古代化学远不止炼丹，跟古人的所有生活都密切相关｜文史宴

文/陈利根

笔者是一名化学相关专业的教师，一辈子的工作和化学密切相关。

我说，一部人类的文明史，伴随着化学发展史，也许有人会觉得有点夸张——你吃这碗饭，偏心眼呗。

其实，真是这样的。

从横向来看，人类活动的各个领域；从纵向来看，人类文明发展的各个阶段；化学，作为和人类活动密切相关的学科，从来没有在文明的发展中缺位过。不信，且听我分门别类，细细道来（为了不让您头疼，文章中不会出现化学方程式）。

酒的味道

乙醇和酯在酒里的作用

化学最早成规模地进入人类的生活，应该是酿酒了。据考证，在猿人阶段，人们已经不经意地在存放过久的果子中，品尝到发酵以后的果酒了。当然，味道好极了。后来人们就开始主动地酿酒，包括用果子和粮食酿酒。

酿酒是一个典型的化学过程：果糖或者粮食里的淀粉通过酵母菌的作用转化成乙醇（也就是酒精），乙醇又可以转化成酸，酸又可以通过化学反应生成酯——各位看官请注意，酯可是一种很香的东西哦。

在酒里尽管酯的含量不高，但种类很多，对香味的作用可大了。酒的劲道来自酒精，但酒的品质的秘密，往往藏在酯的组成里面。

古人酿酒

传说在黄帝的时候（也有说在夏朝），出了一位酒圣杜康，杜康成为了“酿酒始祖”，让更多的人能够享受到这种神奇的液体。

到了商朝以后，酒就更多了，有酒池肉林之说，本文就不再赘述了。

陶器、瓷器、琉璃

从实用到艺术

陶器的产生最初也许是很偶然的：一场森林大火让一些黏土变成了硬邦邦的东西。这个发现启发了我们的祖先，人们用黏土做成器皿，用火烧制，制成了最初的陶器。

制陶的过程是一个比较复杂的化学过程，在高温下，硅酸盐和一些氧化物相互作用形成新的化学键，发生了固化，形成了陶器。不过化学过程的复杂丝毫不影响古人的制陶进程，因为匠人们主要凭经验，并不需要了解化学原理。

有了陶器，人们的食物就有了更多的选择，除了烧烤，还可以煲汤（大司马按：中国还可以用甗来蒸），日子好过多了。

但是，人们除了物质上的享受，还有对美的追求。陶器色泽暗淡，手感粗糙，不能满足人们对美的向往。于是，瓷器产生了。

典雅的宋瓷

瓷器好看啊，细腻、光泽、色彩丰富。瓷器对原料，还有烧制的温度和工艺有更高的要求，但难度阻挡不了人们对美好生活的向往。从商周的原始瓷器，到汉唐的青瓷、白瓷，再到宋朝，瓷器越做越好看，百花齐放，中国的瓷器进入了鼎盛时期。

再说琉璃。琉璃是陶瓷器皿的升级版。它的主要成分和陶瓷不一样，是二氧化硅。琉璃需要在高温下进行提炼，化学组成相对于陶瓷比较纯粹，所以晶莹剔透。另外由于所含有的金属元素不同，琉璃会呈现不同的颜色，非常漂亮。

最初琉璃很稀有，属于皇家用品。唐朝有故事传说，一名小贩偶然得一琉璃元宝，遂成长安首富，可见最初的琉璃之珍稀。难怪《西游记》中的卷帘大将（后来的沙和尚）失手打碎了玉帝的琉璃盏，就被贬下界，还要万箭穿心，可见玉帝对琉璃盏的珍惜。

后来到了明清，可以大规模地生产，琉璃就不那么稀罕了，甚至整片屋顶都铺设琉璃瓦，当然，一般都是皇家宫殿才这么干。

漆器：天然的高分子

在中国古代，女子出嫁时如果有一个漆器的化妆匣子，那是很有面子的：殷红色的面板，上面有描金的花纹，并镶嵌有闪亮的贝壳，再加上画匠的妙笔生花，组成鸳鸯戏水的图案，显得光彩照人。

中国是世界上最早使用漆器的国家，在距今7000年的河姆渡遗址上，就发现了现存的世界上最早的漆器。

漆器是中国古代在化学工艺方面的重要发明。从漆树上割采下来的生漆，是一种酚类化合物（医院里的消毒水也是一种酚，即苯酚的水溶液）。当它被漆（专用名词叫“髹饰”）在器物表面时，会被氧化，并聚合成高分子，变成固体，颜色也变深。

