领先于世界的中国古代化学

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导读: 中国是世界最早的文明发达国家。中国古代化学也取得了相当辉煌的成就,其发展的水平远远超过了当时世界其它地区和国家。著名科学史家李约瑟说,中国是“整个化学最重要的根源”,“化学是地地道道从中国传出去的”。 主要的化学成就 中国古代化学的主要成就表现在以下几个方面: 1.发明了精美的陶瓷技术 中国早在约一万年前的新石器时代就已经发明了原始的制陶术,成为世界上最早能够制陶的国家之一。在距今约五六千年以前,在今河南地区就出现了具有红、黑图饰的“彩陶”制品,反映了当时已经具有了相当高
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中国是世界最早的文明发达国家。中国古代化学也取得了相当辉煌的成就,其发展的水平远远超过了当时世界其它地区和国家。著名科学史家李约瑟说,中国是“整个化学最重要的根源”,“化学是地地道道从中国传出去的”。




主要的化学成就


中国古代化学的主要成就表现在以下几个方面:


1.发明了精美的陶瓷技术


中国早在约一万年前的新石器时代就已经发明了原始的制陶术,成为世界上最早能够制陶的国家之一。在距今约五六千年以前,在今河南地区就出现了具有红、黑图饰的“彩陶”制品,反映了当时已经具有了相当高的制陶技术和社会文化水平,形成了著名的“彩陶文化”。尧时代的朝代名就叫陶唐时代,充分反映了尧时代属于上古时代陶器时代。


在约四千五百年前,中国在不断改进制陶技术的基础上,开始用较纯净和精细的瓷土取代粗糙的陶土为原料,制胎和挂釉,并以较高温度进行煅烧制出了世界最早的原始瓷器。到了汉代,由于烧瓷技术不断改进,中国已能造出精细的青瓷。以后,再经晋、唐、两宋到明,历代名窑已能制出极其精美的瓷器,并远销国外,受到各国人民的盛赞,对世界文化的发展做出了重大贡献。“瓷”几乎已经成了“中国”的代名词。瓷器的发明是中国古代化学取得的一项杰出成就。


2.掌握了超群的冶金技术


(1)青铜冶炼。中国开始冶炼青铜的时期记载说是晚于西方,但实际情况却是中国的冶炼铜器的水平远高于西方。例如早在公元前14世纪的商代,中国就掌握了高超的青铜冶炼技术,制出了造型复杂、精巧、庄重、雄伟的青铜器,已经达到较高的水平和成熟的技术,为世界其它地区所不及。特别是在战国至汉代成书的《考工记》中,还提出了以六种不同的铜锡配比冶炼不同性能的青铜的“六齐”规则,成为世界上最早总结青铜冶炼规律的国家,反映了当时超群的冶炼水平。


(2)铸铁冶炼。中国冶炼块铁技术也很早,冶炼铸铁的技术却比欧洲早2000年。中国铸铁的发明出现在公元前5世纪,而欧洲则迟至公元后的15世纪。由于铸铁的性能远高于块铁,所以真正的铁器时代是从铸铁诞生后开始的。社会发展的历史表明,铸铁的出现是社会生产力提高和社会进步的主要标志。中国从块铁到铸铁发明的过渡只用了约一个世纪的时间,而西方则花费了近三千年的漫长路程。中国古代炼铁技术发展得如此迅速是世界上绝无仅有的。英国著名科学史家贝尔纳说,这是世界炼铁史上的一个唯一的例外。


(3)球墨铸铁冶炼。过去,以铸铁柔化制造球墨铸铁的技术,国际学术界一直以为是在1947年由英国人发明的,但是,在1981年经中国学者关洪野等人对513件出土的汉魏时期铁器研究后表明,中国早在两千多年前的汉代就已经发明了球墨铸铁,远远早于发达的欧洲国家。


