秦漢時(shí)期的煉丹術(shù)和化學(xué)的發(fā)展
秦漢時(shí)期是中國(guó)古代化學(xué)的奠基時(shí)期。特別是煉丹術(shù)作為原始形式的化學(xué),自戰(zhàn)國(guó)時(shí)代興起,經(jīng)過(guò)秦皇漢武的熱心提倡,到東漢時(shí)已成為一門獨(dú)立的學(xué)問。漢代瘍科 “五毒方”的升煉,標(biāo)志著中國(guó)醫(yī)藥化學(xué)的開端。秦漢時(shí)期冶金技術(shù)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的基礎(chǔ)上有了長(zhǎng)足的進(jìn)展,出現(xiàn)了不少與化學(xué)有關(guān)的創(chuàng)造和發(fā)明。
煉丹術(shù)與求仙活動(dòng)
戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就有不少關(guān)于神仙和不死之藥的傳說(shuō)。齊威王、齊宣王、燕昭王都曾使人入海尋仙求藥。秦始皇統(tǒng)一中國(guó)后,即“遣徐市發(fā)童男女?dāng)?shù)千人入海求仙人”,“使燕人廬生求羨門、高誓”,“使韓終(眾)、侯公、石生求仙人不死之藥”。西漢桓寬說(shuō):“當(dāng)此之時(shí),燕齊之士釋鋤耒,爭(zhēng)言神仙方士,于是趣咸陽(yáng)者以千數(shù),言仙人食金飲珠,然后壽與天地相保。”①秦代的煉丹活動(dòng)已有相當(dāng)規(guī)模。所謂“煉丹”,最初的含義和內(nèi)容就是提煉丹砂。據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)有“韓終丹法”、“羨門子丹法”,都是以蜜或酒拌合丹砂而服食。
在漢代,煉丹術(shù)的規(guī)模更為擴(kuò)大。漢武帝與秦始皇一樣也以好神仙和長(zhǎng)生之術(shù)著稱。先是“齊人之上疏言神仙奇方者以萬(wàn)數(shù),然無(wú)驗(yàn)者”,武帝“乃益發(fā)船,令言海中神山者數(shù)千人求蓬萊神人”。在為數(shù)眾多的方士中,其姓名見于《史記》、《漢書》者有少翁、欒大、寬舒、公孫卿等,而其中最重要的人物為李少君。李少君曾向漢武帝提出:“祠灶則致物,致物而丹砂可化為黃金,黃金成,以為飲食器則益壽,益壽而海中蓬萊仙者可見,見之以封禪則不死,黃帝是也?!庇谑?,漢武帝“始親祠灶,遣方士入海求蓬萊安期生之屬,而事化丹砂諸藥齊為黃金矣”①。與漢武帝同時(shí)代的淮南王劉安也 “招致賓客之士數(shù)千人,作內(nèi)書二十一篇,外書甚眾,又中篇八卷,言神仙黃白之術(shù),亦二十余萬(wàn)言”。此外,“有枕中鴻寶秘苑書,書言神仙使鬼物為金之術(shù),及鄒衍重道延命方,世人莫見”②。其后,宣帝、成帝、哀帝以及王莽也都篤好神仙方術(shù)。東漢時(shí)期,煉丹術(shù)與道教結(jié)合,相得益彰。從此,方士便演變而為道士,煉丹術(shù)也大都由道士掌握了。
漢代丹經(jīng)
