五千年的化学大事纪——纪传体的中国化学史(整理连载)
前言
本人系应用化学专业的在读本科生,根据自己的学习心得和感受拿出下面这些文字和大家分享。由于本人见识有限,错误在所难免。希望大家能够和我一起多多讨论,共同进步。更希望对化学史方面见解独到的朋友能够屈身赐教。我的邮箱是:sunyuan124@163.com欢迎大家来信交流,共同完善这个版块。
首先,我要问个问题“什么是古代化学?”
哈哈,这个问题眼熟吧?很多中学生都知道,化学就是研究物质变化规律的科学。当然没有错,这是化学的现代定义。我们今天要讨论的是中国化学的历史,也就是我国古代的化学。大家一定都会注意到,我们现在(至少本科阶段是这样)所接触到的化学知识都是西方人的智慧结晶。那么大家也许会问我们的化学哪里去了?关于中国古代是否有科学的说法是一个非常复杂的争论,这里先不去提它。我只说说我是怎么认为的,(希望朋友们注意这里,因为我对这个问题的理解决定着我的写作思路,也就决定着您有没有必要把我所有的话都看完。)我国古代的化学,也就是这里所说的化学,不完全是指所谓“研究物质变化规律的科学”,它包含更多的是大量的操作实践技术以及由这些技术带来的巨大的社会变化。以后我将以这句话为线索将历史上的不同化学现象,其中有我们沿用到现在的,有曾经在历史上出现过的,以及它们对当时社会发展的影响,我相信历史上能够流传千百年让我们知道的事情绝不是什么巧合的事情,它们的出现是社会发展的必然现象。化学也不例外。在先前的一段时间里我整理了一下自己的思路,打算在这篇贴文里为,火,陶瓷,青铜器,酒,造纸术,火药,炼丹术等等,分别立传,详述它们的产生背景,发展,原理和影响。
不能说我的每一句话都是正确的,甚至其中相当一部分是有待推敲的,但这毕竟是目前阶段我对化学这个学科和整个中国化学发展历程的看法。在此拿出来与大家分享,希望大家支持鼓励,好让我有信心继续写下去。谢谢大家。网上的一些不带有任何观点,纯知识性的常识,由于我未必叙述得更好,因而我做了一些引用。引用前提是:只限于能够体现我思路和丰富大家知识的常识,或者有趣的故事。绝不会夹杂任何的现成的观点来复制粘贴。
第一言:火传:星星之“火”,可以燎原
火的产生恐怕真的就是天意了。想必大家都还记得以前经常演的一些动画片,一群野人追赶一只逃跑的小白兔,突然天空中电闪雷鸣,原本被追赶的小白兔不幸屋漏偏逢连夜雨,又被雷击中,变成了香喷喷的烤兔,于是远古人们就知道肉还是熟的好吃。顺便还学会了用火烤肉。这大概就是火的来历。其实究竟火是怎么来的,这个问题并不重要。重要的是,自从有了火,祖先们才一步一步走上文明的道路。
当然不能指望着天天打雷,远古人(应该是经过长期地摸索)取得火的办法主要有两种:1、用木燧;2,金燧;3、用打火石。用木燧,就是我们今天所说的“钻木取火”相传,远古人民"茹毛饮血",还不知道取火进行熟食。有一个叫燧人氏的人,见大鸟啄木出火(也有说看到森林自行起火),认为木中藏火,于是"几经攻治,几番试验",才创造出人工钻木取火的法子,人类才有了自己取的第一把火。此法后世一直沿袭,曾经历了数千年之久。这一古老传说,反映了中国原始时代从利用自然火,进步到人工取火的情况。
周代,钻木取火之法已经大行。古代所钻之木,一年之中,根据不同季节,还要随时改变。《周礼·月令》规定:春天用柳,夏天用枣杏和桑柘,秋天用柞树,冬天用槐檀,这叫"改火"或"更火"。因为,古人认为:只有根据木的颜色,与四时相配,才能得火,反之则不能得火。也就是说,每逢换季之时,就要改新火。到了南朝,当时仍行钻木取火,但取消过了"更火"这一风俗,不实行改木。
