重温化学历史记忆 弘扬中国传统文化

摘要：中国的炼丹术奠定了古代化学基础，中国近代化学家对化学学科建设和化学科学发展做出了巨大的贡献。进入新时代，中国在世界化学学科领域和世界安全领域负起了应有的责任与担当。本文重温我国化学史，弘扬中国传统文化，增强学生文化自信。关键词：中国传统文化炼丹术古代化学近代化学担当很多人都有一种错觉，甚至有一些文献也以为，化学起源于欧洲，诞生于西方的药房。其实，对中国古代化学有所了解的人们都知道，我国的化学研究源远流长，化学这门学科虽然兴盛于近现代，但起源于中国的汉代，中国古人在化学的研究与探索比西方要早1000多年。在5000多年的中华文明传承当中，产生了许多绚丽的瑰宝，而这些瑰宝不仅给中华历史留下了浓墨重彩的一笔，也让中国古代化学传播到了欧洲，并在那儿的药房里发扬光大，不仅诞生了当今很多最为基本的化学实验操作，也发明了很多一直沿用至今的化学仪器。进入现代，在中国传统文化熏陶下的中国学者与化学家再次在近现代化学发展方面做出了重大贡献，为推动中国向现代工业化发展和向世界传播中国传统文化发挥了重要作用，并在世界化学界有着举足轻重的地位。现从三个方面，带领读者重温基于中国传统文化的化学历史记忆，进一步感受中华民族的伟大智慧和在化学领域的伟大创造。一、中国炼丹术推动了古代化学的发展研究化学的发展历史，我们可能会发现一个非常重要的事实，所有的古代炼丹家进行的工作都离不开炼丹房，离不开实验，都离不开物质的组成分析、物质的性质和变化。最早的炼丹可追溯到公元前三世纪的中国和埃及。当时的统治者为了长生不老，大力扶持一部分人利用炼丹术寻找长生不老药，所以炼丹术迅速发展，到了秦汉时期，中国的炼丹业已经有了专门的从业者——炼丹方士。为了搜寻更好的妙方，一些炼丹方士从宫廷走向民间，经过不断的磨炼，诞生了一大批炼丹家。中国的这些炼丹家为古代化学的建立打下了坚实的基础。西汉的道学家淮南王刘安就是古代化学的典型代言人。最早的金属铜炼制的过程——“曾青得铁，则化为铜”，就在他的《淮南万毕术》一书中有详细的记载，西方有记载的湿法冶金术要比它迟1700多年。“老槐生火，久血为磷，人弗怪也。”这是刘安在《淮南子》一书中记载的一段话，它所描述的是磷的自燃现象，德国的布朗特从尿液中发现磷的时间要比刘安迟了1000多年，我们没有理由不为我们的先人感到自豪。东汉的炼丹家魏伯阳又是一个典型的代表，最早的化学反应装置“丹鼎”（炼丹炉）在他所著的炼丹专著《周易参同契》中就有详细的记载。此外，这本书中还记述了汞具有易挥发的特性，汞和硫极易化合为丹砂，汞和铅融合成为铅汞齐等化学知识。晋代炼丹家葛洪更是在他的著作《抱朴子》一书中记载了很多我们现代人比较熟悉的化学反应，如“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”，其原理就是硫化汞受热即分解得到汞与硫黄，汞与硫黄又化合成黑色的硫化汞，在隔绝空气的条件下加热，黑色的硫化汞升华为赤红色硫化汞。采用硫化汞制水银，葛洪是世界上最早详细记录这一反应的人。又如，“以曾青涂铁，铁赤色如铜”“外变而内不化”等，也是最早记录下来的铁表面镀铜的方法。南北朝时期有名的炼丹家及医学家陶弘景，在他的《本草经集注》中描述道：“先时得一物，其色理与朴硝大同小异，强烧之，紫青烟起，云是真硝石也。”朴硝是硫酸钠，而硝石是硝酸钾，由此可以判定陶弘景是世界上最早利用焰色反应的人，他比德国化学家本生在1854年发现焰色反应要早1000多年。