中国古代有没有化学家呢?答案是肯定的!许多经典都记载了古人对物质的认知与研究。例如东汉著名炼丹士魏伯阳编著的《周易参同契》就记载了硫(S)和汞(Hg)生成硫化汞(HgS)的反应。
物质论的演变
中国在殷商时期有五行说,认为世界上的物质都可分类成金、木、水、火、土五种元素,跟西方的“四元素说”、”五元素说”相似,都属于古典元素论。直到《管子》一书提到精气的概念,认为世界都是由精气所组成。东汉王充则进一步提出元气,在《论衡》说道:“天地含气,万物自生。”认为元气才是构成物质的要素。自此,人们对于物质的认识从五行说发展为元气说,摆脱了用具体事物来解释物质的概念。
关于物质的特性,《墨子》一书记载:“非半弗斫,则不动,说在端。”意思是物质分割到一定程度就不能再分割下去,这种情形就称为“端”。若从化学史的立场看墨子的论述,“端”已经具有现代原子学说的雏形。除此之外,《周易外传》对物质的特性指出:“太虚者,本动者也,动之入动,不息不滞。”认为物质会不断地运动、变化。明代王夫之则以水为例:“寒可为冰,热可为汤,于冰汤之异,是知水之常体。”深刻阐述物质具有变化的属性。王夫之也在他的著作《张子正蒙注》提到:“聚散变化,而其本体不为之损益。”即物质不会因变化减少或增加一些,正是现代科学质量守衡的思想。
炼丹术
谈到古人对物质性质的掌握,就不得不提“炼丹”。炼丹术的发展正好反映了古人对物质变化与结合的认知,虽有不少谬见,但炼丹术无疑可视为物质组成论、结构论和反应论的最初形态。东汉著名炼丹士魏伯阳编著的《周易参同契》就记载了硫(S)和汞(Hg)合成硫化汞(HgS)的化学反应,同时还有氧化铅(PbO)被碳(C)还原成铅(Pb)的现象。在其他古籍中也可以找到金属的置换、酸碱作用和结晶法等化学现象的记录。除了化学反应的发现,炼丹术也引发了火药的发明。炼丹士在提取砷(As )的时候常有“炸鼎”现象,就是把锅炸了。
提取砷的原料有雄黄(As4S4)、硝石(KNO3 )和松脂,这与早期黑火药的配方几乎一样。除了火药,《淮南万毕术》也有“曾青得铁则化为铜”的叙述,“曾青”是硫酸铜(CuSO4),也就是指炼铜技术。中国古典化学除了衍生出炼丹技术、金属的冶炼,还有“蔡侯造纸”,响彻国际的“青花瓷”也是成果之一。明清时期,甚至已能制出极其精美的瓷器并远销海外,成了西方国家的珍品。
古代科学发展缓慢的原因
在古人的研究成果与应用当中,其实会发现许多现代化学理论与技术的身影。但不可否认,他们对物质的组成、变化和特性的叙述,不少都带有主观臆断,缺乏实验的支持,很难形成科学理论。再加上炼丹过程缺少对细节的“定量”,常用“烧三日三夜”、“寒一昼夜”描述反应时间;用“猛火”、“温火”、“阴火”描述加热温度;用“密固”、“吹之”描述压力影响,这种粗糙的记录,很难把个别实验结果上升为原理或定律,也导致了我国历史上科学发展缓慢。
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