到了唐代,钻木取火之法,更加广泛流行。唐杜甫《清明诗》:"旅雁上云归此塞,家人钻火用青枫。"青枫是枫木,用于春日取火。崔元翰诗:"操舟众工立禁岸,湿橹钻火磨星红。"湿的木橹也可出火,说明凡木皆可出火。有趣的是每逢寒食节,为了纪念介子推,有禁火而寒食的习俗。因此,每年冬天保存下来的火焰熄灭了。到了清明,又重新钻木取火。唐代皇帝在每年清明日要举行隆重的赐火仪式,把新的火种赐给群臣,以表示对大臣的宠爱。
金燧,即向太阳取火。在周代,除木燧外,兼用金燧取火。《周礼》载:秋官避开炬,负责用"夫燧"向太阳取明火。夫燧,是古人在日下取火的一种用具。它是用金属制成的尖底杯,放在日光下,使光线聚在杯底尖处。杯底先放置艾、绒之类,一遇光即能燃火。因此,夫燧即金燧。另外,《考工记》记载了用金锡为镜,其凹面向日取火的方法。可见,我国在四千年前已有使用光学原理取火的技术了。
到了汉代,仍用金燧取火。当时也叫阳燧。即用铜镜向日取火,也用艾引火燃烧。到了宋代,仍然流行金燧取火之法。沈括在《梦溪笔谈》中有一段详细的记载:用凹面铜镜放在太阳下,其光都聚向内。在离镜一二寸处,光聚为一点,大如麻菽,触物即着火。实际上这就是今天的凸面玻璃镜。如果我们拿这玻璃镜,向着太阳,镜也会聚如豆,再用易燃物放在底下,顷刻间即可得火。古代没有玻璃,故用金镜。现代的太阳灶就是从这一道理发展而来的。过去古人出门,身边都带着燧。因为那时的燧为尖顶杯,体积很小,都佩带腰间以备用。但以阳燧取火,有个不足之处,就是天阴或夜晚就不能取到火。故古人往往是"左佩金燧,内佩木燧"。这样,有太阳就以金燧取火,没有太阳则以木燧取火。
以石敲火:到了魏晋六朝,已经有以石敲火了。敲石所发的火,叫"石火"。潘岳诗:"烦如敲石火"。刘勰在《新论·惜时》中,曾形容人的短促一生,犹如"石火"。到唐时,敲石取火者更多。柳宗元诗:"夜发敲石火,山林如昼明"。白居易诗:"深炉敲火煮新茶,石火光中寄此身"。
古代以石敲火之法,是用铁片与石相撞,下面在放着"火绒",当火星落在绒上,燃烧时,再用"取灯"接引,即取得火。火绒,是艾或纸,加以硝水制成,揉之使软,极易起火。"取灯",北方叫"发烛",以褪皮麻秸做成小片状,长五六寸,涂硫磺于首,遇火即燃,用以发火。在南方,发烛则用松木或杉木制成。高士奇《天禄识余》中记载:"杭人刻松木为小片,其薄似纸,溶硫磺涂木片头,作为接火之用。"宋时,民间劈小杉条,并染上硫磺,置之待用,一与火遇,迅即得火,人呼之为"引光奴"。后来一些以此为业者,则呼之为"火寸"。以石敲火之法盛生后,必须有引燃物配合,所以"发烛"、"火寸"等助燃物的行业就逐步发展起来。
光绪初年,火柴还未盛行。当时取火技术又进了一步,用一种叫"火镰"的工具。这种火镰,缝皮为包,安铁为刃内装火石一片,火绒一团,如果要用火,取火绒豆许,放在石上,再用铁刃撞击,能发出火星,顷刻间就得火,是当时吸旱烟者不可离身之物。后来有了火柴,火镜、火石、火绒等物就逐渐衰落了,最后消失。
在敢壮山方圆百里的田阳及邻县农村,至今流传着这样一个关于壮民族人类始祖布洛陀取火的神话故事。 相传远古时期,由于没有火,人们猎取得来的动物都像乌鸦一样吃生肉,像水獭一样吃生鱼。每到寒冬腊月,人们穿着蓑衣或树叶草皮瑟瑟发抖,许多人都被冻死在
荒郊野外,惨不忍睹。突然有一天,乌云密布,狂风大作,天昏地暗,电闪雷鸣,地动山摇。在离敢壮山不远的一座山丘上,一棵大树在震耳欲聋的雷声中被闪电拦腰劈倒,那一道道刺目的白光过后,轰然倒下的大树顿时燃起冲天大火。传说这是玉帝灶皇爷派雷公把烟火送到人间来了。可是,那时的人们并不知道火是怎么回事,被这突如其来的大火吓得魂飞胆破,都像避邪一样慌不择路地跑回洞中躲藏起来,对大火避而远之,甚至连看都不敢看。可是,只有一个人镇定自若,他既不害怕,也不逃跑,他勇敢地朝燃烧着的大树走去,仔细地观看着这种奇怪的东西,这人就是无所不能的创世神布洛陀。