摘要化学发轫于西方的炼金术，本文将主要介绍炼金术发展的5个时期，并结合中国古代的炼丹术，分析化学为何没有诞生在中国的原因。关键词炼金术 炼丹术 化学 点石成金目前，人类科技已经具备“点石成金”的能力。日本科学家用伽马射线连续轰击水银（汞），发现有微量的金析出。没有人去大规模开发这一技术的原因是显而易见的——成本太高，入不敷出。但是，这是人类一个千百年来的夙求——点石成金的伟大实现！罗曼罗琳的代表作哈利·波特系列中，有一部作品名为《哈利·波特与哲人石》（又名《哈利·波特与魔法石》），哲人石（Philosopher's Stone）就是西方的炼金术士不懈追求的神秘物质，它能够把贱金属（如铜、锡、铁等）转变成贵金属（如金、银）。在《炼金术博物馆》是这样描述哲人石的：“点金石是真实的，而且比确实性本身更为确切，是奥秘中的奥秘。”所有人都知道它的好，却又都未曾目睹它的容貌。汉语中有“点石成金”的成语，出自汉朝刘向的《列仙传》：“许逊，南昌人。晋初为旌阳令，点石化金，以足逋赋。”这是说有一个县令名叫许逊，能施符作法，年成不好为了帮百姓交上赋税，许逊就施法变石头为黄金。这当然是虚构的，但和哲人石一样都表达了人类对金钱的追求。我们都知道，化学起源于西方的炼金术，化学的英文名Chemistry，派生自英文中炼金术一词Alchemy，Alchemy又翻译自阿拉伯文Alkimia，Al是阿拉伯文中的定冠词（相当于英文中的the），kimia意为黑土，是古埃及的称谓。不得不说，语言是文化的载体，顺着词源我们已经能摸索出炼金术大概的发展历史：古埃及-阿拉伯-欧洲。“化学”（Chemistry）还有一个有意思的起源，据S. Mahdihassan考证，福建厦门方言中“金液”读作kimya，再加上阿拉伯文的定冠词Al，与阿拉伯文中的“化学”（ Alkimia）十分接近，而阿拉伯人与中国交流的一个重要地区就是福建。下面将较为细致地介绍炼金术的发展历程。发展历程1.希腊化埃及时期（公元3世纪-9世纪）此时的埃及不是法老统治的埃及，而是一种希腊化的文明。公元前4世纪，亚历山大大帝统一了希腊，之后又征伐了埃及，从此埃及文化深受希腊文化的影响。希腊化文化是多民族文化融合而成的，其中心就在埃及的亚历山大里亚城。公元1世纪的埃及，工匠们已经掌握了许多金属冶炼的操作技术，也萌生出用贱金属仿造贵金属的思想。莱顿纸草和斯德哥尔摩纸草上就记载着那时埃及的作坊配方，其中就有给银染色使之看起来像黄金、给铜染色使之看起来像白银的配方。莱顿纸草中描述了“硫水”的配方：“石灰，1打兰（计量单位）；硫，事先磨成粉，等量。放入同一容器，加入刺鼻的醋或年轻人的尿，加热底部，知道液体看起来像血。滤出，纯净使用。”在《炼金术的秘密》一书中，作者Principe实际操作了该实验，确实可以在视觉上以假乱真（图1）。诸如此类的配方，尚且不能被称作“炼金术”，因为这只是在金属表面附着上一层硫化物薄层，并未涉及金属的炼制（转化）。炼金术，不仅需要配方，更需要一个思想框架，像一门科学一样解释当前实际的工作，并能指导新的研究。正如Principe所说，“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。”当亚历山大里亚城成为希腊化文化重要的学术中心时，埃及工匠受到希腊思想的熏陶，尤其是亚里士多德学说。亚里士多德认为，世界由土、气、水、火四种元素组成，不同物质有干、湿、冷、热四种性质，性质是第一性的，物质是第二性的。这在我们今天看来，是唯心主义，颠倒了物质与意识的第一性。但在当时，四元素说成为了炼金术的主要指导思想，只要改变物质中干、湿、冷、热四种原性的比例，就可以实现由一种金属向另一种金属的转变，这一过程称为“嬗变”（transmutation）。这时，我们不得不提到炼金术史上的“第一位炼金术士”——佐西莫斯（Zosimos）。