中国古代化学解析

中国古代化学浅析摘要：众所周知，古代中国被称为发明和发现的土地。在科技方面，我们是最早使用火的国家，四大发明让古中国久负盛名，钢铁的冶炼更是走在世界的最前端……如此骄傲辉煌的成绩，无一离得开化学这门科学。本文主要从火的使用，青铜时代，陶瓷，炼丹术以及四大发明等五个方面来浅述中国古代化学。关键词：古代中国；化学；历史正文：1.火的使用早在旧石器时代，原始人就已认识并学会了利用火--这是人类最早利用的一种自然力，也是人类广泛进行化学反应的第一个发现，它标志着化学史的开端，构成了化学发展的基础。此后实用化学的发展，包括烧制陶瓷、冶炼金属、利用能源等无不建立在火的使用的基础上。由此可知，化学作为一门学问是和人类历史一样悠久的，并从此始终伴随和影响着人类社会历史的发展。现在我们知道，燃烧之所以能释放出大量的光和热是因为碳和空气中的氧气发生化合反应，使得碳中的化学能转化为热能。但是对于远古时期的元谋人，北京人而言，他们只是知道用一些东西进行摩擦可以产生大量的热，能够烤熟食物，能够让本来生涩的食物变得美味可口，能够在寒冷的夜晚温暖整个山洞，能够在漆黑的山间照亮一条条阡陌小道，能够在野兽攻击人类的时候驱赶它们保护自己。这些在我们看来是相对低级的，但是对于那时的原始人来说，这种进步不亚于千百年后的工业革命对人类的影响。这种进步也奠定了之后由石器时代向青铜时代的转变，奠定了之后人类文明的基础。2.青铜时代中国的青铜文化起源于黄河流域，始于公元前21世纪，止于公元前5世纪，大体上相当于文献记载的夏、商、西周至春秋时期，约经历了1500多年的历史。这与中国奴隶制国家的产生、发展及衰亡相始终。青铜时代初期，青铜器具比重较小，甚或以石器为主；进入中后期，比重逐步增加。自有了青铜器和随之的增加，农业和手工业的生产力水平提高，物质生活条件也渐渐丰富。青铜出现后，对提高社会生产力起了划时代的作用。青铜器使得中国拥有了最基本的物质材料，这些材料人们在以后的生活中不在受制于物质约束的硬性条件。公元前2000年中国已会熔铸红铜，公元前1700年中国已开始冶铸青铜，公元900多年我国的胆水浸铜法是世界上最早的湿法冶金技术（置换法）。这些无一不显示着古代中国的先进。现在我们知道，青铜是红铜(纯铜)与锡或铅的合金，因为颜色青灰，故名青铜，熔点在700～900℃之间，比红铜的熔点(1083℃)低。含锡10%的青铜，硬度为红铜的4.7倍，性能良好。3.陶瓷不得不说的还有中国的陶瓷。中国在英文中叫做China，这和china（瓷器）有着千丝万缕的联系。可以说，瓷器在外国友人的眼中就是中国的代名词。据目前的考古资料，中国的陶器制作可追溯至新石器时代早期，距今已有一万多年历史。自20世纪60年代以来，先后在江西省万年县仙人洞、广西桂林甑皮岩、柳州大龙潭鲤鱼嘴、桂林庙岩、湖南道县玉蟾岩、河北徐水南庄头、阳原余家沟等多处遗址中，发现了大量早期陶器。这些陶器以铁质易熔粘土为材料，多混有石英砂和其他碎末。坯体为手工捏制，胎壁较厚但不均匀，烧制温度低，质地松软，色泽多为褐色，深浅不匀。【1】最早的陶器可能是将陶坯晒干后直接用篝火烧制，极易破碎，故而很难见到遗存下来的完整陶器。这种露天烧制的方法，直到很晚的历史时期仍被中国东北和北方的一些少数民族沿用。【2】我们现在知道，陶器的主要成分是粘土、长石、石英等物质。这些经成型、干燥、烧制，得到了我们中国文化的瑰宝，绚烂多彩的陶器。当然，陶器的发展史是相当长的，一直到明清时期还在不断发展。现在的陶瓷工艺依旧是一门尖端的科学。他有着耐高温，不导电等特质，使得陶瓷在当今社会依然不只是以工艺品的形式存在。4.炼丹术随着时间的推移，让我们来到秦汉时期。秦始皇是个伟大的人物，他开创了长达两千多年的封建社会。在他所做的事迹中，炼丹以求长生自然是不可忽略的部分。而在炼丹的过程中，也恰恰涉及到了一系列复杂的化学变化。古时炼丹术的传授大多师徒相承，口口相授，外人很难了解。将人体的三丹田称为“三元”是道教内丹术的说法【3】。“混沌分后，有天地水三元之气，生成人伦，长养万物。人亦法之，号为三焦、三丹田，以养身形，以生神气【4】。亦有认为“三元”指元精、元气、元神。外丹术或炼丹术是中国的道教的一种修炼方法，也是化学的雏形。同时它也对中国传统医学产生了很大的影响。外丹术包括了黄白术，也就是炼金术。最早是通过炼制铅、汞等药物来制作长生不老的丹药。