精美的漆器

各位看官请注意，高分子化学作为一门学科，到现在还不到一百年，但承蒙大自然的恩赐，天然高分子在几千年前就已经惠及我们的祖先。

中国古代的漆器工艺博大精深，有相当的艺术水准，是中华文明的一朵奇葩。

颜料：让生活五彩缤纷

颜料的历史很悠久了，史前人类就用有颜色的泥土和矿石在石壁上作画了。

史前人类用原始的颜料创作的壁画

人类和动物区别太多了，我个人觉得最大的区别之一，是人类对美有强烈的追求。有人说不对啊，孔雀还开屏呢。但这漂亮的羽毛是造物主给的，不是孔雀求来的。

为了对美的追求，人们寻找各种色彩斑斓的东西，许多颜料就应运而生。很幸运，大自然是慷慨的，提供了许多无机的或有机的化学颜料。

比如矿石吧。含铬的呈绿色，含铁的呈红色，含铜的呈蓝色，含铅的呈白色，还有混合矿，比如含铬含铅的呈黄色，等等。这些都可以作为无机颜料。

再比如植物吧，这个就更丰富了。那些五彩缤纷的鲜花，还有一些植物的茎叶，都逃不过我们祖先的爱美的法眼。这些，都可以作为有机颜料。

这些天然的材料，经过人们的加工，成为各种颜料，让我们爱美的祖先创造了多彩的文明。

金属冶炼：让人类更刚强

早期人类使用的材料是石头，但石头的加工实在不好弄；后来有了陶器，加工成型方便了，但属于易碎品；木头竹子来源丰富，但硬度不行。直到人类获得了第一种金属——青铜，才真正地变得刚强。

中国出土的体量最大的青铜器

殷墟出土的后母戊鼎

历史学家一般认为，青铜器的出现，是人类进入文明的重要标志。

不管是青铜的冶炼还是后来的铁的冶炼，其化学原理都一样，就是矿石中的铜或者铁的氧化物，在高温的木炭及其气氛的作用下，被还原成金属铜或者铁。现代的冶金工业，尽管炼铜和炼铁的工艺和设备产生了质的飞跃，但基本化学原理和古时候完全一样。

有了青铜，武器装备就有了质的飞跃；有了青铜，我们的先祖就有了钟鸣鼎食的优雅生活；有了青铜，通过铭文，我们的文明就有了可靠的载体，让后世的金石学家、考古学家的聪明才智有了挥洒的天地。

铁器的出现比青铜器晚，中国大约是在战国时期。春秋晚期著名的越王勾践剑，还只是一把青铜剑。

随着锻造技术的进步，铁器也在不断升级。到了汉代，人们发明了淬火技术，就是把高温的铁器——比如刀剑——放进冷水里迅速降温，这样可以改变铁原子的晶型排列，使得刀剑刚性和韧性更为优越。著名的环首刀，就是这个时期的杰作。

炼丹：歪打正着的化学启蒙

炼丹，绝对是一件高大上的事情，常常是皇家御批的“科研项目”。秦始皇就迷恋长生不老之术，让方士炼取丹药，以求万岁。

炼丹本是道家追求成仙的方术，采用的原料一般都是一些矿物。可能有读者会问，为什么不用常见的动植物做原料呢？

因为一个“炼”字。

炼丹是把原料放在炼丹炉中进行炼制（其实就是化学反应），所有动植物原料在炉子里早就灰飞烟灭了。

炼丹的矿物原料都是一些金属的氧化物或者硫化物，还有各种盐类，许多都是含有毒性重金属的物质，如：丹砂（含汞）、砒霜（含砷）、雄黄和雌黄（含砷）、黄丹和铅丹（含铅），等等。

这里需要说明，尽管砷在理论上属于非金属，但在环境化学中，砷被列为有害重金属，因为它和铅、汞等有类似的性质。

这些原料在炼丹炉中熔融、反应，可以形成各种颜色的、各种性状的物质，那就是丹药了。可以确定，把这种“仙丹”吃下肚去，中毒是必然的。怪不得唐朝有五位皇帝死于服用丹药，被戏称为“五位帝皇完”（中药有“六味地黄丸”）。

葛洪炼丹图

不可否认的是，许多炼丹家对工作非常投入，他们在炼丹的过程中，发现了许多很有价值的化学现象。比如用丹砂可以炼制金属汞，用铅丹可以炼制金属铅，等等。炼丹家葛洪甚至发现了化学反应的可逆性，比如，丹砂可以炼成汞，汞加入硫磺，又会变成丹砂。这是很了不起的。

所以，古代炼丹家亲自采集原料，并通过大量的炼丹实践——其实就是化学实验——有意无意地发展了原始的化学学科。炼丹与欧洲的炼金术一样，都是化学学科的先驱。

结语

化学在文明进程中的扮演角色还有很多，如中国的四大发明：指南针（磁石）、造纸、火药、印刷，都和化学有密切的联系，本文因篇幅所限，就不展开了。

当然，古人在应用化学方法进行生产和日常生活的时候，对化学原理往往没有理性的认识，但可以肯定的是，化学，确实伴随着我们文明的发展。

需要指出的是，人类对化学的本质的追问，其实在很早就提出了。大约在2500年前，古希腊的哲学家德谟克利特就提出了古典的原子论；亚里士多德提认为，“土、水、气、火”四大元素构成了整个物质世界。到了文艺复兴以后，化学学科犹如长上了翅膀，得到了飞速的发展。

这些，可以作为另一个话题讨论。