中國古代煉丹術(shù)及其化學(xué)成就

中國古代煉丹術(shù)及其化學(xué)成就2011-2012第一學(xué)期校公共選修課《中國古代化學(xué)史及文物保護(hù)修復(fù)》結(jié)課論文學(xué)生姓名趙穎彪學(xué)號8031210128所屬學(xué)院機(jī)械電氣化工程學(xué)院專業(yè)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化班級農(nóng)機(jī)14-1塔里木大學(xué)教務(wù)處制用“鬼神”恐嚇，麻痹人民。最初的化學(xué)萌芽也被他們用以維護(hù)他們的統(tǒng)治，隨著生產(chǎn)力的提高，人們的物質(zhì)生活日益豐富，追求長壽和永生的愿望隨之產(chǎn)生和增強(qiáng)，統(tǒng)治階級夢想長生不死，萬世霸業(yè)的欲望更加強(qiáng)烈，于是神仙傳說大興，便開始了長達(dá)千年的尋仙求藥活動。煉丹術(shù)是古人為求“長生不老”而煉制丹藥的方術(shù)，這種方術(shù)在我國起源很早，據(jù)《漢書·劉向傳》載，淮南王劉安（前179-前122）在他的《枕中鴻寶秘苑書》中說，戰(zhàn)國時鄒衍（約前305-前240）有“重追延命方”，看來這可能是我國古代丹方之祖。但是這方不傳于世，劉安那部書也早已散佚，內(nèi)容怎樣現(xiàn)在已經(jīng)無從查考。不過，《戰(zhàn)國策》有方士向荊王獻(xiàn)“不死之藥”的記載，《史記》對秦始皇求“仙藥”和派方士徐市（福）率童男女幾千人入海求“仙人”的事敘述很詳細(xì)，可見我國煉丹術(shù)在先秦時期的確已經(jīng)開始萌芽。到西漢時期，武帝劉徹（前156-前87）以更大的規(guī)模求仙求藥，并采納方士李少君的建議，在宮中設(shè)立丹灶，親自從事煉丹。從此以后，煉丹之風(fēng)就在封建統(tǒng)治階級中開始盛行，并且經(jīng)久不衰，一直發(fā)展到宋元以后，因此歷代都出現(xiàn)了許多燒丹煉汞的術(shù)士。我國古代煉丹的方法可分火法和水法兩種。所謂火法，主要、是帶有冶金性質(zhì)的無水加熱法。東漢煉丹家魏伯陽在《周易參同契》中說，他那時有《火記》六百篇，講的就是這種火法。但是這部書早已失傳，內(nèi)容已經(jīng)無從查考。據(jù)晉葛洪《抱樸子內(nèi)篇》以及比較晚的煉丹著作的記載，火法大致包括緞（長時間高溫加熱）、煉（干燥物質(zhì)的加熱）、炙（局部烘烤）、熔（熔化）、抽（蒸餾）、飛（又叫升，就是升華）、伏（加熱使藥物變性）等方法。煉丹術(shù)最早的研究材料可能是丹砂，就是紅色硫化汞，這種研究用的就是火法。紅色硫化汞一經(jīng)加熱就會分解出水銀（汞），水銀和硫磺化合生成黑色硫化汞，再加熱使它升華，就又恢復(fù)紅色硫化汞的原狀。所生成的水銀，是金屬物質(zhì)卻呈液體狀態(tài)，圓轉(zhuǎn)流動，容易揮發(fā)，顯得和尋常物質(zhì)不同。東漢以前煉丹術(shù)有兩個不同傳統(tǒng)：一是致力尋找長生不老藥；二則試造黃金。東漢時兩個傳統(tǒng)匯合為一，煉丹術(shù)家嘗制長生不老藥，而促成兩個傳統(tǒng)結(jié)合的因素實(shí)與醫(yī)藥發(fā)展有關(guān)，因此許多著名煉丹家如葛洪、陶弘景等同時是大醫(yī)藥家。葛洪對煉丹術(shù)和早期的化學(xué)貢獻(xiàn)保留在《抱樸子內(nèi)篇》內(nèi)，紀(jì)錄了許多長生不老藥(如太清丹、金液)及它們的制煉方法。以上是一種流傳已久的信仰，更指出凡人也能脫胎換骨成神仙，此變形可用陰陽五行的理論作解釋。在春秋戰(zhàn)國時期，是奴隸社會的盛世，諸子百家爭鳴，生產(chǎn)也達(dá)到鼎盛時期。