“明月幾時(shí)有，把酒問青天。不知丹砂爐鼎，何成鎳金玄圓。” 從事化學(xué)研究的上海理工大學(xué)教授繆煜清改寫了蘇軾《水調(diào)歌頭》中的一句詞，以闡述中國(guó)古代化學(xué)的奇妙成果。
化學(xué)作為研究物質(zhì)性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)、性能、變化和應(yīng)用的學(xué)科，是自然科學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科之一。在古代，人們尚不具備認(rèn)識(shí)和分析各種物質(zhì)化學(xué)本質(zhì)的能力，但是古人已經(jīng)在生產(chǎn)生活當(dāng)中積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。古人依靠化學(xué)方法加工、改造物質(zhì)，同時(shí)創(chuàng)造了各種關(guān)于物質(zhì)本質(zhì)和變化規(guī)律的學(xué)說。隨著科學(xué)的進(jìn)步，化學(xué)學(xué)科最終在近現(xiàn)代誕生。
(資料圖)
繆煜清指出，古代中國(guó)并沒有現(xiàn)代意義的成體系的化學(xué)學(xué)科，但是并不乏化學(xué)思想和化工成果。其中化學(xué)思想根植于中國(guó)傳統(tǒng)哲學(xué)，具備一定的前瞻性和實(shí)踐指導(dǎo)意義。中國(guó)古代也創(chuàng)造了豐富的化工成果，為人類的技術(shù)進(jìn)步增添了助力。
化學(xué)工藝產(chǎn)生了大批成果
青銅器是古代中國(guó)文明的一張名片。早在先商時(shí)期，先民就已經(jīng)會(huì)用調(diào)和不同金屬比例的方式來控制合金的化學(xué)性質(zhì)，達(dá)到節(jié)約用料、增加美感、提高硬度、降低熔點(diǎn)等目的。
根據(jù)中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古所對(duì)于商代銅器的合金分析，商代青銅器成分大致以錫青銅與三元青銅為主，二者占了絕大多數(shù)，鉛青銅只占少數(shù)。商晚期的殷墟青銅器中含錫量已較早商的二里崗文化有了大幅度的增加，硬度更強(qiáng)，當(dāng)時(shí)的工匠已經(jīng)基本掌握了青銅合金配比規(guī)律，青銅器在技術(shù)上臻于成熟。
“青銅是合金的一種，中國(guó)古代的金器也用合金做成。古代的各類金屬器皿達(dá)到了很高的工藝水平，滿足了古人對(duì)于金屬性質(zhì)的各種要求，其中有些合金的配方或工藝直到今天我們也無法復(fù)原，這體現(xiàn)了古人極高的化學(xué)實(shí)踐能力。”繆煜清補(bǔ)充說，在《周禮·考工記》中已經(jīng)有關(guān)于合金配方和金屬性質(zhì)的大量記載，當(dāng)時(shí)的人們已經(jīng)會(huì)依據(jù)各種兵器對(duì)力學(xué)性質(zhì)的不同要求來確定合金配方。
與合金類似的成果還有磚石、瓷器、墨汁、顏料、雄黃、火藥、香料等，它們都是古代匠人化工實(shí)踐的成果，它們之所以有著十分豐富的形態(tài)和應(yīng)用，離不開古人對(duì)各類物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的研究和把握。中國(guó)古代四大發(fā)明中的火藥和紙是化學(xué)的直接產(chǎn)物，指南針的應(yīng)用與磁性合金相關(guān)，活字印刷使用的金屬活字也和合金有關(guān)。
“化學(xué)代表了人對(duì)自然力量的利用和掌控。古人用金屬制作器皿、鏡子，用泥制成磚和硯，用硫和汞開采金銀……這些神奇的、實(shí)用的成果，都是中國(guó)古代化工的直接成就。”繆煜清說。
古代化學(xué)思想仍有生命力
提起中國(guó)古代化學(xué)思想，繆煜清首先舉的例子是《西游記》。
