中国古代化学史文献综述和反思
2023-05-25吴美春王上锐
吴美春 王上锐
摘要:中国古代劳动人民在改造自然过程中,展现出高超的智慧,在实用化学、化学技艺、化学物质、化学现象、化学假说和观念上取得了惊世骇俗的成就,但这些成就未能举世瞩目。在一批学者的努力下,一些成就让世人知晓,但更多的中国古代化学史未能走进经典教材,尤其是中学课本,这意味着在教育实践中传承发扬中国古代的优秀文化任重道远。
本文简要评述了中国古代化学史的研究工作,并对中国古代化学史的研究工作提出一些反思和建议。关键词:中国古代化学史;实用化学;化学技艺;优秀文化
文章编号:1008-0546(2023)08-0090-07 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2023.08.019
化学史几乎伴随着人类的整个文明史。令人遗憾的是,现代主流文献和教材都认为,研究原子从德谟克利特开始,研究元素从亚里士多德开始,研究工艺从古埃及开始,研究物质从古希腊开始,几乎不见中国古代化学的踪迹。[1]翻阅化学史资料,中国化学取得的成就令人自豪,尤其是中国古代化学成就更是令人震惊,教师队伍和学生群体鲜有从专业角度深度了解我国古代劳动人民取得的巨大成就,在当时的生产力条件下能取得这样的成就实属不易,它为现代科技的发明、发现奠定了坚实的基础。中国古代劳动人民的智慧、朴素的唯物观应该要让我们的学生知晓,它是祖辈的文化遗产。
2014年,教育部提出核心素养体系,明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。化学学科核心素养包括五个维度,其中“科学态度与社会责任”核心素养内涵丰富,是核心素养中高层次的价值追求。化学史尤其是中国古代化学史对于发展“科学态度与社会责任”核心素养的教学具有不可替代性,中国古代化学史具有求实求真的科学意识,批判实证的科学态度,实践应用的科学精神,魅力化学的科学价值。结合具体的化学知识,有机融入化学史素材,有效践行立德树人的社会责任。
著名化学家傅鹰先生曾说过:“一种科学的历史是那门科学最宝贵的一部分,科学只给我们知识,而历史却给我们智慧。”[2]我们培养的下一代需要较好地认知中国古代化学,才能在国际舞台上讲出中国古代化学史的中国技术、中国制造和中国故事,展现中华民族的中国智慧。
古代化学史研究是一个系统工程,是一个涉及多部门和多学科的大课题。笔者根据查阅到的一些前辈学者的研究文献,从专家学者对古典文籍的研究工作一些重要的方面进行简单的梳理。
一、研究中国古代化学史的著名学者
李乔苹是第一位系统研究中国古代化学史的学者,曾编撰中国近代史上第一部化学史教材《中国化学史》。他最早把中国古代化学工艺成就全面系统地推向国际舞台,在哈佛大学出版了《中国古代化学工艺》(The Chemical Arts of Old China)。两本著作在国内、国际受到高度评价,多次再版。他说:“中国化学有光荣悠久之历史,惜无史书,以表现过去之陈迹,甚至于世人不知中国古代有化学。今欲发扬光大,非我化学界之责欤。”[3]