开始称作金丹，后来为了与内丹相区别，而称为外丹。相信外丹术的人认为，丹砂可以反复变化，黄金可以永久，因此用他们制成的丹药，吃了可以长生不老。炼制外丹，是通过各种秘法，烧炼成丹药，用来服食，或直接服食某些芝草，以点化自身阴质，使之化为阳气。另外，道家外丹也可指“虚空中清灵之气”，近代陈撄宁先生云：“外界资助，当然不可少，却是在虚空中寻求。”“修仙者，贵在收积虚空中清灵之气于身中，然后将吾人之神与此气配合而修养之，为时既久，则神气打成一片，而大丹始成。”李道纯云：“外阴阳往来，则外药也。内坎离辐辏，乃内药也。”《天仙正理》认为内药、外药皆原本先天祖气，所谓外药，是指“祖气从生身时，虽隐藏于丹田，却有向外发生之时，即取此发生于外者，复返还于内，是以虽从内生，却从外来，故谓之外药。”所谓内药，是指采外药炼成还丹大药，“全不著于外，只动于发生之地，因其不离于内，故谓内药。”。“外药为生而后采，内药为采而后生，实止此一气而已。”从现代化学的角度来看，炼制的丹药内含水银，砷等有毒的化学物质。食用的话不仅不会起到延年益寿的作用，相反还会危及到人体的健康。但是历朝历代为了炼制丹药而做出的贡献对化学的发展确实巨大的，这是不可磨灭的。进步总是在犯错中存在。5.四大发明中国的发展史最光辉的一笔莫过于四大发明了。造纸术，活字印刷，指南针以及火药可以说是中国乃至世界历史上最为重要的东西。造纸术和活字印刷使得科技，文化的传播变得简易，指南针则使各个民族文化联系在一起，推动了全球化的进程。至于火药，虽说带来了不止一次的战争使得整个世界损失重大，但总的来说，航空，航天，矿石的开采都离不开这些。古代造纸，使用的主要原料是了桑皮、楮皮、三桠、荛花等植物，而现代造纸的纤维来源于:木材、麻、棉、藤、桑皮、檀皮、芙蓉皮、稻杆、麦杆、竹等。纸张在现在社会的影响是巨大的，与我们的生活息息相关。指南针，又称罗盘，是一种用于指示方向的工具，广泛应用于各种方向判读，譬如航海、野外探险、城市道路地图阅读等领域。我们知道，磁石的主要成分是四氧化三铁，李约瑟指出，铁皮从高于居里点（600°-700°）的温度急速降温，就会被地磁场磁化成为磁铁。这种利用地磁场制作磁铁的方法，虽然磁性较弱，但具有不需天然磁铁的优点。【5】火药又被称为黑火药，是一种早期的炸药，直到17世纪中叶都是唯一的化学爆炸物。火药一般由硫磺、木炭和硝石（硝酸钾）混合而成，其中硫磺和木炭是作为燃料，而硝石是作为氧化剂。【6】.由于火药的燃烧特性和能大量产生气体和热量，火药被广泛用作枪械中的发射药和烟花中的烟火药。学术界一般认为火药发明于7世纪的中国，是中国术士为炼制长生不老药而得到的副产品。早在唐代的《太上圣祖金丹秘诀》里，就有了早期火药配方的书面记载。【7】火药的发现导致了烟花的发明和早期火药武器在中国出现。随后火药武器也陆续在阿拉伯、欧洲和印度出现。一般认为欧洲的火药技术是由阿拉伯人传播过去的。[5]西方最早的有关火药的书面记录是由英国哲学家罗吉尔·培根于13世纪记录。【8】黑火药被归类于低爆炸性炸药，因为其较低的分解率导致了低爆炸威力。现在虽然已经被无烟火药及三硝基甲苯等高爆炸力炸药取代，但是现在还有生产以作为烟火、鞭炮、模型火箭以及仿古的前膛上弹枪支的发射药使用。至于活字印刷，和化学并无太大关系，在此就不必赘述。6.结语古代中国的科技发展是辉煌的，这其中穿插着各种化学的研究。化学作为一门基础的科学，与我们的生活息息相关。培根曾说，读史使人明智。以史为鉴来让我们正视前行的道路。化学的发展任重而道远，还需现代人不断努力来丰盈这门学科的历史。参考文献：【1】

赵朝洪,吴小红.中国早期陶器的发现、年代测定及早期制陶工艺的初步探讨[J].陶瓷学报,2000,21(4).【2】叶姆民．中国陶瓷史纲要[M]．北京：轻工业出版社，1989年：40．【3】陈国符：《中国外丹黄白考》（上海：上海古籍出版社，1997）【4】JosephNeedham（李约瑟）著，周曾雄译：《中国科学技术史》，第5卷第2分册，“炼丹术的发明和发展：金丹与长生”【5】李约瑟著，王玲协助鲁宾孙特别协助《中国科学技术史》第四卷第一分册《物理学》235页科学出版社2003ISBN7-03-011232-6【6】JaiPrakashAgrawal.HighEnergyMaterials:Propellants,ExplosivesandPyr