在《西游記》中，孫悟空是代表金元素的“金公”，豬八戒是代表木元素的“木母”。在中國(guó)傳統(tǒng)觀念中，金木水火土五行是構(gòu)成世界的基本元素。
近現(xiàn)代化學(xué)發(fā)現(xiàn)原子、分子之后，物質(zhì)世界不再被認(rèn)為是由幾種簡(jiǎn)單的元素構(gòu)成的，但五行說等觀念仍有重要意義。就像“燃素”和“以太”等概念也曾支配歐洲人的化學(xué)觀念一樣，這些理論雖然被推翻了，但它們體現(xiàn)了古人對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)知過程和求知方式，是今人能步入化學(xué)世界的重要前提。
繆煜清指出，方士、煉金術(shù)士、巫師等掌握了一定化學(xué)知識(shí)的群體為古代化學(xué)的進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)，這一點(diǎn)不分國(guó)界。在中國(guó)，這些人一般被稱為化人、眩人、幻人、幻師、幻士，在《列子》《后漢書》等經(jīng)典中，就提及了幻人施展的一些“魔法”，這些“魔法”很可能是基于某些化學(xué)反應(yīng)。
相比化工技藝和實(shí)用化學(xué)知識(shí)，有關(guān)物質(zhì)化學(xué)變化的觀念大多是學(xué)者們?cè)谒急嬷挟a(chǎn)生的，這些源于哲學(xué)觀念的化學(xué)觀念與化學(xué)實(shí)踐處于相對(duì)分離的狀態(tài)，因而很難形成現(xiàn)代意義上的化學(xué)體系。但是中國(guó)古代各種哲學(xué)思想從宏觀上引導(dǎo)著古人不斷探索世界、認(rèn)識(shí)世界，并且在不同領(lǐng)域間創(chuàng)造關(guān)聯(lián)。繆煜清認(rèn)為，這一思維過程本身對(duì)中國(guó)古代化學(xué)的發(fā)展意義重大，至于結(jié)果則不必苛求。
繆煜清舉例說，當(dāng)清朝人徐壽翻譯現(xiàn)代化學(xué)的眾多術(shù)語時(shí)，他也把眾多元素分為了金木水火土五組，例如鐵、鈷、鎳、銅、鋅屬于金，苯、蒽、菲、萘、茚、芘屬于木，溴、汞屬于水，烴、烷、烯、炔屬于火，砷、硒、碘、堿屬于土。這些譯名體現(xiàn)了中國(guó)人對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)和變化規(guī)律的獨(dú)到理解，傳統(tǒng)化學(xué)思想并沒有被拋棄，而是在與現(xiàn)代化學(xué)的結(jié)合當(dāng)中獲得了新的生命力。
“化學(xué)的‘化’字代表分化，分化的另一面就是合成。中國(guó)的傳統(tǒng)化學(xué)思想也能匯入現(xiàn)代化學(xué)的大河。”繆煜清表示。
化學(xué)與人文不可分離
繆煜清在上海理工大學(xué)開設(shè)了一門名叫《人類文明與化學(xué)》的課程。在他看來，化學(xué)和人文教學(xué)不可分離。
“有的學(xué)生不理解‘化學(xué)鍵’的概念，我就會(huì)告訴他們，在中文當(dāng)中，鍵是把兩個(gè)物體鎖定或固定在一起的東西，比如門閂，所以化學(xué)鍵就是把兩個(gè)原子連在一起的東西。類似的還有共軛酸堿對(duì)，‘軛’指的是把兩頭牛或馬連在一起的裝置，所以在化學(xué)中，‘共用’一個(gè)質(zhì)子的一對(duì)酸堿就得到了這個(gè)名字。” 繆煜清舉例說。
繆煜清認(rèn)為，中國(guó)古代化學(xué)思想、化學(xué)實(shí)踐大量寓于語文中，因此學(xué)好語文對(duì)學(xué)習(xí)現(xiàn)代化學(xué)也很有幫助。
“化學(xué)給人以知識(shí)，而化學(xué)史給人以智慧。”繆煜清借用化學(xué)家傅鷹的這句名言說，科技和人文原本就不應(yīng)該割裂，化學(xué)關(guān)系到人們生活的方方面面，而學(xué)生需要學(xué)習(xí)的也不僅僅是化學(xué)知識(shí)，還有來自傳統(tǒng)文化的古老智慧。（孫明源）