袁翰青提出化学史研究要遵循三原则和四方法,广泛地搜集和整理许多史料,对中国古代化学史的研究起了很大的推动作用。他还对我国古代造纸、陶器制造、铜器冶铸、镍白铜研究、酿酒起源、制糖历史、豆腐起源、本草化学知识和物质理论等做了深入的研究和考证,具有很高的学术参考价值。他还担任李约瑟《中国科学技术史》翻译出版委员会委员,并参与翻译《中国科学技术史导论》工作。[4]
张子高在一线鞠躬尽瘁六十年,对古代青铜器、钢铁冶金、炼丹、陶瓷、造纸、酿酒中的化学理论、化学物质和化学技艺、化学史东西方交流及科学史方法论等作出了重要的贡献。严济慈对其评价:化学先驱,一代师表。[5]
张资珙学贯中西,精通古汉语和古文学,通晓多门外语,系统研究中国古代哲学史,古代科技发明,道教、佛教和炼丹等,并且把他的研究内容翻译成英语,让中国科技传到西方。他研究了中国数千年来科学上贡献的问题——“李约瑟问题”提出之前,他也系统研究和思考过,李约瑟写《中国科学技术史》时,多次写信与之探讨和交流,并曾亲自到中国当面请教。他还受邀到剑桥大学、牛津大学、伦敦大学、巴黎大学和布鲁塞尔大学等校讲学,讲述中国古代许多的发明创造和科学技术,在欧洲学术界引起很大反響,更多的欧洲人知道了光辉灿烂的中国古代科学文化。[6]
1932年,中国化学会成立。化学会许多成员,如丁绪贤、王琏、曹元宇、戴安邦、曾昭抡、陈裕光、吴承洛、周仁、柳大纲等,都很重视化学史的研究和化学史教育。
二、中国古代化学史重要的文献资料
中国古代化学的古典文籍繁多,本文仅列举部分学者研究过或者总结过的代表性古籍。如先秦的《考工记》、最早的药学专著《神农本草经》,东汉魏伯阳的《周易参同契》、贾思勰的《齐民要术》、葛洪的《抱朴子》、宋人曾公亮组织官修《武经总要》、朱翼中的《北山酒经》、窦革的《酒谱》、道教鸿篇巨制《道藏》、李时珍的《本草纲目》、沈括的《梦溪笔谈》、宋应星的《天工开物》、茅元仪的《武备志》、唐英的《陶冶图说》、王灼的《糖霜谱》和朱琰的《陶说》等。[7]
中国古代化学史重要的研究文献首推袁翰青于1964年在《化学通报》上发表的“近年来中国化学史研究工作的进展”一文,该文引用的115篇文献也是研究中国古代化学史的重要文献。1984年发表在《化学通报》题为“我国化学史研究的历史回顾”的论文,对化学史的研究进行了较为全面的评述。[8]
赵匡华、周嘉华、王扬宗、王治浩、张藜、陈歆文6位专家合编的《中国化学史》一书,历经十余年,于2003年8月出版。该书由“古代卷”和“近现代卷”两部分组成,“古代卷”介绍了化学知识的萌芽与化学工艺、金丹术的兴起,以及古代化工体系的充实,步入鼎盛的金丹术和某些成熟的化学工艺、古代化学化工等内容。[9]
曹元宇著的《中国化学史话》一书,从古代写到近现代,是其几十年从事化学史研究的结晶。书中对古代化学技艺诸多专题列出了重要的参考资料,这对中国古代化学史的研究很有参考价值。[10]
张子高著的《中国化学史稿古代之部》、周嘉华等著的《中国古代化学史略》、赵匡华的《中国古代化学》、冯家升的《火药的发明和西传》、杨宽的《中国土法冶铁炼钢技术发展简史》、章鸿钊的《中国古代金属化学及金丹术》、陈万里的《中国青瓷史略》等都是对化学史研究有重大影响的专著。[11]
三、中国古代化学卓越成就
1.世界首创发明和发现