說到“鼎”，這是古代的烹飪器，也是記載功勛的禮器，傳說黃帝造九鼎，鼎就成了傳國之寶?？脊虐l(fā)掘的文物，如有名的司母戊方鼎，說明在當(dāng)時冶煉青銅(銅錫合金)和鑄造技術(shù)都已達(dá)到極高水平?！吨芏Y考工記》中就已經(jīng)記載了合金成份不同而性質(zhì)不同的“六齊”規(guī)則。鼎本是煮肉湯和食品的器具。但這時人們就希望在鼎中也能煉出一些別的東西。傳說秦穆公的女婿蕭史就在宮中煉丹，他曾經(jīng)煉成“飛雪丹”給秦穆公的女兒擦在臉上(實(shí)際上是煉成的鉛粉)。他也許可以算是最早的化學(xué)家。在漢代是煉丹興起的時期，雖然真金沒有煉出來，卻制成了多種貌似黃銀和白銀的假金。更發(fā)現(xiàn)了許多種化學(xué)反應(yīng)，最主要是鉛、汞、硫、砷等之間的反應(yīng)，還創(chuàng)造了各種煉丹儀器和提煉藥品的方法。到了東漢時期，魏伯陽編著了一部煉丹術(shù)的著作《參同契》，這是世界公認(rèn)現(xiàn)存的最古老的煉丹書(外國現(xiàn)存的最老的煉金術(shù)著作是圣·馬克書稿，是公元十世紀(jì)的抄本)。實(shí)際上《參同契》是魏伯陽鉆研總結(jié)了前人大量的煉丹書“火記六百篇”后總結(jié)的理論著作，他把物質(zhì)分為陰陽兩大類，提出要產(chǎn)生新物質(zhì)必須陰陽配合，同類物質(zhì)在一起是不會化合的。他還指出如果是“藥物非種、分劑參差、失其紀(jì)綱”時，那就會“飛龜舞蛇，愈見乖張”，這實(shí)際是煉丹過程中發(fā)生爆炸的情況(這正是煉丹家發(fā)明火藥的前奏)。晉代葛洪編著的《抱樸子》也是有名的煉丹書，葛洪指出這些隱語嚴(yán)重阻礙了煉丹成果的正確傳播。此后，注釋藥物隱名的著作成為煉丹的指導(dǎo)書。到了唐代，幾乎各代皇帝都喜歡煉丹術(shù)，在這時中國的煉丹術(shù)發(fā)展到全盛時期，許多煉丹著作有了更實(shí)際的內(nèi)容，并且也很少用隱語了。這時中國煉丹術(shù)也傳往阿拉伯國家，促進(jìn)了阿拉伯煉金術(shù)的發(fā)展。而阿拉伯煉金術(shù)后來又傳入歐洲，幾經(jīng)演化發(fā)展，終于形成了現(xiàn)代科學(xué)的重要門類——化學(xué)。1.2在中國煉丹術(shù)主要的一些化學(xué)原料及其化合物的有以下幾類：汞化學(xué)汞是煉丹術(shù)中最重要的金屬，因此關(guān)于它的化學(xué)反應(yīng)和化合物研究得最多。①硫化汞：中國古代的煉丹家由丹砂(即硫化汞)升煉水銀，曾取得豐富的經(jīng)驗(yàn)。其中由硫黃和水銀再升煉出紅色硫化汞這件事，在化學(xué)史上有重大的意義：不僅是一項(xiàng)最早的無機(jī)化學(xué)合成工藝，而且是用合成方法確定一種物質(zhì)（丹砂）化學(xué)組成的最早范例，也是人類對可逆化學(xué)反應(yīng)認(rèn)識的開端。葛洪在《抱樸子內(nèi)篇》中說“丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂”。這是古代煉丹家對該可逆反應(yīng)的簡單概括。關(guān)于合成丹砂的明確記載,最早見于隋代方士蘇元明《太清石壁記》(現(xiàn)存本為唐人楚澤編)的“太一小還丹方”。在唐代以后的中國煉丹術(shù)著作中“升煉靈砂”仍占重要地位，入明以后稱人工升煉的丹砂為“銀朱”。②氧化汞：它可能是較硫化汞更早制得的人工制品?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》說：“水銀……镕化（加熱）還復(fù)為丹?！薄饵S帝九鼎神丹經(jīng)》中的“神符”、“柔丹”、“伏丹”都是在土釜中加熱水銀制得。