯到公元前三世紀的中國和埃及。當時的統治者為了長生不老，大力扶持一部分人利用煉丹術尋找長生不老藥，所以煉丹術迅速發展，到了秦漢時期，中國的煉丹業已經有了專門的從業者——煉丹方士。為了搜尋更好的妙方，一些煉丹方士從宮廷走向民間，經過不斷的磨煉，誕生了一大批煉丹家。中國的這些煉丹家為古代化學的建立打下了堅實的基礎。

西漢的道學家淮南王劉安就是古代化學的典型代言人。最早的金屬銅煉制的過程——“曾青得鐵，則化為銅”，就在他的《淮南萬畢術》一書中有詳細的記載，西方有記載的濕法冶金術要比它遲1700多年。“老槐生火，久血為磷，人弗怪也。”這是劉安在《淮南子》一書中記載的一段話，它所描述的是磷的自燃現象，德國的布朗特從尿液中發現磷的時間要比劉安遲了1000多年，我們沒有理由不為我們的先人感到自豪。

東漢的煉丹家魏伯陽又是一個典型的代表，最早的化學反應裝置“丹鼎”（煉丹爐）在他所著的煉丹專著《周易參同契》中就有詳細的記載。此外，這本書中還記述了汞具有易揮發的特性，汞和硫極易化合為丹砂，汞和鉛融合成為鉛汞齊等化學知識。

晉代煉丹家葛洪更是在他的著作《抱樸子》一書中記載了很多我們現代人比較熟悉的化學反應，如“丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂”，其原理就是硫化汞受熱即分解得到汞與硫黃，汞與硫黃又化合成黑色的硫化汞，在隔絕空氣的條件下加熱，黑色的硫化汞升華為赤紅色硫化汞。采用硫化汞制水銀，葛洪是世界上最早詳細記錄這一反應的人。又如，“以曾青涂鐵，鐵赤色如銅”“外變而內不化”等，也是最早記錄下來的鐵表面鍍銅的方法。

南北朝時期有名的煉丹家及醫學家陶弘景，在他的《本草經集注》中描述道：“先時得一物，其色理與樸硝大同小異，強燒之，紫青煙起，云是真硝石也。”樸硝是硫酸鈉，而硝石是硝酸鉀，由此可以判定陶弘景是世界上最早利用焰色反應的人，他比德國化學家本生在1854年發現焰色反應要早1000多年。

唐朝的煉丹家馬和，他在《平龍認》一書中指出，空氣主要由陰氣和陽氣組成，其中的陽氣要比陰氣多得多。這是馬和對空氣成分的初步判斷。馬和還通過加熱青石、火硝等化合物的實驗，得到了所謂的陰氣。雖然《平龍認》一書在八國聯軍的肆虐中被搶走，無法考證《平龍認》對氧氣制備的詳細記載，但在蘇聯化學家涅克拉索夫編撰的蘇聯大學課本《普通化學教程》中卻有著這樣的描述：“在8世紀，中國學者馬和的著作中就明確指出了空氣組成的復雜性，提出了制備氧氣的方法，并發展了燃燒的假說。”由此可以判斷國外的化學家舍勒等發現氧氣的時間要比中國的馬和遲1000多年。

讓我們感到悲哀的是，指南針、黑火藥這些本屬于我們老祖宗發明的東西，但在過了600多年以后，西方列強卻用老祖宗發明的指南針在茫茫的大海上指引航行的方向，不遠萬里來到中國，用老祖宗發明的火藥炸開了清政府的大門，強迫清政府簽訂一系列不平等條約，使泱泱華夏淪為半殖民地半封建社會。這真正讓我們領略到落后就要挨打，停滯不前就是退步！