从现代科学来分析,纸是纤维打散后再均匀铺成薄片的产品。古代造纸工序大致有纤维素和非纤维素分开、漂白、上胶、填料和染色等,每一道工序都有化学药品的使用、化学技术的应用,是我国古代劳动人民汗水和智慧的结晶,是我们中华民族的骄傲和自信。造纸术比纸张本身传播得快,主要是三条线路,东传朝鲜和日本,西传阿拉伯,南传印度。一般历史书本把公元105年视为蔡伦改进造纸年,[11]大量的出土纸张证明在这之前已经有植物纤维纸张了。纸张的发展经历动物纤维变为植物纤维,纸的繁体字偏旁“丝”的由来也印证了很早就有某些工人用蚕丝纤维做成纸张,蔡伦在某种意义上是改进了造纸术,大力推广了植物纤维纸的普及和使用。
公元二世纪魏伯阳著的《周易参同契》,是世界公认最早的炼丹著作,是世界最早的化学和技术文献。中外学者均认同“炼丹”起源中国,后来传到阿拉伯,成为近代化学的起源。炼丹术作为现代科学方法的先驱,马克思和恩格斯把炼丹誉为“现代实验科学真正的始祖”。[2]该书从阴阳、八卦和五行理论发展了朴素的辩证哲学思想和物质观理论,记载了水银的流动性和挥发性,容易与硫磺化合,容易与铅形成铅汞齐,从而将液态的水银固定,四氧化三铅能被炭还原,几种金属在一起形成性质不同的合金,黄金的稳定性等。[12]
卷帙浩繁的古典籍《道藏》,收录多达五千多卷书,含很多炼丹的典籍。化学家和中医药学家葛洪和陶弘景应该是同时代最伟大的炼丹术探索者。《道藏》收录了葛洪的十三本著作,其中《抱朴子内篇》是研究化学史重要的文献,《肘后备急方》是一部伟大的医学著作,青蒿治疗疟疾是该书中的一个古方子,青蒿素是青蒿植物的现代有效提取物,屠呦呦命名为青蒿素。陶弘景著作中记载最早的焰色反应鉴别含钾元素,关于“粉锡”(碱式碳酸铅)、“铅丹”(四氧化铅)、“铁落”(硫酸亚铁)、“石钟乳”(碳酸钙)等物质的制备、组成和性质研究。炼丹不仅产生了大量的无机物质,以及对这些物质的性质研究和相关反应,还产生了麻黄素等医用有机物质,蔚为惊叹。[13,14]
瓷器是我国人民对世界文化最伟大的贡献之一。釉在宋应星的书籍里称为“锈”。魏晋出现施釉较厚,颜色深绿的陶器,这是制陶技术逐步发展而达到瓷器边沿的象征。[14]瓷器在两晋、南北朝青瓷基础上进一步发展,隋唐已经出现达到现代技术参数的瓷器。由于唐朝禁止铜铸生活用品,加上饮茶习惯的形成,百姓用的器物逐渐为陶瓷所代替。景德镇瓷器白度达到70%,胎釉中氧化钙含量极高,已达到现代高级细瓷的标准,可见在唐代我国的瓷器已经达到很高的水平。五代出现“雨过天青器”:青如天,明如镜,薄如纸,声如磬。开放的宋朝将瓷器和丝绸一同列入对外贸易清单中,造瓷有了精细的分工,使得明代烧瓷技术进一步发展,达到一个新的高峰,白釉和青花器登峰造极,单色铜红釉烧制成功,出现斗彩、五彩和填彩等多样化的加彩技术,白度达到75%,烧制温度达到1310℃。[14]
火药的发明与炼丹术和本草学有着不可分割的联系。炼丹家控制某些剧烈的反应,应该是早期火药的雏形。常出现“伏火法”这种剧烈燃烧性的药剂,是炼丹家在试验实践中发现的。[8]《道藏》收录的《真元妙道要略》记载:“有以硫磺、雄黄会硝石(KNO3),以蜜烧之。烧手面及屋宇者,迷错为道之人。”硫磺、炭和硝石不就是黑火药的成分吗?描述炼丹失败证实了黑火药早期实验雏形。火药早期应用于烟花,而后应用于军事,有它的历史背景。虽火攻之法用于军事很早,可是发火物质是油脂和松香等易燃物品,并不是真正的火药。北京历史博物馆里,陈列着一尊元至顺三年(公元1332年)的铜大铳,它是已发现的世界最古老的铜炮,从宋高宗绍兴二年(公元1132年)使用竹制火枪开始,已过了两个世纪。[14]