唐朝的炼丹家马和，他在《平龙认》一书中指出，空气主要由阴气和阳气组成，其中的阳气要比阴气多得多。这是马和对空气成分的初步判断。马和还通过加热青石、火硝等化合物的实验，得到了所谓的阴气。虽然《平龙认》一书在八国联军的肆虐中被抢走，无法考证《平龙认》对氧气制备的详细记载，但在苏联化学家涅克拉索夫编撰的苏联大学课本《普通化学教程》中却有着这样的描述：“在8世纪，中国学者马和的著作中就明确指出了空气组成的复杂性，提出了制备氧气的方法，并发展了燃烧的假说。”由此可以判断国外的化学家舍勒等发现氧气的时间要比中国的马和迟1000多年。让我们感到悲哀的是，指南针、黑火药这些本属于我们老祖宗发明的东西，但在过了600多年以后，西方列强却用老祖宗发明的指南针在茫茫的大海上指引航行的方向，不远万里来到中国，用老祖宗发明的火药炸开了清政府的大门，强迫清政府签订一系列不平等条约，使泱泱华夏沦为半殖民地半封建社会。这真正让我们领略到落后就要挨打，停滞不前就是退步！历史证明，生老病死是自然之规律，没有人会长生不老，炼丹人在“长生不老”的道路上愈走愈窄，甚至无路可走。但中国炼丹家作为古代化学的先行者，在世界化学发展史上所起到的关键性作用是毋庸置疑的。因为炼丹术，很多人有目的地对自然界的一些化学物质进行提纯、洗涤、烧炼，积累了丰富的化学实验操作的经验，创造了许多实验方法，如，用水银一两（称量）、以水淋汁（溶解）、滤浆（过滤）、煎炼（蒸发、结晶）、则粉升于盆上矣（升华）、蒸令气上（蒸馏）、“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”（萃取）、熔融、灼烧、去土而糖白（吸附）等。现代的很多实验器皿就源于炼丹师原始器具的改造，如，炼丹炉、坩埚、水浴锅、砂浴锅、曲颈瓶、蒸馏器等。人们在炼丹的同时，化学知识日益丰富，很多天然矿物质也渐被人们熟悉，一些元素化合物知识也得到积累，如，铁、铜、汞、铅、砷、硫、无机酸碱盐等物质的性质，制得了一些合金及化合物，如，世界上最早用石胆（硫酸铜晶体）蒸馏制得硫酸的人就是我国东汉末年的炼丹家狐刚子。例：辰砂是提炼汞的矿物原料，《抱朴子》一书记载：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂。”请用化学方程式表述辰砂提纯过程中所涉及的化学反应原理。（1）辰砂在空气中加热。（2）将生成物冷却后在一起研磨生成黑色晶体。（3）黑色晶体隔绝空气条件下加热变成红色晶体，这一现象为。二、中国科学家为近代化学发展贡献了中国智慧和力量以确定元素的名称和符号为标志的近代化学是从17世纪的欧洲开始的。尽管欧洲给近代化学带来了突飞猛进的发展，但那也是建立在中国古代化学打下坚实的基础之上。炼丹术流行达千年之久，屡炼屡败，最终被统治者所抛弃。但炼丹人长期积累的基本实验操作经验，发明的一系列实验炼制设备，建立的生活中的化学，对现代化学的发展作用巨大。唐代医学家孙思邈，经过认真的实验研究，他在《丹经内伏硫磺法》中记录的黑火药配方，至今比例都是科学的。北宋科学家沈括，他在《梦溪笔谈》一书中记载了丰富的化学知识，这些知识都是他在一些作坊里经过认真的实验或验证后得出的。他对“石油”进行了实验研究，不仅最早提出了石油的科学命名，还把石油烧成炭黑制成名为“延川石液”的墨广泛应用。他通过实验发明了低温炼钢法，这比西方将生铁与熟铁混炼成钢要早1300年。他还对太阴玄精石（即石膏）进行了实验研究，他在《梦溪笔谈》中详细记述了它的晶形和加热后失去结晶水的情况。