這些“丹”實(shí)際上都是紅色氧化汞，當(dāng)時人們把它誤認(rèn)作“丹砂”。陶弘景最先明確區(qū)分了這兩種紅色的丹藥。明代以后，氧化汞廣泛用作瘍科藥，稱為“紅升丹”，因?yàn)槟菚r是用水銀、硝石、白礬三味混合升煉而成，又稱“三仙丹”。它的純度很高，不含游離水銀。③氯化汞：它的合成是中國古代汞化學(xué)中重大成就之一。氯化高汞俗名升汞，中國古代稱為粉霜、霜雪；氯化亞汞俗名甘汞，中國古代稱為輕粉、水銀粉。由于它們都是白色結(jié)晶，古時常發(fā)生混淆。中國古代煉丹家很早就將水銀、硫黃(或直接用丹砂)和戎鹽、綠礬（或白礬）一起升煉，以制取甘汞；如配方中再摻入硝石或膽礬，則可制得升汞。大約前者在東漢時先制得，后者在東晉時制得。這兩種人工制品后來都成為重要的藥物，并有多種配方。清代曾把升汞定名為“白降丹”。鉛化學(xué)商代的墓葬中發(fā)現(xiàn)有各種鉛器和鉛戈，說明中國當(dāng)時已會煉制和使用鉛。煉丹術(shù)中也常將鉛及其化合物作為實(shí)驗(yàn)對象。①鉛粉：中國最早的人工鉛制劑是鉛粉，即堿式碳酸鉛。鉛粉的出現(xiàn)可能始自殷代，因?yàn)楫?dāng)時用鉛器貯酒，低濃度的酒易發(fā)酵變?yōu)橐宜幔宜崤c鉛作用生成的乙酸鉛，在空氣中吸收二氧化碳后，便會沉積出鉛粉。戰(zhàn)國時，鉛粉已普遍用作化妝品?！吨芤讌⑼酢防镎f：“胡粉（即鉛粉）投火中，色壞還為鉛”；《抱樸子·論仙篇》說：“胡粉……是化鉛所作?！边@說明漢晉之際對鉛粉與鉛的互變關(guān)系已有較多認(rèn)識。鉛粉自古以來就用作顏料、化妝品和藥物；漢代以后又成為制釉原料和煉丹要藥。②乙酸鉛：中國古時稱作鉛霜，實(shí)際上往往是鉛粉制造工藝的第一步產(chǎn)物,所以制得可能較早,但關(guān)于它的制備方法的記載則較晚，最早見于唐代問世的一些丹經(jīng)，稱為“玄白”。鉛霜之名最早見于北宋蘇頌的《圖經(jīng)本草》。③氧化鉛:金屬鉛在空氣中焙燒即得氧化鉛(PbO)，中國古稱黃丹,其色澤金黃，受到早期煉丹家的重視,稱為“玄黃”。若將黃丹以猛火加熱，即變?yōu)殚偌t色的鉛丹(Pb3O4),秦代已用作紅色顏料,因其色紅似丹砂,也被煉丹家視為煉丹大藥。漢末或晉代發(fā)明了用硝石、硫黃和金屬鉛煉制鉛丹的方法,稱為硝黃法,純度較高?！睹t(yī)別錄》對該法已有記載。明代又有改進(jìn)，采用硝石、礬和金屬鉛合煉的制法，稱為硝礬法，生產(chǎn)效率大為提高。宋代以后，則普遍作為灰吹法煉銀的副產(chǎn)品而取得。砷化學(xué)中國古代醫(yī)藥和煉丹術(shù)中很早就利用了含砷礦物，其中有雄黃(As2S2)、雌黃(As2S3)、礜石(FeAsS)、砒黃（不純的砒石）等;后來又利用了信石（As2O3,信州產(chǎn)者良）。長沙馬王堆三號漢墓出土的帛書所記載的醫(yī)方中有“冶礜石”和“燔雄黃”，是在空氣中焙燒礜石和雄黃，所得升華產(chǎn)物就是人工制造的砒霜。①雄黃和雌黃：它們初時用作顏料。寶雞西周墓出土的絲織物上的黃色紋痕，表明就是以雌黃著色的。東漢時有瘍科“五毒方”，以石膽、丹砂、雄黃、礜石、慈石（即磁石）在土釜中合煉，所得藥物的成分為升華的雄黃、砒霜和少量的硫酸亞汞?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》把雄黃列為中品，礜石列為下品，說明對它們的毒性和醫(yī)療效用已有一定的了解。雄黃和雌黃在煉丹術(shù)中始終被視為煉丹要藥?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中說，煉食雄黃可使人輕身神仙?！饵S帝九鼎神丹經(jīng)》所記載的“神丹”就是升華提純的雄黃。