氧气的性质研究开启了现代化学的开端,这是18世纪的科学事件。普利斯托利(Priestley)、舍勒(Carl Wilhelm Scheele)和拉瓦錫(Antoine-Laurent de Lavoisier)是这个事件的主角,目前主流教材几乎没有提到中国古代公元8世纪的马和,连他的名字都是法文或者俄文再翻译过来的。他的名字现在只知道它的法语:Maó-hhóa,其他语言:Mao Hua、Mao-Khoa 和 Mao Xoa等,以致有很多种中文翻译:毛华和孟诘。幸运的是,1810年克拉普罗特(H. Julus Klaproth)发表的法语论文用原始中文字(平龙认)写出了文献的原始出处,作者应是已在俄罗斯或者德国见过《平龙认》这本古籍,而苏联化学出版社出版的涅克拉索夫所著的《普通化学教程》也描写了马和发现氧气(马和称阴气)以及《平龙认》这本书。克拉普罗特指出,中国唐代Maó-hhóa著的《平龙认》文中记载空气由阴阳二气组成,阴气就是18世纪70年代确切证明的氧气。虽然证实工作需要时间,但是经典教材在讲到氧气发现历程时,应该引用马和与他的《平龙认》[13]。
麦曲酿酒是中华民族超越其他民族的一项重大的独创性发明,这项发明应当早于夏朝,然后慢慢成熟成为一门技艺。宋朝发明了耐高温、耐酸败的红曲,是中国劳动人民天才的发明。我国自汉朝开始从西域引进葡萄,而葡萄酒在中国没有发展开来,跟我们普遍用曲是分不开的。葡萄酒是未糖化的酒,加曲反而会影响口感。记载酿酒技术、技艺的古籍有两种:《齐民要术》和《北山酒经》,这些古文字记载技艺是其他早期文明所没有的,是世界工艺史重要的参考资料。[14]
公元前2世纪,古币中的白铜成分即为镍,波斯称白铜为“中国石”,德国人却翻译为:German Silver,张资珙曾怒批这种意在抹杀我国劳动人民在化学工艺上成就的不道德行为。[6]含镍白铜的出现和使用,是我国劳动人民在金属冶炼技术上又一杰出的贡献。李时珍在《本草纲目》中说,“白铜出云南,赤铜以砒石炼为白铜”,点石的药物应该为白色的镍砷矿物。白铜的出现和使用比记载要早得多,“白铜出云南”在东晋《华阳国志》的文献中出现过。[14]
意大利人马可·波罗(Marc Polo)到中国,看到使用煤的盛况,把煤称为“黑石头”。欧洲人16世纪才开始用煤炭炼铁,比中国晚了200多年。最早记载石油的发现古籍是西周时(公元前11世纪至公元前771年)编成的《易经》,书中写道:“泽中有火”“上火下泽”。“泽中有火”是石油蒸气在湖水面上起火现象的描述。最早记载石油的性能和产地的古籍是1900多年以前东汉班固所著的《汉书·地理志》,书中写道:“高奴县有洧水可燃”。高奴县是现在的陕西延安一带,洧水是延河的一条支流。[8]这里明确记载了石油的产地,并说明石油是可以燃烧的液体。宋代沈括在《梦溪笔谈》中,把历史上沿用的石漆、石脂水、火油、猛火油等名称统一命名为石油,“石油”一词,首用于此,沿用至今。沈括还第一次用石油制成炭黑,开启了石油化工的新篇章。晋代张华所著的《博物志》中记载了四川地区从秦代就开始凿井取天然气煮盐的情况,比英国1668年使用天然气早1300多年。
