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　　　　6《管子·侈靡》。

　　　　7《论衡·率性》。《论衡·乱龙》也有关似记载。

　　　　上海博物馆珍藏有一面西汉时的“透光镜”。此镜为铜制背面铭文有“见日之光天下大明”八个字正面光可照人。但若把它对日反射日光则背面花纹文字悉映于墙壁上故被称为“透光镜”。隋唐之际王度的《古镜记》说有一镜“承日照之则背上文画墨入影内纤毫无失”即指此种透光镜。为何铜质之镜能“透光”？奥妙在造镜技术上。唐宋以下探索此技术者代不乏人。宋沈括认为；“铸时薄处先冷唯背文差厚后冷而铜缩多文虽在背而鉴面隐然有迹所以于光中现。”1这就是说因铸造时厚薄不同因而冷缩的先后有差别从而使镜面产生细小的曲率差异反射日光时就会把背面文画映出来。元代吾丘衍在《闲居集》中说：“如镜背铸作盘龙亦于镜面窍刻作龙如背所状复以稍浊之铜填补铸入削平镜面加铅其上向日射影光随其铜之清浊分明暗也。”这种补铸的办法的确也能制出“透光镜”来。还有的认为是压磨所致即在磨镜面时薄处因弹性作用磨得少呈稍凸厚处受力大磨得多呈微凹结果就能在日光下反映出背部花纹。事实上上述三种办法都能制成“透光镜”。

　　　　1《梦溪笔谈·器用》。

　　　　第五节电和磁的知识电雷电风雨是最普遍的自然现象。从远古时代起人们就注意观察雷电现象留下了不少记载。如“雷风相薄”1、“雷雨作而百果草木皆甲坼”2、“雷不而震”3、“雷电击夷伯之庙”4、“三月癸酉大雨震电。震雷也；电霆也”5等等。人们震慑于雷电但也试图对其起因及性质进行探索。秦汉时期的典籍中对此屡有论述。如“阴阳相薄为雷激扬为电。”6“盛夏之时太阳用事阴气乘之。阴阳分争则相校轸校轸则激射。”7这是用阴阳观点来解释雷电产生的原因。此种观点在中国流行了二千多年。

　　　　史载车师后王姑句家“矛端生火”8这可能指的是尖端放电现象。

　　　　磁石汉代人们也已现摩擦起电的现象并把此种现象同磁石的吸铁性联系在一起。如“顿牟掇芥磁石引针。”1顿牟即玳瑁其甲壳经摩擦后会产生静电可以吸引芥一类的轻小物体。至于磁石吸铁性早在先秦时期就有所认识。只是汉代人们又有新的现即磁石不能吸引铁以外的物体。如《淮南子》云：“若慈石之能连铁也而求其引瓦则难矣。”2又云：“慈石能引铁及其于铜则不行也。”3显然这些知识是在科学实验的基础上获得的。汉代人们还做了磁石本身相互吸引、排斥的有趣实验。如《淮南万毕术》云：“磁石拒棋。”注：“取鸡血与针磨捣之以和磁石用涂棋头曝干之置局上即相拒不休。”棋头涂以磁石便赋磁性。相拒不休即是磁石的同性相斥、异性相吸现象。

　　　　秦始皇时代还利用磁石的吸铁性建造阿房宫的北阙门4为的是使“怀刃者止之”。

　　　　磁石的指极性在先秦时期也已被现并用来做成磁性指向器——司南。

　　　　关于司南的形制王充在《论衡》中说：“司南之杓投之于地其柢指南。”5据近人王振铎的研究司南是用天然磁石琢磨成的勺状物底部呈球形放1《易·说卦》。

　　　　2《易·解》。

　　　　3《左传》昭公四年。

　　　　4《公羊传》僖公十五年。

　　　　5《烜榖梁传》隐公九年。

　　　　6《淮南子·墬形训》。

　　　　7《论衡·雷虚》。

　　　　8《汉书·西域传》下。

　　　　1《论衡·乱龙》。

　　　　2《淮南子·览冥训》。

　　　　3《淮南子·说山训》。

　　　　4《史记·秦始皇本纪》注引《三辅旧事》。

　　　　5《论衡·是应》。

　　　　在地盘上可自由旋转旋定其柄指南。“投之于地”的“地”字指的是古代栻占用的地盘1。地盘呈正方形为铜制或漆木制四周标有八干、十二支和四维合为二十四向。中间天盘呈圆形作投转司南之用。整个地盘是采天圆地方之制。这种司南可以看成是后世指南针的前身。

