化学：炼金到革命（一）

化学的原始应用

化学方法最早应用于金属的提炼和加工以及陶器的制造。这些工艺的实践并没有什么理论基础，但往往有相当的技巧，这反映出人们在长期的实践中对物质的性质有着颇为可靠的理解。在人类历史初期，用具大多是石制、角制或骨制的。第一种被认知的金属可能是黄金，因其在沙河中的颜色与光泽引人注意，其次可能是铜。美洲的土著人可以直接加工天然铜，但埃及人可能需要用木炭火去还原孔雀石矿（碱式碳酸铜）才能得到铜。埃及和美索不达米亚最古老的遗物中的铜是以铸件形式出现的，其年代大约在公元前3500年。（《化学简史》p1-2）

表明最古老的几个文明中心在各个时期中，需要用到应用化学的技术来制备的金属和其他材料的出现情况。极罕见的材料括于括号中。（《化学简史》p9）

元素与原子

元素的观念，最早清楚地表述在希腊哲学家的学说中。在众多关于本原的探讨中，恩培多克勒引入四根——火、空气、水、土的观念，以及使它们结合与分离的两种力量——吸引（爱）与排斥（憎）。“元素”（stoicheia）这个词首先为柏拉图所使用，他假定事物都是由无形式的原始物质（或者就是空间）取得“形式”后产生的，火、空气、水、土，每个元素的微细颗粒各有其特殊的形状，并可能通过分解成三角形后再结合的方式相互转化。亚里士多德认为万物由质料生成，在它的上面可以印上种种不同的形式，不过形式是由内部发展起来的，就像有机体的生长一样。这些形式可以去掉并换上新的形式，因而导致元素蜕变这一观念的出现。他认为物质的基本性质是热、冷、湿、干，成对的组合得出所谓的四元素。希波克拉底与盖伦等将四元素学说用于医学，认为四元素在身体中表现为四种体液——血液、黏液、黄胆汁、黑胆汁，在健康的身体中处于平衡状态，疾病通过相应的元素治愈。四元素说一直到18世纪末还被认为是正确的。（《化学简史》p11-13）

古代原子论经历了三个发展阶段。第一阶段是古希腊时期，留基伯和德谟克利特首创的原子论思想，对世界作一种唯物论、机械论的解释；第二阶段是希腊化时期，雅典的伊比鸠鲁进一步发展原子论，并将之运用到人生哲学中，提出享乐主义哲学；第三阶段是罗马时期，卢克莱修受伊比鸠鲁的影响，在《物性论》中全面叙述了原子论者的哲学立场。（《科学的历程》p101-102）

虽然古代的元素和原子与现代科学中的元素和原子不能一概而论，但都是作为一种物质的基本组成被认识，对事物本原的探求从某种程度上影响了化学作为自然科学的一门学科的产生过程。

炼金术

1.希腊-埃及时期——Chemeia

通常被视为炼金术史的最早文献可以追溯到公元3世纪，是在纸草上书写的希腊文。它们在19世纪初发现于埃及，现藏莱顿和斯德哥尔摩的博物馆，因此被称为莱顿纸草和斯德哥尔摩纸草。大约包含有250个实用的作坊配方，这些配方基本是与金、银、宝石和纺织染料有关的工序。（《炼金术的秘密》p10-11）

莱顿纸草的第87配方描述了“硫水(water of sulfur) 的发现”——“石灰，1打兰；硫，事先磨成粉，等量。将它们共同放入容器。加入气味刺鼻的醋或一个年轻人的尿；加热底部，直到液体看起来像血。将它从沉渣中滤出，纯净使用。”普林西比复制了这个过程，将各种成分混合（他发现尿比醋效果更好），轻微煮沸约 1 小时，产生气味难闻的橙红色液体。硫水制成后，他将抛光的银片漫入其中，金属迅速变成黄褐色，然后是金色，然后是铜色，然后是青铜色、紫色，最后是棕色。引人注目的是，金属的闪亮光泽始终没者因为颜色变化而黯淡，颜色和光泽长时间保持稳定。略加操作，小心控制温度，并且留意金属浸在溶液中的时间，他成功地使银看起来非常像金。如果想亲自尝试，可以取氢氧化钙5克和硫5克，并与100毫升新鲜尿液或蒸馏白醋混合。在通风良好的空间中轻微煮沸 1 小时，并趁热过滤溶液。有效使用这种液体需要一些摸索，但所产生的颜色可能惊人地稳定和持久。颜色变化缘于金属表面形成了硫化物薄层，因为存在于这种“硫水”中的多硫化钙起了作用。（《炼金术的秘密》p11-12）