公元前2世纪就开始湿法炼铜,《淮南方毕术》中曾提到“曾青得铁化为铜”,该法普及应用于宋朝,是世界化学史上一项伟大的发明,开启了水冶金技术的新时代。黄铜的发明单从古籍来看,《汉书·景帝纪》:“铸钱伪黄金弃市律”,据此可推测西汉就开始无意识地使用黄铜,根据对出土古币的元素分析可认为,宋代开始有意识地利用黄金。高铝成分的铝合金出现在晋代,是世界化学史和冶金史的奇迹。西晋人民如何冶炼铝,是我国科技史工作者要解决的一个重要课题。西晋炼铝早于近代西方1600多年,[14]毕竟铝于1855年巴黎工业博览会才首次以商品的形式出现。
炉甘石是碳酸锌还是氧化锌,以及黄铜中的成分锌在古代是何时开始使用,都尚无定论。有人说最迟不会晚于汉初,汉朝出现过伪金,是为黄铜物。锌有两个别名:倭铅和白鉛,古代锌的纯度可以达到98.99%。我国生产的锌早于欧洲400年。《天工开物》等典籍都记载了涉及的反应现在表达为:2 ZnCO3+ C2 Zn ↑+3 CO2↑。王琎认为,我国用锌的历史分为四个阶段:第一阶段为汉末到隋唐,锌夹于铅中,用而不为知其锌;第二阶段,唐时期以炉甘石制备鑰石,以为装饰品,锌的分量增加,仍不知道是锌;第三阶段,宋时期开始大量加入到钱币内;第四阶段,宋以后开始炼制纯锌和黄铜。[14]
从出土物件的元素分析来看,多数铁件磷的含量很低,因此可以断定,早在战国以前我国人民就掌握了足以使生铁融化的高温技术,同时战国时期已经掌握了冶炼生铁的技术和表面脱碳的热处理技术。冶炼生铁铸造成物件,在战国时期采用液态生铁浇铸成型技术早于欧洲1500年。战国时期采用热处理技术把脆硬、易折的白口铸铁变成锻铸铁,更是早于西方2000多年。令人遗憾的是,人们从来都认为白心可铸铁是18世纪后期的欧洲人发明的,而黑心可铸铁是19世纪的美国人试制成功的。[14]
2.独立发明、发现
我国陶器的出现至少有8000年的历史,甚至更早。仰韶文化中的彩陶有着极高的工艺水平,彩陶和黑陶之后出现白陶,河南安阳殷墟出土了精美的白陶残片。因烧制温度低,含铁量少,保留完整的白陶器物极其少。后来出现了城子崖的黑陶,而黑陶的黑色究竟是碳素还是Fe3O4,有待化学分析来解决。新石器时代还出现了红陶、灰陶、粗砂陶、几何印纹陶和硬陶,后来出现的釉陶就是在硬陶的基础上发展起来的。[13]安阳殷墟出土的涂有黄色釉的陶片距今3000多年,已为后来我国独创的瓷器发展奠定了基础。两汉时期釉陶已经迅速发展起来,翠绿、浅绿色、茶黄和栗黄四种主流色系调整了 Fe2+和 Fe3+的比例,其中翠绿色系中 Fe2+含量最多,栗黄色系中Fe3+含量最多。[14]
殷商时期有酒池肉林之说,表明当时盛行饮酒之风。安阳西北冈出土的酒器十件一组,宝鸡出土的十三件一组(现存于纽约市立博物馆),从酒具来看,酒在当时已很盛行。浙江黄酒不是蒸馏酒,不晚于6世纪。烧酒即蒸馏酒,唐诗大量提及了四川的烧酒,说明蒸馏酒不会晚于公元8世纪的唐朝。[13]
