化学:看不见的大变化-冶金性质的火法炼丹
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    火法炼丹是我国古代炼丹的方法之一,是指带有冶金性质的无水加热法。大致包括高温加热、干燥物质的加热、局部烘烤、熔化、蒸馏、加热使药物变性等方法。利用火法,金丹家观察到了水银的各种形态和性质,以及水银与多种金属的合金。传说葛洪在罗浮山和南海丹灶先后炼丹,有两次到广东佛山的葛岸村为老百姓治病。据说葛洪在葛岸建了炼丹灶,挖了炼丹井,但村子里有人对他炼丹的动机有些闲言。

    葛洪是道家,讲究的是和谐,听到这些声音,为了不引起误会,在一个月黑风高的夜晚,他决定离开。

    葛洪走后,村民发现,他从葛岸到罗浮山只留下了3个脚印:一个在葛岸村北堤围;一个在西樵山下;另一个就在罗浮山上。

    村民都感到很吃惊,因此把葛洪当成了神仙。

    葛洪是东晋时期道教学者、著名炼丹家和医药学家。对于火法炼丹,他在《抱朴子·内篇》中记载了火法的大致内容,即:长时间高温加热、干燥物质的加热、局部烘烤、熔化、蒸馏、升华、加热使药物变性等。

    炼丹术最早的研究材料是丹砂,就是红色硫化汞,这种研究用的就是火法。丹砂一经加热就会分解出水银,水银和硫黄化合生成黑色硫化汞,再加热使它升华,就会恢复红色硫化汞的原状。所生成的水银,是金属物质却呈液体状态,圆转流动,容易挥发,显得和寻常物质不同。所有这些现象都使古人感到惊奇,因此金丹家一直想利用这些物质制成具有神奇效用的“还丹”,又称“神丹”。《抱朴子·金丹篇》记载:“神丹既成,不但长生,又可以做黄金。”就是说,这种“神丹”是兼有使人“长生”和“点铁成金”作用的方应灵丹。

    古代金丹家为了炼丹,把汞的实验反复做了又做,所以他们对这种变化很熟悉。东汉时期魏伯阳的《周易参同契》很生动地描写了水银容易挥发、容易和硫黄化合的特性,并且讲到在丹鼎中升华后“赫然还为丹”的过程。晋代葛洪的《抱朴子·金丹篇》把这些话总结为一句话:“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂。”这些说法当然都是他们从长期实验中得出的结论。至唐代,道教学者陈少微《九还金丹妙诀》所记载的“销汞法”,即用汞和硫黄制丹砂法,已经相当精确细致了。

    汞和硫的分量有一定的比,加热有一定的火候,操作有一定的程序,最后达到“化为紫砂,分毫无欠”的结果。这样的方法,和近代化学相比可说已经相差无多了。

    红色硫化汞有天然和人造的两种,天然产的就叫“丹砂”,人造的叫“银朱”或“灵砂”。人造红色硫化汞是人类最早用化学合成法制成的产品之一,这是炼丹术在化学上的一大成就。由于金丹家从很早的时代起便研究水银的变化,他们对水银的其他化合物也是有研究的。例如,唐人炼丹著作《太清石壁记》有“造水银霜法”:先把水银和锡以不同温度分别加热,使成锡汞齐,然后捣碎加盐,和以氯化镁、粗石膏或含铁粗石膏,用硫酸钠覆在上面,加热7昼夜。

    汞和氯化钠、硫酸钠共热是能生成氯化汞的,氯化汞和多余的汞再起作用,就会生成氯化亚汞。关于汞和其他金属形成汞齐的作用,古人在炼丹实践中早就注意到了。他们制成的汞合金,除锡汞齐以外,还有金、银、铅等金属的汞齐。

    由上可见,古代金丹家研究汞的反应的研究,是为了寻求一种能“点”水银成黄金的“神丹”。在当时的条件下,他们这种想法是不能实现的,但是他们的实践却扩大了人类对自然现象的认识。金属铅和它的化合物在我国出现很早,我国劳动人民大约在汉代以前就已经在制造化妆用的胡粉,就是碱式碳酸铅。

    《周易参同契》记载:“胡粉投火中,色坏还为铅。”这种变化引起了金丹家的注意,把它当做重要研究对象之一。他们除用铅制造铅汞齐外,还用它制备黄丹,就是四氧化三铅了。

    比较晚的金丹家对铅的化合物还有许多研究,例如,唐代炼丹家清虚子的《铅汞甲庚至宝集成》中有“造丹法”,用铅、硫、硝3种物质经过溶化和“点醋”等手续,可以制得一种叫做“黄丹胡粉”的粉末。金丹家认为服用金银矿物等“不败朽”的东西,可以使人的血肉之躯也同样“不败朽”,因此他们不仅要设法服用这些东西,还要用人工方法炼制药用的金、银。

    从汉代的汉武帝刘彻、淮南王刘安开始,许多帝王将相豪门贵族都曾经招致金丹家替他们炼金。这一目的是不可能实现的,但在那时劳动人民在生产经验的基础上,在冶金方面的确有不少发明创造。葛洪在《抱朴子·黄白篇》中记载,当时许多炼丹书讲的都是炼“金”、“银”的方法,就是所谓“黄白术”。他还提到锡、铅、汞等可以用药物化为金、银,说明晋代金丹家已经能利用各种贱金属制成各种黄色或白色的合金。

    南北朝时期陶弘景在《名医别录》中记载,雄黄“得铜可做金”,说明那时金丹家已知利用含砷矿物炼制铜砷合金。这种炼金活动在我国古代曾经盛极一时,直至宋代还没有结束,宋真宗赵恒就曾命方士王捷替他用铁炼制“鸦觜金”,铸成“金”龟、“金”牌赐给近臣。金丹家对于硫黄、砒霜等具有“猛毒”的金石药,在使用之前要先用烧的方法“伏”即驯服一下,使它们失去或减少原有的毒性。这种工艺叫做“伏火”。“伏火”法起源很早,方法有时只用火煅烧,有时另加其他易燃的药物。

    唐代初期孙思邈有“伏硫黄法”:硫黄、硝石各2两,研成粉末放石锅中,用皂角3个引火,使硫和硝起火燃烧,火熄后再用生熟木炭3斤来拌炒,到炭消1/3为止。

    伏火的方子都含有碳素,而且伏硫黄要加硝石,伏硝石要加硫黄,可见金丹家是有意使药物容易起火燃烧,以去掉它们的“猛毒”的。由于经常因给药物“伏火”而引起丹房失火的事故,却使唐代金丹家取得一项重要经验,就是硫、硝、炭3种物质可以构成一种“火药”。大约在晚唐时候,这一配方已由金丹家转入军事家之手,这就是我国古代四大发明之一的黑色火药。

    火法炼丹的另一重大成就,是单质砷的制备。葛洪《抱朴子·仙药篇》记载了6种处理雄黄的方法,最后一法是用硝石、玄胴肠(即猪大肠)和松脂“三物炼之”。雄黄和硝石同炼,可收集到三氧化二砷,再先后用含碳的猪大肠和松脂炼两次,就被还原成为纯净的单质砷。这是世界上最早的制备单质砷的方法。

    延伸阅读

    孙思邈是唐代炼丹专家。他记录的把硫黄、硝石、皂角放在一起烧的硫黄伏火法,是现存最早的火药配方记录。孙思邈更是个医药学家。为了向群众普及医学知识,他写成了《备急千金要方》和《千金翼方》各30卷,成为中医学史上极有实用价值的医学实用手册。

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