　　　　1王振铎：《司南指南针与罗经盘——中国古代有关静磁学知识之现及明》上《中国考古学报》第三册1948年。

　　　　第四十八章化学秦汉时期是中国古代化学的奠基时期。特别是炼丹术作为原始形式的化学自战国时代兴起经过秦皇汉武的热心提倡到东汉时已成为一门独立的学问。汉代疡科“五毒方”的升炼标志着中国医药化学的开端。秦汉时期冶金技术在战国时期的基础上有了长足的进展出现了不少与化学有关的创造和明。

　　　　第一节炼丹术炼丹术与求仙活动战国时期就有不少关于神仙和不死之药的传说。齐威王、齐宣王、燕昭王都曾使人入海寻仙求药。秦始皇统一中国后即“遣徐市童男女数千人入海求仙人”“使燕人庐生求羡门、高誓”“使韩终（众）、侯公、石生求仙人不死之药”。西汉桓宽说：“当此之时燕齐之士释锄耒争言神仙方士于是趣咸阳者以千数言仙人食金饮珠然后寿与天地相保。”1秦代的炼丹活动已有相当规模。所谓“炼丹”最初的含义和内容就是提炼丹砂。据说当时有“韩终丹法”、“羡门子丹法”都是以蜜或酒拌合丹砂而服食。

　　　　在汉代炼丹术的规模更为扩大。汉武帝与秦始皇一样也以好神仙和长生之术著称。先是“齐人之上疏言神仙奇方者以万数然无验者”武帝“乃益船令言海中神山者数千人求蓬莱神人”。在为数众多的方士中其姓名见于《史记》、《汉书》者有少翁、栾大、宽舒、公孙卿等而其中最重要的人物为李少君。李少君曾向汉武帝提出：“祠灶则致物致物而丹砂可化为黄金黄金成以为饮食器则益寿益寿而海中蓬莱仙者可见见之以封禅则不死黄帝是也。”于是汉武帝“始亲祠灶遣方士入海求蓬莱安期生之属而事化丹砂诸药齐为黄金矣”1。与汉武帝同时代的淮南王刘安也“招致宾客之士数千人作内书二十一篇外书甚众又中篇八卷言神仙黄白之术亦二十余万言”。此外“有枕中鸿宝秘苑言神仙使鬼物为金之术及邹衍重道延命方世人莫见”2。其后宣帝、成帝、哀帝以及王莽也都笃好神仙方术。东汉时期炼丹术与道教结合相得益彰。从此方士便演变而为道士炼丹术也大都由道士掌握了。

　　　　汉代丹经在现存丹经中一般认为属于汉代作品的有《三十六水法》、《太清金液神气经》（即今《太清金液神气经》卷上）、《太清金液神丹经》、《黄帝九鼎神丹经》（即《黄帝九鼎神丹经诀》卷一）、《太上八景四蕊紫浆五珠绛生神丹方（经）》、《周易参同契》等。其中淮南王刘安时就已行世的《三十六水法》是迄今所知世界上现存最早的一部炼丹术著作1。

　　　　《三十六水法》记述有溶解34种矿物和2种非矿物的54个方子。从这些方子可以看到当时已知利用硝石和醋的混合液（有时加石胆）来溶解金属或矿物。其中第一方为“矾石水”方方中说：矾石水（含有铜盐）“以1《盐铁论》卷六。

　　　　1《史记·封禅书》。

　　　　2《汉书·刘向传》。

　　　　1李时珍《本草纲目》云：“金乃西方之行淮南《三十六水法》亦化为浆服饵。”《黄帝九鼎神丹经诀》卷八载：“昔太极真人以此神经及水石法（即《五灵神丹上经》及《三十六水法》）授东海青童君君授金楼先生先生授八公八公授淮南王刘安安升天之日授吴左。”华池（盛有浓醋的溶解槽）和涂铁铁即如铜”2。《淮南万毕术》也说：“曾青得铁则化为铜。”这说明西汉时的炼丹家就知道铁对铜盐的置换反应。这一反应的现奠定了唐宋时代水法炼铜——胆铜法的基础。