在現(xiàn)存丹經(jīng)中,一般認(rèn)為屬于漢代作品的有《三十六水法》、《太清金液神氣經(jīng)》(即今《太清金液神氣經(jīng)》卷上)、《太清金液神丹經(jīng)》、《黃帝九鼎神丹經(jīng)》(即《黃帝九鼎神丹經(jīng)訣》卷一)、《太上八景四蕊紫漿五珠絳生神丹方(經(jīng))》、《周易參同契》等。其中淮南王劉安時(shí)就已行世的《三十六水法》是迄今所知世界上現(xiàn)存最早的一部煉丹術(shù)著作①。
《三十六水法》記述有溶解34 種礦物和2 種非礦物的54 個(gè)方子。從這些方子可以看到,當(dāng)時(shí)已知利用硝石和醋的混合液(有時(shí)加石膽)來(lái)溶解金屬或礦物。其中第一方為“礬石水”方,方中說(shuō):礬石水(含有銅鹽)“以華池(盛有濃醋的溶解槽)和,涂鐵,鐵即如銅”②?!痘茨先f(wàn)畢術(shù)》也說(shuō):“曾青得鐵則化為銅?!边@說(shuō)明西漢時(shí)的煉丹家就知道鐵對(duì)銅鹽的置換反應(yīng)。這一反應(yīng)的發(fā)現(xiàn),奠定了唐宋時(shí)代水法煉銅——膽銅法的基礎(chǔ)。
① 《鹽鐵論》卷六。
① 《史記?封禪書》。
② 《漢書?劉向傳》。
① 李時(shí)珍《本草綱目》云:“金乃西方之行,..淮南《三十六水法》,亦化為漿服餌?!薄饵S帝九鼎神丹經(jīng)訣》卷八載:“昔太極真人以此神經(jīng)及水石法(即《五靈神丹上經(jīng)》及《三十六水法》)授東海青童君,君授金樓先生,先生授八公,八公授淮南王劉安,安升天之日授吳左?!?/span>
西漢末或東漢初問世的《黃帝九鼎神丹經(jīng)》記載了后世丹家極為推崇的鉛汞還丹的煉法:“取汞三斤,納土釜中,復(fù)以玄黃覆其上,厚二寸許。以一土釜合之,封以六一泥,外內(nèi)固濟(jì),無(wú)令泄。置日中暴,令大干,乃火之。濕者不可,得火即拆破。如調(diào)丹華法,以馬通若糠火,火之九日夜,寒一日。發(fā)之,藥皆飛著上釜,狀如霜雪,紫紅朱綠,五色光華,厚二分寸余,以羽掃除之?!雹坌S一名黃芽,即“仙經(jīng)涂丹釜所須”的黃丹(鉛丹,pb3O4)。因?yàn)殂U丹在500℃以上能分解放出氧氣,氧氣又能與汞結(jié)合生成氧化汞而凝結(jié)在溫度較低的上釜內(nèi)壁,所以上述升煉產(chǎn)物為氧化汞(HgO)。這種以黃芽制汞為丹的還丹煉法為魏伯陽(yáng)、狐剛子等鉛汞還丹派煉丹家所繼承,并給后世的中國(guó)煉丹術(shù)以很大影響。
魏伯陽(yáng)與煉丹術(shù)
魏伯陽(yáng)是會(huì)稽上虞人,東漢桓帝時(shí)在世。他在所著《周易參同契》中說(shuō):“河上姹女,靈而最神。得火則飛,不見埃塵。鬼隱龍匿,莫知所存。將欲制之,黃芽為根?!薄昂由湘迸睘楣包S芽”即黃丹(Pb3O4)。意思是汞易揮發(fā),若要將其制服成丹,則須用鉛丹?!吨芤讌⑼酢分饕v的是內(nèi)丹①,但其“內(nèi)丹以外丹言之”,所以對(duì)研究外丹黃白術(shù)仍有參考價(jià)值。如《參同契》里說(shuō):“胡粉投火中,色壞還為鉛?!本褪钦f(shuō),經(jīng)炭火的作用,胡粉(堿式碳酸鉛)不但色變,而且質(zhì)也變了,還原為鉛。
