古代化学史上的“道士下山”

魏伯阳画像 （戴敦邦绘）

魏伯阳（约公元100--170年），东汉后期的著名道士。被称为“金丹鼻祖”、“火龙真人”，受到后世尊崇。他所著的《周易参同契》一书，详实收录了当时炼丹所使用的化学药品，如汞、硫黄、铅、胡粉（即碱式碳酸铅）、砂（即氯化铵）、铜、金、丹砂（即硫化汞）等。从中可看出，他在长期的炼丹中，已经积累了丰富的化学知识。

书中叙述最详细的部分，就是炼制“还丹”，并且记录了反应物的具体用量配比，和详细的实验步骤。其过程共分“三变”：第一变是将15份金属铅放在反应器四周，加入6份水银，再用炭火加热，生成铅汞齐。第二变是随着火力的增大，水银逐渐蒸发，铅被氧化为一氧化铅和四氧化三铅，反应完毕时，主要生成黄丹；第三变是将第二变的产物铅丹与9份水银混合，再把混合物置入丹鼎中，最后丹鼎上部得到红色的产物“还丹”（氧化汞）。用现代化学反应方程式可以归纳为：

3Pb + 2O2 = Pb3O4

2Pb3O4 = 6PbO + O2↑（可逆反应）

2Hg + O2 = 2HgO（可逆反应）

书中还生动记录了碱式碳酸铅被炭还原成铅的过程（“胡粉投火中，色坏还为铅”）；黄金不易氧化的性质（“金入于猛火，色不夺精光”）；化学变化中物质比例的重要性（“分剂参差，失其纪纲”）。此外，书中还著录了“丹鼎歌”，丹鼎就是炼丹所用的鼎炉，它是升华过程的重要工具。堪称最早的化学实验器材。

丹鼎

1932年，中山大学化学系教授吴鲁强将《周易参同契》译成英文，引起国际化学界普遍重视，被称为“世界化学史上最早的一部理论著作”。

周易参同契

葛洪画像

葛洪（约公元284--364年）字稚川，号抱朴子，东晋著名道士。被后世称为“葛仙翁”，但这只说出了他炼丹采药，隐逸求仙的一面。而他另外的一面却被忽略了。事实上，他在化学方面有着许多重要的发现和创造。

葛洪所著《抱朴子》

葛洪在炼制水银的过程中，发现了化学反应的可逆性，他指出："丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂"，意思就是说：对丹砂(硫化汞)加热，可以炼出水银，而水银和硫磺化合，又能变成丹砂。葛洪是世界上最早详细记录这一反应的人。他还指出："铅性自也，而赤之以为丹，丹性赤也，而白之以为铅。"意思是说，铅可以变为铅白，即碱式碳酸铅，铅白又可以变成赤色的铅丹，即四氧化三铅：铅丹则可以变还为铅白，最后还原为铅。

在炼丹过程中，葛洪通过沸水或水蒸气使雄黄分解，生成氧化砷；用硝石、松脂和猪大肠与雄黄共炼，可以得到氧化砷和一定量的金属砷。比西方从砷化物中制得单质砷早了近900年。

关于金属转化、取代作用性等方面，他也有丰富的经验和总结。如：曾青涂铁，使铁和硫酸铜溶液发生化学反应，铁取代硫酸铜里的铜，生成硫酸铁。这一种溶解金及在高温条件下的还原作用是葛洪炼丹经验的总结。此外，他还发现并记录了很多有价值的化学发现和方法。

陶弘景画像

陶弘景（公元456—536年），南朝齐梁时期道士，道教茅山派代表人物之一。梁武帝每有朝廷大事就向他求教，时人称之为“山中宰相”。他长期进行炼丹实验，从中发现了很多化学现象、掌握了很多化学知识。

陶弘景所写的《本草经集注》曾记载：“先时有得一种物，其色理与朴消大同小异，月出月出如握不冰，强烧之，紫青烟起，云是真消石也”。 这里所说的消石实际是硝酸钾（KNO3），朴消实际是硫酸钠（Na2SO4)，由于两者都是白色晶体，且均易溶于水，当时人们难以识别。而陶弘景却能明确指出：“以火烧之紫青烟起，云是真消石也。”由此可见，早在距今1500多年以前，陶弘景就已经发现了“焰色反应”，并利用它来鉴别消石和朴消，这一发现比德国化学家马格拉夫要早了1000多年。

焰色反应

虽然古代的道士们修行炼丹的本意是为了追求长生不老、得道成仙，但却“有心栽花花不开，无心插柳柳成荫”，间接地积累了许多宝贵的化学知识和实验技术，极大地促进了中国古代化学的发展。难怪著名学者李约瑟先生在其名著《中国科学技术史》中宣称：“中国的道家炼丹术是整个化学最重要的根源之一（即使不是最重要的唯一根源）”。

李约瑟和他所著的《中国科学技术史》

然而，也正如李约瑟先生所提出的那个著名的“李约瑟难题”——“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？”

中国古代化学的发展过程，恰恰是这一难题的具体反映：我国早在公元前四到五世纪就出现了古代化学的萌芽，但直到近代，化学学科却始终未能发展起来。——中国古代化学史上只有“道士下山”，却终究没有登上科学的高峰。这不能不令我们产生无尽的追问与反思，留下深深的遗憾与无奈……

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