3.首创了造纸术


中国是世界上最早发明造纸的国家。早在西汉时代就已经出现了原始造纸术,主要是用化学和机械方法处理麻类植物纤维,使之分散成浆,进而抄制成纸。公元105年,东汉的蔡伦认识到了这种供书写用的廉价材料对社会文化发展的重大意义,为此他周游各地,广泛收集造纸经验,并加以综合、改进和提高,发明了一套完整的造纸方法,使造纸术得以广为应用。公元751年,中国造纸术传到中亚,10世纪传到非洲,11世纪再传到欧洲,17世纪又传到美洲,在全世界得以推广,对人类文明的建设和发展产生了难以估量的巨大作用。


4.提出了深邃的物质理论


中国古代很早就提出了一系列深邃的物质理论,以解释万物的组成、结构和变化。


(1)阴阳说。大约出现于公元前12世纪的周朝之际,首先见之于《易经》。作者从复杂的自然现象中抽象出了阴和阳两个范畴,认为阴、阳两种势力的相互作用是万物产生的根源。


(2)五行说。大约同阴阳说同时出现,认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质所构成,较阴阳说更为具体。公元前5世纪的春秋末期,五行说已见诸于文字记载。在鲁国太史左丘明所著《国语·郑语》中已经提到,“夫和生实物,同则不继,尽乃弃矣,故先王以土与金、木、水、火杂,以成万物”。


中国五行说对于物质构成的解释不仅早于西方约500年,而且就其内容的广度和深度上来说早2000年亦为西方所不及。例如无论是古希腊的水、火、气、土“四元说”,还是古印度的地、水、火、风“四元说”,都没有提到中国五行说中的“金”和“木”两种更具有代表性的“元素”。但是中国思想家却提出来了。这反映了中国古代所具有的较为先进的冶金业、手工业和农业的水平,以及古代思想家的高超概括能力。


(3)阴阳五行说。到了战国时代,阴阳说和五行说开始融合为一,形成阴阳五行说,以此进一步解释各种自然现象。它认为阴静而阳动;阴初入静时生“金”,再入静时则生“水”;阳始动时生“木”,再动时则生“火”;金、木、水、火以不同比例相聚则凝结为“土”,进而构成万物。可以看出,阴阳五行说较阴阳说或五行说更进一步地体现了关于物质组成和变化的朴素唯物辩证思想,对后来中国化学的发展产生了巨大影响。


(4)端说。公元前5世纪的中国哲学家墨子(前468—前376)也提供了类似于原子论的思想。他在《墨子》中指出,“非半不■则不动,说在端”,意思是说物质到了没有一半的时候,就不能再分了,此时的物质可谓“端”。他又指出,“端,是无间也”,即“端”是无法间断的。可以看出,墨子的“端”说实际上是原子说的雏形。这说明中国古代学者同古希腊哲学家一样,也早就具有了原始的物质小单位的概念。虽然提出的时间稍晚,但在内容上也可同古希腊原子论相媲美。


(5)物质守恒的思想。公元1世纪东汉时期的唯物主义哲学家王充(27—约97)在《论衡》中指出,“天地不生,故不死;阴阳不生,故不死”,“夫有始者必有终,有终者必有死,唯无始终者乃长生不死”。可见,这里已经是相当深刻地阐发了物质不灭思想。而在成书至少不晚于公元3世纪西晋的《列子》中则有更深刻和精彩的论述。它指出“物损于彼者,盈于此;成于此者,亏于彼”,“往来相接,间不可省(减少)”。这段明确的物质守恒思想已同18世纪俄国化学家罗蒙诺索夫的有关论述十分接近,然而在时间上却要早一千多年。


5.产生了世界最早的炼金术


中国是世界上最早从事炼金或炼丹活动的国家,中国在商朝时期时期就已经出现了简单的炼金术,到公元前2世纪的西汉时代已经相当盛行。西汉武帝刘彻(前156—前87)曾召“天下怀协道艺之士”从事炼金活动。而西方直到公元后一世纪才在埃及出现,约比中国晚500多年。此外,中国也是最早撰写炼金著作的国家。公元2世纪东汉炼丹家魏伯阳所著《周易参同契》,是现今世界上存在的最古老的炼丹著作。到了唐代初期,炼金术发展达到了一个高峰,影响到许多文人墨士也参与了活动。诗人李白在《寄王屋山人孟大融》中就有“所期就金液,飞步登云车”的句子;杜甫在《先寄严郑公五首》中则提到:“衰颜欲付紫金丹”;而白居易则曾钻研学习过魏伯阳的炼丹理论,说“授我参同契,其辞妙且微”,并曾亲自炼丹。他在《炼药不成命酒独醉》中说,“丹砂见火空,不能留姹女,争免作衰翁”。当时炼金术盛行的情况,可见一斑。