魏伯陽(yáng)的煉丹理論是以陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)為基礎(chǔ)的。他認(rèn)為, “類同者相從,事乖不成寶”,“同類”的物質(zhì)才能“相變”。在闡述煉丹術(shù)的可能性和合理性時(shí),魏伯陽(yáng)說(shuō):“自然之所為兮,非有邪為道。..若檗染為黃兮,似藍(lán)成綠組;皮革煮為膠兮,曲蘗化為酒?!痹陉U述服食仙丹何以能使人長(zhǎng)生不死時(shí),魏伯陽(yáng)說(shuō):“巨勝(胡麻)尚延年,還丹可入口。金性不敗朽,故為萬(wàn)物寶。術(shù)士服食之,壽命得長(zhǎng)久?!边@是一種希圖把黃金的抗蝕性機(jī)械地移植到人體中去以求長(zhǎng)生的天真想法。
狐剛子與煉丹術(shù)
東漢末年,大致與魏伯陽(yáng)同時(shí)或稍后的煉丹家狐剛子,本名狐丘,是一位鉛汞還丹派的實(shí)踐家。他的著述反映了漢代煉丹術(shù)成就所達(dá)到的高度,堪稱我國(guó)古代化學(xué)的瑰麗篇章。他在所著《五金粉圖訣》中說(shuō):“丹鉛(Pb3O4)之精,..其功既深,其力亦大,九上九下,覆薦水銀,化汞為丹。”①這與《黃帝九鼎神丹經(jīng)》中的還丹煉法是一脈相承的。《五金粉圖訣》還記載了狐剛子作“九轉(zhuǎn)鉛丹法”。所謂“九轉(zhuǎn)”,是指先以鉛制備鉛丹作為原料,再?gòu)你U丹出發(fā)用炭火還原出鉛,接著以所得鉛復(fù)煉為丹,如此反復(fù)九次。由于鉛丹在500℃以上會(huì)發(fā)生分解,所以狐剛子特別強(qiáng)調(diào),制鉛丹時(shí)“不得猛火”。在《五金粉圖訣》中,狐剛子還提到: “硫黃功能變銀化汞?!币馑际钦f(shuō)硫能與銀和汞化合生成硫化銀和硫化汞。硫化汞也是中國(guó)古代煉丹家的“靈丹”之一。
② 《三十六水法》,《道藏》洞神部眾術(shù)類,總第597 冊(cè)。
③ 《黃帝九鼎神丹經(jīng)訣》卷一,《道藏》總第584—585 冊(cè)。
① 煉丹術(shù)有內(nèi)丹、外丹之分。所謂內(nèi)丹,指的是鍛煉人體內(nèi)在的精、氣、神,“以神運(yùn)精氣,結(jié)而成丹”。所謂外丹,是指求身外之藥,煉之成丹。
在狐剛子的另一著作《出金礦圖錄》中,有一段“煉石膽取精華法”的記載:“以土墼(土坯)壘作兩個(gè)方頭爐,相去二尺,各表里精泥其間,旁開一孔,亦泥表里,使精熏,使干。一爐中著銅盤,使定,即密泥之;一爐中以炭燒石膽使作煙,以物扇之,其精華盡入銅盤。爐中卻火待冷,開取任用。入萬(wàn)藥,藥皆神?!雹谶@種方法實(shí)際上就是干餾石膽,接取餾分、冷凝所得干餾液即為硫酸。該反應(yīng)為:磾uSO4?5H2O 磾uO+SO3↑+5H2O↑SO3+H2O=H2SO4。
狐剛子的“煉石膽取精華法”是干餾法制取硫酸的世界最早記錄,比西方要早五六百年。
① 《黃帝九鼎神丹經(jīng)訣》卷十二,《道藏》總第584—585 冊(cè)。
② 《黃帝九鼎神丹經(jīng)訣》卷九,《道藏》總第584—585 冊(cè)。
五毒方