诸如此类的配方为炼金术的出现提供了必要的背景，但不是严格意义上的炼金术。炼金术和其他科学追求一样，还需要有某种理论提供一个思想框架，支持和解释实际的工作，并为发现新知识提供指导。（《炼金术的秘密》p12）早期的配方文献旨在仿制或加工贵重材料，但也许是在公元3世纪，在某一时刻出现了实际制造真金白银的想法，这种发展似乎是合理的，将一种金属转化成另一种金属的一般工序被称为“嬗变”。从这时起，炼金术士们终于可以全身心地致力于一个清晰的目标，除了制金他们还追求很多东西，但制金和制银始终是这门渐渐被称为“高贵技艺”的行当的核心目标之一。炼金术的诞生需要两种传统的融合：由配方文献所例证的实用工匠知识，以及希腊自然哲学中关于物质和变化之本性的理论思辨：什么是物质？一个事物如何变成了另一个事物？由此炼金术士已经脱离了工匠群体获得了独立身份。（《炼金术的秘密》p15-16）

帕诺波利斯的佐西莫斯是希腊-埃及时期的炼金术士，被奉为炼金术史上的一个权威，活跃于公元300年左右。他的作品中详细描述了各种有用的仪器，用于蒸铺、升华、过滤、固定等。他认为金属由两个部分组成：一个是不可挥发的部分，他称之为“身体”；另一个是可以挥发的部分，他称之为“精神”。精神似乎承载着金属的颜色和其他特殊属性，在所有金属中，身体似乎都是相同的，在一份残篇中似乎将其等同于液态金属汞。于是，金属的身份取决于其精神，而不是其身体。因此，佐西莫斯用火——通过蒸馏、升华、挥发等将精神与身体分离开来，并让分离的精神与其他身体相结合，将使其嬗变成一种新的金属。他将嬗变称为金属的“染色”，将“转化剂”称为“染色剂”，这些词的选择表明了他的想法与配方文献之间的联系。“硫水”也具有了全新的含义，不再只是用来产生表面的变化，而是能够真正带来嬗变，因此被极力寻求和隐藏。这里就出现了炼金术的一种特征：保密和匿名。（p20-21）

炼金术作者不是使用物质的常用名称，而是代之以另一个通常与所指的物质有某种字面上或隐喻性的关联的词。“假名”服务于双重目的：既可以保密，又可以使有能力破译的人谨慎地交流。它们既隐藏又揭示。因此，“假名”必须合乎逻辑，而不是任意的，以便可以被破译。（p22-23）

佐西莫斯无疑与灵知主义(Gnosticism)有一种联系。灵知主义是公元2、3世纪的一组宗教运动，强调需要启示的知识（灵知）才能获得拯救。这种拯救性的知识包括意识到人的内在本质有着神圣的起源，但被囚禁在一个物质身体当中。必须用知识来克服人对其起源的无知（或遗忘) ，使他自己（即他的灵魂）能够渐渐地不再受制于身体及其激情，不再受制于物质世界和支配他的邪恶力量。他宣称，真正的炼金术士所寻求的是纯粹“自然和自行起作用的”染色剂，仅仅通过操纵其自然性质而引起嬗变。为了制备这些真正的自然的染色剂，正确的仪器、原料和工序是绝对必要的。一些误入歧途的炼金术士以为自己的制备过程是管用的，但他们正在使用假的染色剂，其表面上的成功其实缘于被称为“魔鬼”(daimons) 的精神实体，从而使他们受制于魔鬼的影响，受命运（一种需要拒斥的邪恶力量）的摆布。对灵知主义者（或对柏拉图主义）来说，人的个性和人格在于灵魂而不在于身体。同样，金属的特性和身份源于其精神而非身体。（p25-27）