炼金术虽然是古人企图“点石成金”或炼制“长生不老”药物的方术,然而都也是以古代物质理论和古代化学工艺知识相结合而形成的“类化学实验”活动,从而也积累了相当丰富的化学知识,并成为近代科学化学产生的前躯或基础,例如,现代的“化学”(Chemistry)一词就是由“炼金术”(alchemy)一词演化而来。化学科学的产生也是如此。


公元7世纪,中国炼丹术西传至阿拉伯,8世纪开始传入欧洲,并同西方炼金术结合在一起逐步发展成为近代化学,直至现代化学科学。因此可以说,中国不仅是炼金术的发源地,而且也是整个化学的发源地。著名科学史家李约瑟说,中国是“整个化学最重要的根源”,“化学是地地道道从中国传出去的”。


6.发明了火药——人类首次实现的人工化学爆炸


中国炼丹家至迟在公元8世纪的唐代就在世界上最早发明了火药,首次实现了人工化学爆炸。在8或9世纪成书的《真元妙道要略》中已经明确提到,“有以硫黄、雄黄合硝石并密烧之,焰起,烧手面及烬屋舍者”。这可能是人类关于火药的最早记载。中国能够最早发明火药的原因在于中国炼丹家经常用硝石(KNO3)、硫黄和木炭等物质,为火药的发明创造了前提条件。其中强氧化剂硝石的引用是发明的关键。


中国不仅首先发明了火药,而且也首先把火药用于军事,制造火器。公元970年北宋兵部令史冯继升把火药用于弓箭,制出“弓火箭”,成为早期的火器。公元11世纪,在曾公亮(998—1078)编的《武经总要》中已经记载了毒药烟球、蒺藜火球及火炮等三种火器所用火药的配方。这是世界上现存最早的军用火药配方,至少要比欧洲早100多年。因为欧洲第一次提到火药的时间是1285年以后的事①。


中国火药和火器在13世纪时传入阿拉伯,后又传入欧洲,成为欧洲新兴资产阶级向封建势力进行斗争的有力武器,依此打破了封建社会的森严壁垒。所以马克思把火药、指南针和印刷术等三大发明称为:资产阶级发展的必要的先决条件”②,对欧洲近代社会的发展起了重大推动作用。正如哲学家弗·培根(1560—1626)所说,“这三种发明已经改变了全世界的面貌和一切事物的状态”,“历史上任何帝国、宗教或显赫人物都不及这些发明对人类有那样大的影响”③。


7.最早发现和开采了石油


世界上最早发现的石油是在中国现今陕西省延安地区的延河流域。据东汉(公元32—92)著名历史学家班固所著《汉书·地理志》记载“上郡高奴县(指延安一带),有洧水,肥可燃”。据考证,这是目前对石油最早的记载。


世界上第一个为石油命名的人,是我国北宋大科学家沈括,他在1080年到延河流域考察后所著《梦溪笔谈》中记载,“石油至多,生于地中无穷,此物后必大行于世。”第一次综合了“可燃水”、“肥”、“石漆”、“石蜡水”等名称,提出了“石油”这个科学的命名。


我国又是开采石油最早的国家,1303年前,延长县就有石油井的存在。据1303年成书的《大元一统志》记载,“在延长县南迎河,有凿开石油一井,其油可燃,兼治六畜疥癣”,又“延川县西北八十里,永坪村有一井……”。1907年,我国大陆第一口油井在延长县七里村打成。原国务院副总理康世恩在1985年曾为现存延长县西桥小学校园内的这口油井题了“中国陆上第一口油井”的字。




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