中國(guó)醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展和煉丹術(shù)是分不開的。歷代丹家常兼修醫(yī)藥學(xué),煉丹術(shù)的新成就也常被吸收于《本草》和方書之中?!吨芏Y?天官?冢宰》下載:“凡療瘍以五毒攻之。”東漢鄭玄注云:“五毒,五藥之有毒者。今醫(yī)人有五毒之藥,作之合黃堥,置石膽、丹砂、雄黃、礜石(FeAsS)、慈石其中,燒之三日三夜,其煙上著,以雄雞羽掃取之以注創(chuàng),惡肉破骨則盡出?!边@是現(xiàn)存古代文獻(xiàn)中最早的丹藥配方。模擬實(shí)驗(yàn)表明,“五毒方”的基本升煉產(chǎn)物是三氧化二砷(As2O3)、 β型硫化汞(β-As4S4)和硫化汞(HgS);如果石膽相對(duì)量較大,則硫化汞( HgS)的成分會(huì)減少,并得到硫酸亞汞(Hg2SO4);如果石膽過(guò)量,則硫化汞(HgS)會(huì)完全轉(zhuǎn)化,生成硫酸亞汞(Hg2SO4)及少量汞①?!拔宥痉健钡纳裏?,標(biāo)志著中國(guó)醫(yī)藥化學(xué)的開端,在化學(xué)史和醫(yī)藥史上都占有重要地位。
《神農(nóng)本草經(jīng)》和煉丹術(shù)
漢代成書的《神農(nóng)本草經(jīng)》明顯地受到煉丹術(shù)的影響,其中吸收了煉丹家的不少成果。此書對(duì)一些元素及化合物的化學(xué)變化和性質(zhì)作過(guò)一些正確的敘述。例如書中指出:“丹砂..能化為汞。”就是說(shuō)丹砂(HgS)在加熱時(shí)能分解成汞。又說(shuō):“水銀..殺金、銀、銅、錫毒,熔化還復(fù)為丹?!闭f(shuō)的是汞能和一些金屬形成汞齊,并能緩慢氧化為紅色的氧化汞。還說(shuō):“空青..能化銅鐵鉛錫作金”,“曾青..能化金銅”,“石膽..能化鐵為銅?!边@是說(shuō)鐵、鉛、錫等金屬能與銅鹽起作用,置換出金屬銅,銅又可以與鐵、鉛、錫形成金黃色的合金。書中還提到:“石硫黃..能化金、銀、銅、鐵奇物。”意思是硫黃能和金屬化合,生成硫化物,如硫與鐵化合則生成硫化亞鐵:Fe+S=FeS
① 趙匡華、張惠珍:《漢代瘍科“五毒方”的源流與實(shí)驗(yàn)研究》,《自然科學(xué)史研究》第4 卷第3 期(1985年),第199—211 頁(yè)。
冶鐵的規(guī)模和技術(shù),秦漢時(shí)期,特別是西漢中期以后,有很大發(fā)展。西漢時(shí)期,煉鐵高爐已開始使用石灰石為熔劑。東漢末建安年間,曹操命人造“百煉”寶刀五把,曹植為此作賦,說(shuō)此刀“實(shí)真人之攸御”①,說(shuō)明東漢百煉鋼技術(shù)的發(fā)展似與煉丹術(shù)有關(guān)。
煉鋼技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展
雖然秦漢時(shí)期青銅工具逐步被鐵制工具取代,但是煉銅技術(shù)并沒有停頓,而是在繼續(xù)發(fā)展。除青銅外,這個(gè)時(shí)期還出現(xiàn)了一些新型的銅合金。《淮南子》里有“餌丹陽(yáng)之偽金”一語(yǔ)。西漢東方朔所撰《神異經(jīng)?西荒經(jīng)》中說(shuō);“丹陽(yáng)銅似金,..故《淮南子》曰餌丹陽(yáng)之偽金,即此也?!睋?jù)此可知,劉安所謂“丹陽(yáng)之偽金”即丹陽(yáng)銅。