据说公元300年左右戴克里先(Diocletian)皇帝曾下令烧毁“埃及人在金银炼金术(cheimeia)方面所写的全部书籍”。如果这场焚书的确发生过，它可能与戴克里先在帝国全境的货币改革有关，其中包括于295-296年用标准的罗马货币取代（在亚历山大里亚铸造的）埃及地方硬币。公元3世纪见证了罗马帝国货币的持续崩溃。铸币厂通过铸造贵金属含量越来越少的硬币来使货币贬值，从而扩大了硬币面值与其固有价值的差距。由于埃及书籍中常常会讲述各种手段来仿造贵金属、掩盖合金的成色减少，或者在理想情况下可能生产新的金和银，这类过程似乎是渴望货币稳定的统治者最不愿意看到的，特别是由帝国的一个反叛省份来负责。这或许也可以为炼金术作品中的保密措施提供一些背景。（p28-29）

埃及人的金银炼金术是对cheimeia 这个术语的最早用法之一，“炼金术”（alchemy）和“化学”（chemistry）这两个词便派生于它。关于它们的起源有许多不可靠的说法，这种情形可以追溯到炼金术士自己，他们喜欢使用一些臆想的词源，以对其学科做出种种不同的断言。古代的常见做法是把某个事物的名称追溯到一个虚构的创建者。不过，即使是现代的炼金术史或化学史教科书给出的来源也常常不大可能为真。一个流行的观点是“化学”（chemistry）一词源自科普特语词是kheme，意为“黑色”，暗指与尼罗洞淤泥颜色有关的“黑土地”埃及。有人指出chēmia乃是“埃及”的一个旧称，根据这一理论，chemistry的字面意思将是“埃及技艺”。还有一些人将此词源与实现嬗变的关键步骤“黑化阶段”（black stage），或者与炼金术作为一门“黑技艺”(black art)的假想性质联系在一起，这就更不可信了。但这个词更有可能源于希腊，因为希腊语既是最早的炼金术文本的语言，又是希腊罗马时期有文化的埃及的语言。alchemy和chemistry中的chem很可能源于希腊词cheō，意指“熔化或熔合”。由cheō也派生出希腊词chuma，意指金属铸锭。由于大多数早期化学活动都涉及金属的熔化或熔合，该词源似乎肯定最为可信和合理。于是，用来指这门学科的希腊词是chemeia或chumeia，其字面意思是“熔化[金属]的技艺“。（al是阿拉伯语中的定冠词，alchemy应是炼金术传入阿拉伯之后才有的词语）（p30-31）

Marcianus graecus 299中有一个常被复制的形象，也许是对希腊炼金术理论和实践所主要基于的哲学原理的寓意表达。这幅图被称为衔尾蛇（ouroboros），即一条蛇正在吞食自己的尾巴。其内部的铭文——“一即一切”（hen to pan）——把我们再次引向了关于充当万物背后基底的单一原料的古希腊哲学观念。显然，这一原理支持了炼金术嬗变的观念：一个事物之所以能够转化为另一个事物，是因为在最深层次上它们其实是同一个事物。因此，虽然有旧事物的消逝和新事物的产生，但在某种意义上它们始终是一样的：一个事物即一切事物，一切事物即一个事物。因此，就像物质的总和一样，衔尾蛇不断消耗自身并由自身产生自身，即使在永久地破坏和再生自身时也保持恒常不变。引发嬗变的特定物质被赋予了许多名称，那种强大的转化剂将在公元7世纪后获得一个新的更为持久的名称——哲人石（hōlithōs tōn philosoρhōn）。发现如何制备这种“非石之石”将成为炼金术士的首要目标。（p33-35）

2.阿拉伯时期——al-Kīmíyāʾ

大约从公元750年到1400年，炼金术在其阿拉伯时期广泛发展起来，各个方面都增加了新的理论、概念、实用技巧和材料。对于炼金术的故事而言最重要的是，阿拉伯人征服了地中海东部拜占庭的土地。公元640年，亚历山大里亚被攻克，埃及被伊斯兰帝国吞并。在那里以及其他一些以前属于拜占庭的中东领地，新生的穆斯林世界开始与希腊的思想和文化密切接触。(p36-37)