歷史證明，生老病死是自然之規律，沒有人會長生不老，煉丹人在“長生不老”的道路上愈走愈窄，甚至無路可走。但中國煉丹家作為古代化學的先行者，在世界化學發展史上所起到的關鍵性作用是毋庸置疑的。因為煉丹術，很多人有目的地對自然界的一些化學物質進行提純、洗滌、燒煉，積累了豐富的化學實驗操作的經驗，創造了許多實驗方法，如，用水銀一兩（稱量）、以水淋汁（溶解）、濾漿（過濾）、煎煉（蒸發、結晶）、則粉升于盆上矣（升華）、蒸令氣上（蒸餾）、“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁”（萃取）、熔融、灼燒、去土而糖白（吸附）等。現代的很多實驗器皿就源于煉丹師原始器具的改造，如，煉丹爐、坩堝、水浴鍋、砂浴鍋、曲頸瓶、蒸餾器等。人們在煉丹的同時，化學知識日益豐富，很多天然礦物質也漸被人們熟悉，一些元素化合物知識也得到積累，如，鐵、銅、汞、鉛、砷、硫、無機酸堿鹽等物質的性質，制得了一些合金及化合物，如，世界上最早用石膽（硫酸銅晶體）蒸餾制得硫酸的人就是我國東漢末年的煉丹家狐剛子。

例：辰砂是提煉汞的礦物原料，《抱樸子》一書記載：“丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂。”請用化學方程式表述辰砂提純過程中所涉及的化學反應原理。

（1）辰砂在空氣中加熱 。

（2）將生成物冷卻后在一起研磨生成黑色晶體 。

（3）黑色晶體隔絕空氣條件下加熱變成紅色晶體，這一現象為。

二、中國科學家為近代化學發展貢獻了中國智慧和力量

以確定元素的名稱和符號為標志的近代化學是從17世紀的歐洲開始的。盡管歐洲給近代化學帶來了突飛猛進的發展，但那也是建立在中國古代化學打下堅實的基礎之上。煉丹術流行達千年之久，屢煉屢敗，最終被統治者所拋棄。但煉丹人長期積累的基本實驗操作經驗，發明的一系列實驗煉制設備，建立的生活中的化學，對現代化學的發展作用巨大。

唐代醫學家孫思邈，經過認真的實驗研究，他在《丹經內伏硫磺法》中記錄的黑火藥配方，至今比例都是科學的。

北宋科學家沈括，他在《夢溪筆談》一書中記載了豐富的化學知識，這些知識都是他在一些作坊里經過認真的實驗或驗證后得出的。他對“石油”進行了實驗研究，不僅最早提出了石油的科學命名，還把石油燒成炭黑制成名為“延川石液”的墨廣泛應用。他通過實驗發明了低溫煉鋼法，這比西方將生鐵與熟鐵混煉成鋼要早1300年。他還對太陰玄精石（即石膏）進行了實驗研究，他在《夢溪筆談》中詳細記述了它的晶形和加熱后失去結晶水的情況。

明代著名科學家宋應星 ，他在《天工開物》中全面總結了我國古代無機化學、有機化學工藝的重要成就。《天工開物》中關于鋅的冶煉的記載和關于對磷的自燃現象的描述，可以證明宋應星是鋅元素及磷性質的發現者，特別是被公認的發現磷元素的化學家——德國的布朗特，發現磷元素要比宋應星研究磷的性質還要遲，宋應星才是世界上第一個真正利用爐甘石（碳酸鋅）來冶煉倭鉛（鋅）的科學家。

三、中國化學在現代化學領域中地位顯赫

中國化學在現代化學領域中地位顯赫，世界化學的很多領域都有“中國貢獻”“中國制造”“中國發明”“中國力量”等。

（一）世紀承諾

2020年9月，在聯合國大會上，習近平總書記代表中國政府鄭重承諾，將采取更加有力的政策和措施，力爭在2030年前將二氧化碳排放達到峰值，努力在2060年前實現碳中和的目標。