佐西莫斯活跃于公元300年左右，他的核心目标就是金属嬗变。他的作品中记载了用熔化、升华、结晶、蒸馏等现代化学的操作方法，把贱金属变为贵金属。他认为，金属由“身体”和“精神”构成，在所有金属中“身体”似乎是相同的，所以他通过蒸馏、升华等方法使“精神”和“身体”分离，再与其他“身体”相结合，从而嬗变成另一种金属。佐西莫斯的想法显然不同于当时给贱金属镀膜的思路，而是受到希腊思想的启发，认为物质是由“元素”构成的，通过改变“元素”的组成就可以实现物质的转化。但实际上，佐西莫斯和以后的炼金术士都没有真正让贱金属变为金或者银，而只是改变金属的颜色。例如用砷使铜变为白铜，在当时就被认作是白银。这里的嬗变剂，就被后人称为哲人石。如何制备这种“非石之石”就成为了炼金术士的首要目标。2.阿拉伯时期（公元8世纪-15世纪）公元7世纪中叶，阿拉伯军队涌出阿拉伯半岛，征服了东拜占庭，亚历山大里亚城被攻破，埃及被伊斯兰帝国占领。阿拉伯人作战勇猛，却不善治国安邦，因此雇用了拜占庭人管理建设国家，初来乍到的阿拉伯人可以充分地学习希腊文化，也包括希腊化埃及的炼金术。同时，阿拉伯还地处东西方交通要冲，可以沟通融合东西方科学文化。早在西汉时期（公元前2世纪），中国就开始与中亚等国进行了经济文化交流。到了唐朝（公元7世纪-10世纪），更是有海上、陆上丝绸之路两种途径进行来往。就在这个过程中，中国的炼丹术传到了阿拉伯，阿拉伯融合了希腊化埃及的炼金术和中国的炼丹术，从而形成了独具特色的阿拉伯炼金术。希腊化埃及炼金术代表人物佐西莫斯认为，万物由“身体”和“精神”构成；中国炼丹家则认为“阴”“阳”生万物。硫是不挥发的，是火的化身，正是“身体”和“阳”；汞（水银）是易挥发的，是水的化身，正所谓“精神”和“阴”。所以，阿拉伯炼金术认为，金属是由汞和硫结合而成的，最精细的硫和汞按照精确的比例完美结合，就会产生金。事实证明，汞-硫理论极具生命力，被提出近千年后，直到18世纪它仍然被大部分化学工作者接受。阿拉伯炼金术有三位代表人物。早期代表人物是贾比尔（Jabir ibn Hayyan, 721-815），他是一位学识渊博的医生。他吸收了亚里士多德的四元素说，并结合人体的四种体液（血液、粘液、黄胆汁、黑胆汁），类比治疗病人时用相反的物质使体液恢复平衡，认为金中热、湿占主导，铅中冷、干占主导，所以把铅转化为金就要引入更多的热和湿，或者减少冷和干。而引入的方法就是加入转化剂，转化剂被称为“炸金粉”，类似于治病的药粉。炸金粉是有特定的干、湿、冷、热比例，每一种金属都需要特定的炸金粉，而非哲人石那样具有通用性。贾比尔去世后，阿拉伯炼金术的代表人物是拉泽（Al Razi, 860-933）。对比贾比尔，拉泽更像一位注重实际的化学家，他的著作《秘密的秘密》不仅对物质进行了精细的分类，还详细介绍了炼金家的仪器设备，如坩埚、烧杯、蒸发皿、漏斗、天平等，这些仪器至今仍被化学家使用。这能看出那时的炼金术不囿于追求黄金，而且具有浓厚的学术气息。此外，他还给炼金术增加了一个新的维度——把石头、玻璃变成宝石，和金属嬗变一样，这个转化同样需要炸金药。阿拉伯炼金术后期的代表人物当推伊本·西纳（Abu Ali ibn Sina, 980-1037），他是阿拉伯炼金术、医学和哲学的集大成者。他的炼金术基本观点为，汞是金属的精灵，硫为金属增加了可变性。最重要的是，他否认金属嬗变的可行性，炼金术只能得到贵金属的合金或者仅仅具有贵金属的颜色。这一看法现在看来无疑很正确，但在当时他无疑是异教徒，遭受了传统炼金术士的反对。从此，阿拉伯炼金术进一步趋向神秘化，与实际逐渐脱离，日渐衰落。3.拉丁欧洲时期（公元12世纪-15世纪）和前两个时期类似，西欧炼金术的发展也和军事讨伐有关。12-15世纪是西欧封建制度的全盛时期，十字军东征打开了阿拉伯的大门。因为语言不通，所以当时欧洲掀起了把阿拉伯文翻译成拉丁文（当时欧洲的通用语言）的热潮。