火在噼噼剥剥地燃烧着,布洛陀好奇地站在火边,他觉得这种奇怪的东西比太阳还热,布洛陀灵机一动,人如果有了这东西,冬天来临就再不怕冷了,人们就再也不会被冻死。于是,他就折根树枝把火种夹着取回洞中,把一堆干柴收拢成堆点着,然后漫不经心地坐在火堆旁烘烘手,觉得很暖和,人们纷纷效仿着布洛陀围在火旁烤火,渐渐地就不怕火了。消息很快就传开了。后来,方圆百里的壮族子孙们都聚集到敢壮山上,向布洛陀求赐火种,烧起火堆。自从有了火,人们在冬天时都围坐在火堆旁烤火取暖。人们又试着把上山打来的野兽、挖来的山薯、采摘来的野果和在河里捕捞到的鱼虾螃蟹都拿到火堆上烤着吃,虽然当时还没有油盐酱料等,没想到这样烤着吃不但比生吃好吃多了,而且又香甜可口。于是,他们从此就改变了吃生肉的习性。由于人们白天打猎,晚上烧着火堆边烤边吃,吃饱后也就围在火堆旁睡觉,那些虎豹之类凶猛的野兽见火就怕,不敢再来袭击,人们也开始意识到火对于他们生存环境的重要性,甚至开始觉得人类离不开火了。 有天夜里,突然下起大雨,雨水把火全部淋灭了,一夜醒来他们就没有了火,人们这才知道水火不相容,他们在不安中度过没有火的一段时间之后再也坐不住了。人们都冒雨下山到处去寻火。他们寻遍了敢壮山周围所有群居的岩洞,所到之处都寻不到一点星火。这时有人想到了会造天造地无所不能的创世神布洛陀,并把寻火的事告诉这位壮民族的天神。布洛陀决定亲自出门寻火,他腰挂大板神斧,站如松,行如风,搜遍了九十九座高山的荒郊野岭和洞穴,走过九十九道河湾寻遍所有的村村落落之后,还是失望而归。 在返回敢壮山的途中,布洛陀来到一树大树下小憩,他突然想起上次雷公劈树赐火的事,他想,既然雷公能把大树劈出火来,我布洛陀难道就不能?况且我手中还有神斧呢!这样想着,他便择一棵干裂的老树,运足气力,举起神斧,用力在两个人都合不拢的树盘上砍了一斧,果然有许多像萤火虫一样的火星不断闪现。布洛陀又砍一斧,这回冒出来的火花就有火花蛇那么大,并且上下舞动,四处乱窜。布洛陀立刻刮来干草和树叶扰成一堆,很快就被冒出的火花引燃。布洛陀又在火堆里添上大把大把的干草和枯柴,火堆越烧越旺,越烧越大,很快就引来四面八方寻找火种的人们。从此,人们又重拥有了火。有了上次的教训,这回人们再也不敢胡乱在野外烧火了,他们把火种拿到岩洞中养起来,从此不论风雨多大,火种仍然不熄。直到后来发展到用木头搭架建房揉泥盖瓦,人们又把火拿到屋子里去烧水做饭和取暖。 从此,火是能够保存沿续下来了,但也出现不少的问题。因为人们没有把火管好,让飞进屋里的蝴蝶和飞蛾拿翅膀作扇子乱扇火,连鸡、鸭、鹅也纷纷效仿,使得火星四处飞散, 那些成群结队的萤火虫也拿火到处游玩。有的还让小孩拿火到屋檐下烧着玩,结果一失火,整个村村寨寨都烧个精光,甚至还烧死一些来不及逃命的老人和小孩。人们没有想到火竟会给人造成如此之大的灾难。那些幸存者只好前去请教布洛陀怎样才能安全用火。布洛陀二话不说,便叫人砍来木头,在屋子中间架着一个四四方方的灶堂,里面铺上泥沙,规定各家各户的火一定要在火灶里烧,不许随便玩火,这样一来,失火的事便渐渐减少了。原先那些淘气十足的萤火虫也被赶到野外,逃走时还在屁股上偷偷地沾点火,所以直到现在我们在夏夜还能看到萤火虫屁股上的火星。
关于火的故事我也是在网上看到的,感兴趣的朋友也可以自己在网上搜一搜。接着我们来看一看到底什么是火。由于我个人水平有限,不敢自己给火一个说法,下面是来自于百度的一个介绍:
火焰正确地说是一种状态或现象,是可燃物与助燃物发生氧化反应时释放光和热量的现象。
火焰分为焰心、中焰和外焰,火焰温度由内向外依次增高。火焰并非都是高温等粒子态,在低温下也可以产生火焰。火焰中心(或起始平面)到火焰外焰边界的范围内是气态可燃物或着是汽化了的可燃物,它们正在和助燃物发生剧烈或比较剧烈的氧化反应。炽热火焰在气态分子结合的过程中释放出不同频率的能量波,因而在介质中发出不同颜色的光。