②砒霜：至遲到隋代時，中國煉丹家已知焙燒雄黃制得純凈的砒霜。唐代著名醫(yī)學(xué)家兼煉丹家孫思邈在《千金藥方》中最早用它治療瘧疾、牙痛等病，因其毒性猛烈，稱為“貔霜”。較晚的本草學(xué)著作則寫作“砒霜”。雄黃、雌黃、砒霜在煉丹術(shù)中所以受到重視，還在于它們在煉金實(shí)踐中用作“點(diǎn)化藥”。③單質(zhì)砷：中國古代砷化學(xué)中的最大成就為單質(zhì)砷的制得。孫思邈《太清丹經(jīng)要訣》中有以雄黃、雌黃與金屬錫合煉的丹方，在密閉坩堝中升華的產(chǎn)物即單質(zhì)砷。南宋方士們將砒霜和草木藥或蜜合煉，得到了“色如銀”或“如黑角色，甚硬”的單質(zhì)砷晶體，稱為“死砒”、“伏砒”或簡稱“砒”。可以說，在化學(xué)史上是中國煉丹家最早發(fā)現(xiàn)了元素砷。礬化學(xué)中國古代在染色、醫(yī)藥、煉丹術(shù)中都曾廣泛地應(yīng)用各種礬，包括綠礬（FeSO4·7H2O，又名青礬,用于染黑,所以又稱皂礬）、白礬［KAl(SO4)2·12H2O,又名明礬］、黃礬〔KFe3(SO4)2(OH)6〕、膽礬（CuSO4·5H2O，唐代以前稱石膽）。①綠礬：為中國制取和應(yīng)用最早的一種礬。戰(zhàn)國時期已用于染黑，那時是通過焙燒涅石(含煤黃鐵礦)取得的，所以得到“燓石”（后改稱為礬石）之稱）?！渡胶＝?jīng)》已有關(guān)于涅石和以涅（綠礬）染黑的記載。在北宋盛行膽銅法后，便得到了廉價的副產(chǎn)品綠礬。黃礬是綠礬經(jīng)自然風(fēng)化氧化而形成的，很早就用于染色；唐代以后又成為煉金術(shù)中的“染色劑”。②膽礬：石膽和白礬在中國古代用作醫(yī)藥?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》將石膽列為中品。煉丹家因?yàn)樗哂小澳芑F為銅成金銀”的神異特性，將它視為“延壽、成仙”的圣藥。唐代以前,它的主要產(chǎn)地是遙遠(yuǎn)的隴西羌道,十分難得，所以唐人所輯《黃帝九鼎神丹經(jīng)訣》中有膽礬的制法：用黃礬、綠礬和曾青(堿式碳酸銅)合煉后經(jīng)浸取、重結(jié)晶而制得。東漢煉丹家狐剛子曾干餾膽礬，從揮發(fā)物中收集到硫酸，但未曾推廣?；鹚幍陌l(fā)明火藥是中國四大發(fā)明之一。最早的火藥出自煉丹家之手，后為軍事家所利用，得到發(fā)展和改進(jìn)，于是先后出現(xiàn)了燃燒性火藥和爆炸性火藥。火藥的發(fā)明大約在唐代中期，到唐代后期才開始應(yīng)用于軍事。①古代火藥的成分：中國古代早期火藥的基本成分為硝石（硝酸鉀）、硫黃和含碳物質(zhì)。硝石的利用是火藥發(fā)明的關(guān)鍵。中國在煉丹術(shù)和醫(yī)藥中利用硝石開始很早,馬王堆三號漢墓出土帛書的醫(yī)方中已有硝石;《史記·扁鵲倉公列傳》提到漢初名醫(yī)淳于意用硝石為藥劑。煉丹術(shù)興起后，硝石成為一種主要煉丹藥劑。早期丹經(jīng)《三十六水法》就著重介紹了硝石在水溶液中對丹砂、雄黃、云母、石英等礦物的化學(xué)作用。=2\*GB3②火藥與煉丹術(shù)：煉丹術(shù)中有所謂“伏火法”。其實(shí)質(zhì)為對硝石、雄黃、硫黃、草木藥等物在共同火煉前的預(yù)處理方案，旨在先改變它們的易燃、易爆的劇烈性質(zhì)。由此可見，在“伏火法”出現(xiàn)前，煉丹家對它們混合加熱的燃爆危險性已有認(rèn)識,而今人從伏火法中,正可由反面看出他們當(dāng)時對火藥成分和化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識以至火藥的配方。唐代的《丹房鏡源》中已有用炭使硝石伏火的方法；唐元和年間(808)成書的