虽然希腊化埃及炼金术和阿拉伯炼金术的开端模糊不清，但炼金术进入欧洲的时间很明确——1144年2月11日周五。那一天，英格兰人罗伯特（Robert）翻译出版了《论炼金术的组成》，介绍了阿拉伯炼金家贾比尔和拉泽的炼金术思想和方法。当炼金术被引入欧洲，正是西欧商品经济进一步发展的时候，统治阶级发财敛财的欲望强烈，黄金是金钱的最高象征，因而炼金术得到了封建统治者的支持，并且大部分炼金术士都是僧侣。正如中国炼丹术是道士的工作，阿拉伯炼丹术是伊斯兰教徒的工作，欧洲炼金术也和宗教有着千丝万缕的联系。这是因为僧侣在古代是受过教育的有闲阶层，并且宗教的神学自然观和炼金术的指导思想同根同源。不难预见，欧洲炼金术几乎没有理论的创新，他们仍然和阿拉伯炼金师一样认为金属由汞、硫按不同比例构成，当把“灵药”投于金属上就可以变成完美比例的黄金，这些“灵药”就是所谓的“哲人石”。拉丁欧洲炼金术的代表人物有罗哲·培根（Roger Bacon），他认为汞是金属之父，硫是金属之母，黄金由纯汞和纯硫制成。同时，他还把炼金术分为理论和实践两种，理论炼金术研究金素成分、起源、变化等，实践炼金术则研究金属制备、纯化等。虽然中世纪欧洲的炼金术并无实际的成果，但这些实践过程中，积累了化学知识和实验方法，间接促使了化学的诞生。图4 拉丁欧洲炼金术的寓意插图，图源参考文献[1]4.黄金时期（公元16世纪-17世纪）中世纪末，炼金术在欧洲已经发展成熟，早期现代（Early Modern）的炼金术有两大核心目标——金属嬗变，制药。这时，从业人数大幅增加，炼金术的思想影响到越来越多的思想家和实践家，甚至包括最伟大的物理学家之一艾萨克·牛顿（Isaac Newton, 1643-1727）。这个时期炼金术和化学还是难以分开的。早期现代的炼金术士和他们中世纪的前辈一样，认为金属有7种：金、银、铜、铁、锡、铅、汞，只有前两者因为耐腐蚀且光泽美丽，所以是贵金属。因为科学的萌芽，炼金术士把炼金术和自然联系起来，天文学家第谷（Tycho， 1546-1601）就把炼金术归为“下界天文学”，将七种金属与七个星体建立了联系。14世纪到16世纪，一场席卷欧洲的思想变革——文艺复兴，深刻地影响了炼金术的发展。最具代表的人物就是瑞士的帕拉塞尔苏斯（Paracelsus, 这是他的别名），他将医学和炼金术结合成为一门学科。作为医生的他对人体解剖很了解，越来越知道“四液平衡”学说的错误，于是他便抛弃了亚里士多德学说，转而去捍卫赫尔墨斯主义和新柏拉图主义，这两者都强调了宇宙的精神性，万事万物都有灵魂。他在炼金术领域最大的成就，就在于他对“硫-汞”体系的发展，他加入了一种新的元素：盐。同时，他还为“盐-硫-汞”体系做出了全新的定义：盐是肉体，硫是灵魂，汞是精神，这三种元素构成了世间万物。此后，炼金术达到了发展的巅峰，进入“黄金时代”。当时许多科学家都曾进行过炼金术的试验，如牛顿爵士就通过大量实验发现了“星锑”这一 “绝妙的晶体”，并视之为哲人石。炼金运动轰轰烈烈，但指导思想已经发生分裂，炼金术从此便归属于神秘学的范畴了。5.衰落与复兴时期（公元18世纪至今）炼金在17世纪很盛行，但到了18世纪20年代突然就衰落了，很大程度上炼金术已经成为了人类愚昧的典例。当时的物理学已经能证明金属嬗变是不可能实现的，炼金术彻头彻尾是一场骗局，炼金术和化学之间的界限也逐渐清晰，炼金术也被从科学中驱逐，取而代之的是现代化学。炼金术的衰落和一场思想解放运动有关——启蒙运动。启蒙运动推崇理性，主张“用理性之光驱散愚昧的黑暗”，用新习惯代替旧习惯，二元对立关系十分鲜明。那时的一位化学家安德里亚斯·鲁夫（Andreas Ruff）在一本化学教科书中感叹炼金术式微的状态：“我们如今生活在一个‘启蒙’的时代，在这个时代，任何一个16岁的孩童就已经是批判的捍卫者，亦是迷信和古人的迫害者。”这时，化学家对炼金术的态度就很微妙有趣了。