正是在这个充斥着伪题铭的阿拉伯著作的早期阶段，《翠玉录》（Emerald Tablet）出现了，它将会成为也许最受尊敬和最为著名的炼金术文本。据说它由传说中的人物赫尔墨斯(Hermes)所作。这位赫尔墨斯被称为“三重伟大的”（Trismegestus），是希腊与埃及神话英雄形象的复杂结合。与他的名字联系在一起的著作被统称为《赫尔墨斯秘文集》（Hermetica），包含了数十种源于希腊-埃及时期的文本。其中许多是公元1世纪至4世纪带有新柏拉图主义特征的哲学-神学作品。还有一些作品是占星术的、技术的或魔法的，其中某些可以追溯到公元前1世纪。所有这些赫尔墨斯文本在古代晚期都广为人知，但其中没有任何作品与炼金术有明显关联。大多数证据表明，《翠玉录》是一部写于公元8世纪的原创阿拉伯文作品，比《赫尔墨斯秘文集》晚了几个世纪。但佐西莫斯却把一位“赫尔墨斯”引作权威，更引人注目的是，到了10世纪的伊斯兰世界，赫尔墨斯已成为炼金术的创始人，此后他的声誉和名望持续增长。在欧洲，赫尔墨斯同样保持着炼金术创始人的地位，以至于“赫尔墨斯技艺”（Hermetic Art）变得与炼金术/化学同义。（p41-43）

从10世纪开始流传一则奇特的轶事，涉及阿拉伯人对炼金术的早期兴趣。公元754年到775年间拜占庭皇帝向哈里发曼苏尔的大使奥马拉展示了君士坦丁堡的几个奇迹，包括堆满一袋袋白色和红色粉末的储藏室。这位穆斯林大使看到，皇帝命人将一磅铅熔化，并往端端里加入少量白色粉末，铅立刻变成了银。然后又将一磅铜熔化，加入一点红色粉末，铜就变成了金。这则轶事特别重要，因为它是对两种转化剂的早期描述，白的用来制银，红的用来制金。这两种形式的哲人石将成为炼金术嬗变的标准内容。（p45-46）

贾比尔·伊本·哈扬（607-697）在阿拉伯炼金术中扮演的重要角色就如同佐西莫斯在希腊-埃及时期所扮演的角色，不过很可能贾比尔的著作是一“派”炼金术士不断演化出来的产物。在所有这些当中可能有一个实际的贾比尔·伊本·哈扬，但与传记或参考书目所声称的并不一致。因此一般来说提到的贾比尔其实是指“那些被冠以贾比尔之名的著作的作者”。（p46-49）

与贾比尔相关的最持久的贡献是金属的汞-硫理论，其直接理论来源是巴里努斯在公元 9世纪初的重要著作《创世秘密之书》。贾比尔著作中概括的巴里努斯的汞-硫理论是说，所有金属都是由汞（类似于亚里士多德所说的潮湿排出物)和硫（类似于亚里士多德所说的烟雾排出物）这两种本原复合而成的。这两种本原在地下凝结，以不同的比例和纯度相结合，产生出各种金属。于是，最精细的硫和汞按照精确的比例完美结合，就会产生金。而当汞或硫不纯，或者两者以错误的比例相混合时，就会产生贱金属。这种理论为嬗变提供了理论基础。值得一提的是，汞和硫的名称并不是指这两种普通的金属物质，而是通过类比那些普通物质的性质，这些名字与凝结的排出物联系在一起。事实证明，汞-硫理论极有生命力，直到18世纪，它仍然（以各种形式和不同程度）被大多数化学工作者所接受，因为观察到的现象确实支持这个理论。将铁和铜等金属磨成粉末丢入火焰，就会熊熊燃烧，在此过程中常常会散发出一种硫的味道。这个简单的观察支持它们含有某种类似于硫的可燃物质的想法。锡和铅极易熔化，熔融时与普通的汞在视觉上没有什么区别，这表明它们含有大量类似于汞的某种液体成分。贱金属的生锈或腐蚀暗示它们正在“分解”，因为它们的各种成分结合得较差或较弱，不像金和银等贵金属结合得更强、更稳定。贾比尔的理论体系还包含毕达哥拉斯主义的数的关系，甚至可以说其基本目标是以数学方式对自然物进行分类和量化，从而使实践者能以精确的定量方式处理它们，试图通过数学方式来理解他所认为的物质的内在性质。贾比尔试图把握、统一和处理隐藏在可见自然物背后的规则和现象，这乃是今天几乎所有科学领域的一个基本特征。但可能由于太过复杂，更简单的汞-硫理论被广泛采用，汞载有冷和湿这两种性质，硫载有热和干这两种性质，或者各个元素结合产生硫和汞，硫和汞再进而产生金属。（p49-52，59-61）

数学联邦政治世界观提示您：看后求收藏（笔尖小说网http://www.bjxsw.cc），接着再看更方便。