　　　　西汉末或东汉初问世的《黄帝九鼎神丹经》记载了后世丹家极为推崇的铅汞还丹的炼法：“取汞三斤纳土釜中复以玄黄覆其上厚二寸许。以一土釜合之封以六一泥外内固济无令泄。置日中暴令大干乃火之。湿者不可得火即拆破。如调丹华法以马通若糠火火之九日夜寒一日。之药皆飞著上釜状如霜雪紫红朱绿五色光华厚二分寸余以羽扫除之。”3玄黄一名黄芽即“仙经涂丹釜所须”的黄丹（铅丹pb3o4）。因为铅丹在5ooc以上能分解放出氧气氧气又能与汞结合生成氧化汞而凝结在温度较低的上釜内壁所以上述升炼产物为氧化汞（hgo）。这种以黄芽制汞为丹的还丹炼法为魏伯阳、狐刚子等铅汞还丹派炼丹家所继承并给后世的中国炼丹术以很大影响。

　　　　魏伯阳与炼丹术魏伯阳是会稽上虞人东汉桓帝时在世。他在所著《周易参同契》中说：“河上姹女灵而最神。得火则飞不见埃尘。鬼隐龙匿莫知所存。将欲制之黄芽为根。”“河上姹女”为汞“黄芽”即黄丹（pb3o4）。意思是汞易挥若要将其制服成丹则须用铅丹。《周易参同契》主要讲的是内丹1但其“内丹以外丹言之”所以对研究外丹黄白术仍有参考价值。如《参同契》里说：“胡粉投火中色坏还为铅。”就是说经炭火的作用胡粉（碱式碳酸铅）不但色变而且质也变了还原为铅。

　　　　魏伯阳的炼丹理论是以阴阳五行学说为基础的。他认为“类同者相从事乖不成宝”“同类”的物质才能“相变”。在阐述炼丹术的可能性和合理性时魏伯阳说：“自然之所为兮非有邪为道若檗染为黄兮似蓝成绿组；皮革煮为胶兮曲蘖化为酒。”在阐述服食仙丹何以能使人长生不死时魏伯阳说：“巨胜（胡麻）尚延年还丹可入口。金性不败朽故为万物宝。术士服食之寿命得长久。”这是一种希图把黄金的抗蚀性机械地移植到人体中去以求长生的天真想法。

　　　　狐刚子与炼丹术东汉末年大致与魏伯阳同时或稍后的炼丹家狐刚子本名狐丘是一位铅汞还丹派的实践家。他的著述反映了汉代炼丹术成就所达到的高度堪称我国古代化学的瑰丽篇章。他在所著《五金粉图诀》中说：“丹铅（pb3o4）2《三十六水法》《道藏》洞神部众术类总第597册。

　　　　3《黄帝九鼎神丹经诀》卷一《道藏》总第584—585册。

　　　　1炼丹术有内丹、外丹之分。所谓内丹指的是锻炼人体内在的精、气、神“以神运精气结而成丹”。所谓外丹是指求身外之药炼之成丹。

　　　　之精其功既深其力亦大九上九下覆荐水银化汞为丹。”1这与《黄帝九鼎神丹经》中的还丹炼法是一脉相承的。《五金粉图诀》还记载了狐刚子作“九转铅丹法”。所谓“九转”是指先以铅制备铅丹作为原料再从铅丹出用炭火还原出铅接着以所得铅复炼为丹如此反复九次。由于铅丹在5ooc以上会生分解所以狐刚子特别强调制铅丹时“不得猛火”。在《五金粉图诀》中狐刚子还提到：“硫黄功能变银化汞。”意思是说硫能与银和汞化合生成硫化银和硫化汞。硫化汞也是中国古代炼丹家的“灵丹”之一。

　　　　在狐刚子的另一著作《出金矿图录》中有一段“炼石胆取精华法”的记载：“以土墼（土坯）垒作两个方头炉相去二尺各表里精泥其间旁开一孔亦泥表里使精熏使干。一炉中著铜盘使定即密泥之；一炉中以炭烧石胆使作烟以物扇之其精华尽入铜盘。炉中却火待冷开取任用。入万药药皆神。”2这种方法实际上就是干馏石胆接取馏分、冷凝所得干馏液即为硫酸。该反应为：bsp；