碳達峰是指CO2 排放總量達到最高值以后，漸漸地從高處往下降。碳中和是指通過種植樹木、節能減排等形式，來相抵工業生產和居民生活產生的CO2 ，實現CO2的“零排放”。

中國化學家在世界碳中和方面，做出了重大貢獻。科學家們在高密度氫能環境下用催化劑將高濃度二氧化碳還原為一碳（C1）化合物，然后將一碳化合物在酶的催化下聚合成三碳（C3）化合物，接下來將三碳化合物通過優化生物途徑聚合成六碳（C6）化合物。最后采用模塊組合的方式，將不同的一碳化合物、三碳化合物和六碳化合物等進行模塊化組合，累計通過11步反應將二氧化碳合成淀粉（Cn化合物），既降低了環境影響，又提供了糧食安全，還節約了資源，孕育了巨大的產業變革。

為了響應習近平總書記的碳中和的目標，2022年北京冬奧會直冷制冰技術就創導了綠色奧運的理念。國家速滑館（又叫冰絲帶）采用從工業廢氣中回收的二氧化碳制冷劑直接在冰下的冷盤管里流動，不再通過二次換熱就可以將冰面做得均勻，而且不會增加碳排放，還能節約電能，排放出來的熱能可以回收直接利用。所以冰絲帶是當今最先進、最環保、最高效、最安全的冬奧運動場館。

（二）防疫貢獻

1988年，150萬上海人感染甲肝病毒，引起了群眾的恐慌。根據當時的情形，我國迫切需要一種方便有效、隨時可用的阻斷甲肝傳播的消毒產品。1984年，北京第一傳染病醫院成功研制出一種消毒液，它能迅速殺滅各類肝炎病毒，這一發現意義重大。經北京市衛生局組織專家鑒定，效果顯著，并被授予國家醫療應用成果二等獎，定名為“84肝炎洗消液”，后改為家喻戶曉的“84消毒液”。2003年“非典”流行和2020年開始的新冠病毒傳播，給整個世界帶來巨大的災難，也給衛生防疫帶來了巨大挑戰，“84消毒液”再次顯示出它的神威，被幾乎所有國家確定為首選的消毒藥劑。

“84消毒液”，也即現行高中化學教材上的“漂白液” ，有效成分是次氯酸鈉。但“84消毒液”面臨很多儲存、制備和使用的安全問題，如，不能消殺金屬制品和有色木制品、紡織品，不能與過氧化氫、酒精、潔廁靈等家用物質混合使用等，也是我們的化學家給出了解決方案。

（三）中國發明

我國著名的化學化工專家侯德榜先生因為在世界化學工業領域所作出的杰出貢獻，深受世界各國人民的尊敬與愛戴，英國皇家化學學會聘他為名譽會員，美國化學工程師學會和美國機械工程師學會，也先后聘請他擔任榮譽會員。他打破了索爾維集團70多年對制堿技術的壟斷，發明了世界制堿領域最先進的制堿技術——聯合制堿法，并為祖國的化工事業奮斗終生。他被稱為中國化學工業奠基人，新中國的“國寶”。

在現代化工工業上侯德榜有三大貢獻：揭開索爾維制堿法的秘密；發明了聯合制堿法（即侯氏制堿法）這一世界最先進的制堿工藝；侯德榜把生產“紅三角”牌純堿的奧秘公之于眾，為發展全世界的化肥工業和世界糧食增產增收、消除糧食危機做出了突出貢獻。

重溫化學歷史記憶，研讀中國傳統文化，從傳統文化中吸取先人的智慧，屠呦呦做到了并提取了青蒿素，挽救了數百萬瘧疾病人的生命，并因此而獲得了諾貝爾生理或醫學獎。讀史可以明理，讀史可以增信，讀史可以崇德，讀史更要力行。重溫化學歷史記憶，弘揚中國傳統文化，高舉愛國主義之偉大旗幟，讓中華復興之火焰熊熊燃燒吧！