一方面，炼金术和魔术、占卜、占星术、通灵术一样，被归类为神秘学，职业的化学家对陈旧的、误入歧途的炼金术是嗤之以鼻的，化学则是现代的、理性的、实用的，因此当时的化学家会用嬗变炼金术反衬自己的化学成就；而另一方面，化学家自己用的实验器材、实验方法恰恰脱胎于炼金术，甚至可以说他们作为炼金术的儿女，竟会如此厌恶自己的生父母！此后，炼金术几近死亡，但仍发生过三次较大的复兴。根据Principe的《炼金术的秘密》，第一次复兴发生在18世纪末，当时的炼金术士试图沿着黄金时期的思路恢复炼金术的实践和追求；第二次复兴发生在19世纪中叶，它试图回应之前人们对炼金术的斥责，认为早期的炼金术士给出了积极的、自我转化的甚至宏伟的宇宙设计；第三次复兴始于20世纪末，此时炼金术已经从实验室搬进博物馆，它成为科学史学者的研究对象。是非成败炼金术自从18世纪被认定为骗术之后，已经遭受到很多的批评和嘲讽。站在今天来看，通过物理、化学反应实现金属嬗变是不可能的，物质是由原子组成的，元素之间的差别就在原子核之间的差异，而物理、化学反应不涉及原子层级以下的变化，所以从其他金属元素转变为金元素（Au）是无法实现的，只有通过文首的核反应才能实现金属嬗变。但这未免是“事后诸葛亮”， 站在当时的时代背景之下，我想我们应该给炼金术士足够的尊重，下面我将给他们辩解和赞扬。首先，炼金术是化学发展的必经之路。人，要认识自然，除了通过哲学家的思辨，还需要对自然物质进行探索，炼金术士的实践是符合马克思主义哲学认识论的。况且炼金术的指导思想之一是物质的可变性，即物质之间是可以相互转化的，这一思想也一直引领着化学的发展。另外，也有学者（何法信）认为，化学反应的隐蔽性和复杂性也决定了化学学科发展的滞后性，也注定了化学一定要走过一段曲折迂回的道路。炼金术正是人们认识化学变化的一个重要过程。再者，炼金术对化学发展起到了举足轻重的作用。其一，炼金术的实践促进了化学基本概念和理论的建立。17世纪之后的化学家就是从炼金术的失败中，转而更加关注具体物质的性质，再根据炼金术实践中掌握的分离和解析物质的技术，发展了近代化学，从而宣判了炼金术的死刑。此外，炼金家在实践中，已经接触了许多化学基本定律，如质量守恒定律、等比定律、可逆过程等。道路是曲折的，前途是光明的，我不能因为挫折本身给我们带来的伤害就否定挫折存在的价值。其二，炼金术是近代实验科学的先驱。科学实验是以探索客观世界变化规律为使命的实践活动，尽管炼金家经常在实验中做出随意甚至荒诞的行为，但这是人类在某个指导思想下进行实践的首次尝试，而且还积累了加热、蒸馏、升华、溶解、熔化、溶解、过滤、重结晶等许多实验方法。因此，炼金术对近代实验科学的促进极为深远。其三，炼金术还促进了其他学科的发展。纯化、鉴别金属和丹药，需要矿物学、冶金学、地质学的发展。很多炼金家甚至还是一位医生，有长生不老的梦想，因而也促进了医学、生理学的发展。对比反思其实，古代中国也“炼金”，冶炼金属（炼铜、冶钢）。《考工记》中就记载了青铜的工艺总结：“六分其金而锡居其一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居其一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居其一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居其一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居其二，谓之削杀矢之齐；金锡半谓之鉴燧之齐。”这个不同比例的青铜调剂方法，如今看来仍是极为合理的，青铜中含锡较少时更韧，含锡更高时更硬更脆，且颜色随着含锡量的增加经赤黄色、橙黄色，转变为灰白色。根据不同需求，调节含锡比例，就可以冶炼出不同的青铜。秦汉之后，还发展了黄铜、白铜等合金的冶炼。