相傳西漢武帝時(shí)丹陽(yáng)人茅盈三兄弟先后入山修煉,“以丹陽(yáng)歲歉,點(diǎn)化丹陽(yáng)(銅)以救饑人”,所以“后人以煅粉點(diǎn)銅者,名其法曰丹陽(yáng)”。葛洪《神仙傳》載;“三茅君中之長(zhǎng)兄大司命君茅盈冶銅于句容山(屬丹陽(yáng)郡)。”《抱樸子?黃白》里則明確記載了用武都雄黃點(diǎn)化銅為“黃金”的真秘,并且指出這就是劉向得自劉安的作黃金法??梢姷り?yáng)銅大概是一種砷黃銅,即含砷量在10%以下的銅砷合金。在現(xiàn)存古籍中,“黃銅”一詞最早見于西漢東方朔的《神異經(jīng)》。在其《中荒經(jīng)》中說(shuō):“西北有宮,黃銅為墻,題曰地皇之宮?!睎|方朔所見的黃銅大約即丹陽(yáng)銅。
狐剛子在《五金粉圖訣》中曾著重討論“三黃相入之道”和 “五金相入與不相入”之道。所謂三黃相入之道,就是用伏火三黃(雄黃、雌黃、砒黃)點(diǎn)化五金(金、銀、銅、鐵、錫)為藥金、藥銀的方技。如以銅為例,狐剛子指出:“銅得伏雄,異性合同”;“銅得伏雌,成真是非”;“銅得伏砒,柔弱自低”。所謂“五金相入與不相入”之道,當(dāng)指五金彼此間能否相互結(jié)合形成合金的規(guī)律。如狐剛子說(shuō):“金得銀而虛,銀得銅而疏,銅得鐵而縮,鐵得錫而舒,銅得錫而殊,錫得鐵而俱。”同書還指出:“雄黃功能變鐵,雌黃功能變錫,砒黃功能變銅,硫黃功能變銀化汞。四黃功亦能變鐵為銅,反銅為銀,反銀為金。如谷作米,是天地之中自然之道?!边@里狐剛子明確提到“砒黃功能變銅”,四黃功亦能 “反銅為銀”,此“銀”當(dāng)為藥銀,顯然是砷白銅,即含砷量在10%以上的銅砷合金。這表明我國(guó)古代煉丹家在東漢就已制得砷白銅。
汞、金、銀等的冶煉技術(shù)
秦漢時(shí)期,汞、金、銀等金屬的冶煉技術(shù)也獲得了許多新成就。狐剛子在《五金粉圖訣》中還記載了“下火上凝”式煉汞法。這種方法是在鐵質(zhì)下釜中放置朱砂,“然后以甕合之,以羊毛稀泥泥際口”,“先燃腐草”,再以木柴加熱下釜,于是朱砂分解生成的水銀便升到上甕,冷凝在內(nèi)壁上。狐剛子還對(duì)該法的水銀產(chǎn)率作過(guò)定量研究,結(jié)論是:“好朱一斤,可得十二兩,① 丁晏纂:《曹集銓評(píng)?寶刀賦》。
中朱十兩,下朱八兩。”據(jù)計(jì)算,他從優(yōu)質(zhì)朱砂(假設(shè)是純HgS)中取得汞的產(chǎn)率已達(dá)87%。
在《出金礦圖錄》中,狐剛子首次記錄了冶煉金銀的“吹灰法”。他說(shuō):銀“若未好白,即惡銀一斤和熟鉛一斤,又灰濾之為上白銀”。他在“出金礦法”和“出銀礦法”中都詳細(xì)記載了“錫灰坯爐法”,即今所謂的“吹灰法”。東漢道教祖師張道陵所撰《太清經(jīng)天師口訣》中也記載了煉金銀的“吹灰法”:“鉛煉金法:用金三十六兩,用鉛七十二兩。作灰抔,火燒令干,密閉四邊,通一看孔。安鉛抔中。作一鐵抔,大小可灰抔上,遍鑿作孔,用合灰抔。抔上累炭,炭上覆泥。火之鉛盡,還收取金。更作灰抔,如是三七遍,名曰鉛煉金也。”
以上史實(shí)說(shuō)明,中國(guó)古代煉丹家對(duì)冶金學(xué)的發(fā)展作出了重大的貢獻(xiàn)。
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