明代著名科学家宋应星，他在《天工开物》中全面总结了我国古代无机化学、有机化学工艺的重要成就。《天工开物》中关于锌的冶炼的记载和关于对磷的自燃现象的描述，可以证明宋应星是锌元素及磷性质的发现者，特别是被公认的发现磷元素的化学家——德国的布朗特，发现磷元素要比宋应星研究磷的性质还要迟，宋应星才是世界上第一个真正利用炉甘石（碳酸锌）来冶炼倭铅（锌）的科学家。三、中国化学在现代化学领域中地位显赫中国化学在现代化学领域中地位显赫，世界化学的很多领域都有“中国贡献”“中国制造”“中国发明”“中国力量”等。（一）世纪承诺2020年9月，在联合国大会上，习近平总书记代表中国政府郑重承诺，将采取更加有力的政策和措施，力争在2030年前将二氧化碳排放达到峰值，努力在2060年前实现碳中和的目标。碳达峰是指CO2排放总量达到最高值以后，渐渐地从高处往下降。碳中和是指通过种植树木、节能减排等形式，来相抵工业生产和居民生活产生的CO2，实现CO2的“零排放”。中国化学家在世界碳中和方面，做出了重大贡献。科学家们在高密度氢能环境下用催化剂将高浓度二氧化碳还原为一碳（C1）化合物，然后将一碳化合物在酶的催化下聚合成三碳（C3）化合物，接下来将三碳化合物通过优化生物途径聚合成六碳（C6）化合物。最后采用模块组合的方式，将不同的一碳化合物、三碳化合物和六碳化合物等进行模块化组合，累计通过11步反应将二氧化碳合成淀粉（Cn化合物），既降低了环境影响，又提供了粮食安全，还节约了资源，孕育了巨大的产业变革。为了响应习近平总书记的碳中和的目标，2022年北京冬奥会直冷制冰技术就创导了绿色奥运的理念。国家速滑馆（又叫冰丝带）采用从工业废气中回收的二氧化碳制冷剂直接在冰下的冷盘管里流动，不再通过二次换热就可以将冰面做得均匀，而且不会增加碳排放，还能节约电能，排放出来的热能可以回收直接利用。所以冰丝带是当今最先进、最环保、最高效、最安全的冬奥运动场馆。（二）防疫贡献1988年，150万上海人感染甲肝病毒，引起了群众的恐慌。根据当时的情形，我国迫切需要一种方便有效、随时可用的阻断甲肝传播的消毒产品。1984年，北京第一传染病医院成功研制出一种消毒液，它能迅速杀灭各类肝炎病毒，这一发现意义重大。经北京市卫生局组织专家鉴定，效果显著，并被授予国家医疗应用成果二等奖，定名为“84肝炎洗消液”，后改为家喻户晓的“84消毒液”。2003年“非典”流行和2020年开始的新冠病毒传播，给整个世界带来巨大的灾难，也给卫生防疫带来了巨大挑战，“84消毒液”再次显示出它的神威，被几乎所有国家确定为首选的消毒药剂。“84消毒液”，也即现行高中化学教材上的“漂白液”，有效成分是次氯酸钠。但“84消毒液”面临很多储存、制备和使用的安全问题，如，不能消杀金属制品和有色木制品、纺织品，不能与过氧化氢、酒精、洁厕灵等家用物质混合使用等，也是我们的化学家给出了解决方案。（三）中国发明我国著名的化学化工专家侯德榜先生因为在世界化学工业领域所作出的杰出贡献，深受世界各国人民的尊敬与爱戴，英国皇家化学学会聘他为名誉会员，美国化学工程师学会和美国机械工程师学会，也先后聘请他担任荣誉会员。他打破了索尔维集团70多年对制碱技术的垄断，发明了世界制碱领域最先进的制碱技术——联合制碱法，并为祖国的化工事业奋斗终生。他被称为中国化学工业奠基人，新中国的“国宝”。在现代化工工业上侯德榜有三大贡献：揭开索尔维制碱法的秘密；发明了联合制碱法（即