钢铁的冶炼同样也是出于社会生产发展的需要，逐渐衍生出生铁、熟铁、钢的冶炼。但是，中国古代化学的高峰不在冶金，而在炼丹术。炼丹术起源于古代的神仙传说，相传一个人吃了仙丹就长生不老、羽化登仙，从此就诞生了炼丹术。道教是以神仙方术为名的，因而炼丹术在道教兴盛的唐朝达到鼎盛，但因此中毒的王公大臣、平民百姓不计其数，从此炼丹术就沦为江湖术士的骗术。知史以明鉴，我不禁反思，为什么西方的炼金术可以发展为化学，而中国的炼丹术却成为行骗的代名词？我想原因如下。从政治角度来看，阿拉伯炼金家从事科学研究，探索自然奥妙，是出于个人兴趣，具有很浓厚的学术气息，而非受到统治阶层的支配；相反，中国自秦开始，就是中央集权的封建专制国家，统治阶层为了能实现长久的统治和享乐，自然希望长生不老，因此就会招募道士修炼仙丹以求长生不老。正是因为得到了统治阶层的支持，炼丹术得以迅速发展，但当它“长生不老”的谎言被时间验证，自然也就被统治阶层抛弃，炼丹术也就失去了其存在和发展的基础。其次是指导思想的僵化。西方炼金术一开始的指导思想是亚里士多德学说，认为世间万物是由一些元素构成，且物质之间可以相互转化。后来，因为文艺复兴和启蒙运动对思想的解放，赫尔墨斯主义和新柏拉图主义也成为炼金术的指导思想。西方的炼金术在历史的不断演变中，指导思想也在灵活变化。而炼丹术的指导思想一直都是道教的阴阳五行说，万物负阴而抱阳，五行相生相克，构成了不断变化的物质世界。这本是一套生动的科学认识方法，但炼丹家将五行相生相克的思想任意类比依附，完全是生搬硬套的形式主义，例如五金、五音、五色等等，思想完全禁锢在条条框框之中。历史证明：僵化的理论是科学进步的最大障碍。最后一个原因，是具体实践方法的落后。在阿拉伯炼金家贾比尔的文集中，物质平衡的计算依据包含详细的算术演算，尽管仍旧是神秘主义的，但却有对物质化学变化进行定量化认识的合理内核；而中国只有对炼丹实验结果的定性描述，没有对反应前后的数量关系进行定量分析。此外，中国炼丹家还不重视气体的收集，而西方炼金术士受到四元素说的影响，认为“气”是物质组成的重要部分。反观中国炼丹术，则认为精神世界由“精气”生成，宋朝张载提出“太虚即气”，也就是说中国古人并不认为空气是物质，而是“虚空”，这也就造成了中国炼丹师并不收集反应中生成的气体。结语炼金术经历了一千多年的发展，早已被证明是一场彻头彻尾的骗局。以史为鉴，我们要勇于探索自然，消除愚昧无知，更应该从外部的成败中积极反省自查。参考文献[1] Principe L M .炼金术的秘密[M]. 张卜天, 译. 北京：商务印书馆, 2018.[2] 魏尔纳·舒特. 寻求哲人石[M]. 李文潮, 萧培生, 译. 上海科技教育出版社, 2006.[3] 延斯·森特根. 火焰中的秘密 从炼金术到现代化学[M]. 王萍, 万迎朗, 译. 译林出版社, 2018.[4] 谷裕. 《浮士德》学者剧中的魔法和炼金术——兼谈近代自然科学之发轫及问题[J]. 长江学术, 2019, 000(004):54-63.[5] 何法信. 对古代炼金术的再认识[J]. 化学通报, 1992, 000(006):000056-60.[6] 袁江洋. 牛顿炼金术:高贵的哲学?[J]. 自然科学史研究, 2004, 023(004):283-298.[7] 王圣杰. 炼金术在科学史上的驱逐与重建[J]. 自然辩证法研究, 2020, v.36;No.387(05):107-112.[8] 李晓岑. 中国金丹术为什么没有取得更大的化学成就——中国金丹术和阿拉伯炼金术的比较[J]. 传统文化与现代化, 1998, 03(No.33):83-87.[9] 任东景. 浅析科学史上的炼金术和炼丹术[J]. 湖南科技学院学报, 2005, 026(011):103-104.[10] 张家治, 张培富 .化学史教程[M]. 山西教育出版社, 2014, 14-30.}