例如,在空气中刚刚点燃的火柴,其火焰内部就是火柴头上的氯酸钾分解放出的硫,在高温下离解成为气态硫分子,与空气中的氧气分子剧烈反应而放出光。外焰反应剧烈,故温度高。
火焰是能量的梯度场。伴随燃烧的过程,其残留物可以反射可见光,与能量密度无关。火焰可以理解成混合了气体的固体小颗粒,因为是混合体,单纯的说成固体或者气体都不合理的.因为固体小颗粒跟空气中的氧气起反应(受到高温或者其它的影响),所以可以以光的方式释放能量
在物质变为气态以后,如果从外界继续得到能量,到一定程度后,它的粒子又可以进一步分裂为带负电的电子和带正电的离子,即原子或分子发生了电离。电离使带电粒子浓度超过一定数量(通常大约需千分之一以上)后,气体的行为虽然仍与平常的流体相似,但中性粒子的作用开始退居到次要地位,带电粒子的作用成为主导的,整个物质表现出一系列新的性质。像这样部分或完全电离的气体,其中自由电子和正离子所带的负、正电荷量相等,而整体又呈电中性,行为受电磁场影响,称为“等离子体”。因为物质的固、液、气态都属于“聚集态”,所以从聚集态的顺序来说,也常常把“等离子态”称为物质的第四态。
等离子体现象并不少见。光彩夺目的霓虹灯,电焊时耀眼的火花,闪电、火焰等,都是等离子体发光现象的表现;地球大气上层的电离层就是等离子体形成的;跟人类关系最密切的太阳也是一个大的等离子体球。在我们的地球上,物质的等离子态算是特殊的,但在整个宇宙中,按质量估计,90%以上的物质处于等离子态,像地球这样“冷”的固体倒是罕见的。
等离子体服从气体遵循的规律,但与常态气体相比,还有一系列独特的性质。它是电和热的良导体;粒子在无规则的热运动之外还产生某些类型的“集体”运动。等离子体中带电粒子的电磁作用,有时也使等离子体本身像液体一样,在强磁场的作用下,凝集成具有清晰边界的各种形状。因此,在研究等离子体的有关问题时,常把它看成能传导电流、可以流动的连续介质,也就是把它当作导电流体。这种导电流体的行为和运动,可以用磁场加以影响或控制,也称它为“磁流体”。
蜡烛的泪状火焰是热量造成空气流上升所致。空气流在蜡烛火焰周围平稳流动,并将它聚拢成一点。本生灯的火焰形状是由空气流和燃气流共同控制的。如果本生灯在点燃之前,燃气没有同空气混合,灯的火焰就会是紊乱的,看上去像一条黄色的带子在微风中舞动。如果空气事先同燃气混合,那么火焰的温度要高得多,形状也规则得多,是带点蓝色的圆锥形。无论何种方式,火焰的形状同重力有关,尤其是这样一个事实:热空气的密度比冷空气低,因此会向上升。在失重状态下,这种“对流”的效应就不再发挥作用了,火焰的形状更像球形。
火是物质分子分裂后重组到低能分子中分离、碰撞、结合时释放的能量。火内粒子是高速运动的——高温高压就是这个目的。雷击能电离,那么高速碰撞一定也能电离,不然效果不可能一样。可以认为火是电离了的气体——等离子气体。这就就为什么雷殛的尸体都有烧伤的症状。
综上所述,火焰内部其实就是不停被激发而游动的气态分子。它们正在寻找“伙伴”进行反应并放出光和能量。而所放出的光,让我们看到了火焰。
平时进入到我们生活当中的东西有很多,其中就包括火。然而,我们先人们忽略了很多,单单是火接受了不同时代的种种考验,最终生存下来并至今依然是现代人重要的能量来源。它的存在是伟大的,伟大到我们全部的文明归根结底都是它的衍生物。说到这里我们就告一段落吧。接下来,我们要看看火的最初的衍生品——陶瓷。(待续)。
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强!!!!!!!!!!!!
写的很棒!还有后续吗?期待,