“稼穑作甘”“甘如饴也”“粔籹蜜饵,有餦餭些”,这些诗文表现了劳动人民对美好生活的向往,实际的工艺技术应该远远早于典籍成书的记载时间。古书里关于糖的称谓字有饴、饧、餹、餦餭等。软的称饴,硬的称饧,石蜜兼指蜂蜜和蔗糖。“胹鳖炮羔,有柘浆些”,其中“柘”通“蔗”,南方的楚国已经用甘蔗做甜味剂了。植物种子发芽产生的糖化酵素把淀粉水解成麦芽糖,麦芽糖不容易结晶,产生胶状甜味品为饴糖。中国台湾在公元3世纪的三国时代就以盛产蔗糖闻名,古代手工制糖在明朝就达到了相当高的水平,《天工开物》总结制糖工艺为压榨、煎熬、脱色和结晶等步骤。[13]
青铜是铜锡合金,之前都单独出土过含铜98.55%的红铜和成块的锡,说明古代劳动人民已经掌握了铜和锡的冶炼技术,或者说当时对铜、锡(还有铅和金)金属已经具有分别的认识和合理的使用技艺。所以合金不是偶然的巧遇,而是有意识地配合制备。较纯的红铜先于青铜,肯定与科学技术有关,对物件硬度的追求是青铜诞生的直接原因之一。[14]
铜镜是青铜器件的一个重要分支,在我国使用于两千年前左右。它的前身是鉴,周代是监,汉代是镜。郭沫若说:“以铜为鉴(镜)是战国以后才开始的,原初的鉴是监,只是水盆,俯临水盆睁眼看”,古有盛水鉴容。[14]
《周礼考工记》里记载了世界最早的合金规律——青铜六齐,制备青铜的六种方剂。[8]“六分其金,锡居其一”,锡在青铜器件中的含量在15%左右,与六分之一较为接近。从化学的角度,体现为改变合金比例,从而改善合金的性能。增加铅锡比例,降低铜的比例,降低熔点,增大流动性,达到精巧的要求。[14]
铸造是制造青铜的一道重要程序,一般是锤炼法和熔铸两法。青铜硬度大,绝大多数是熔铸法。既然是熔铸法就一定要用到陶范——陶制模具。最早出土的一种黄色陶质器,是殷墟的坩埚“将军盔”,大概是商朝人冶炼铜的炼锅,从出土的遗骸分析可知,燃料和还原剂是木炭。[14]
唐玄宗时期王焘《外台秘药》介绍了两种制水银霜(HgCl2)的方法,一种是《千金翼方》,比较复杂;[14]另一种是崔氏法,不但简单合理,而且叙述非常详细,是中国最好的科技文献之一。它的主要制备方法如下:先用汞和硫制备HgS,再与食盐混合,进行升华,升汞飞升而凝于上,Na2S 则留于下。唐朝的另一部著作《黄帝九鼎神丹经诀》记载了利用物质的溶解性来提纯和分离物质。例如“取朴消和硝石,无用捣筛粗研,以暖汤淋洗,澄清者取煮之,多少恒令减半,出置净小盆中,以冷水渍盆中经宿即成。状如白英,大小皆有棱角起”。朴消是 Na2SO4,硝石 KNO3,结晶物是 K2SO4。
新石器时代用赤铁矿将粗铁矿染成红色,新石器时代中期开始使用天然植物色素作为染料。甲骨文出现了丝和帛的文字,从现在表示颜色的字来看,此类字都带“丝”的偏旁,而染色自古有之。《诗经》和《论语》中出现了素衣和服色等与染色有关的专业术语,自西周至春秋,劳动人民制造了五颜六色的染物。《论语·乡党》中有一句译文:黑紫羔配上缁衣,白鹿皮就配上素衣,火狐皮就配上黄衣。古代奴隶主多挑剔,穿衣服都讲究色调一致。“白沙在涅,与之俱黑”,涅既是颜色也是配制黑色颜料的原料之一,即皂矾,也叫绿矾。[8]
英国人 H. C. Beck分析了洛阳秦墓中的玻璃,发现里面有钡,推测我国可能早在春秋战国时期就会制造玻璃。中国古代典籍关于玻璃部分的内容很少。赵匡华著的《中国古代化学》中讲道:中国古代独立创制玻璃,中国古代玻璃不同于传统的 Na2O-CaO-SiO2体系,属于 PbO-BaO-SiO2和 PbO-K2O-SiO2体系,以PbO作为助熔剂独特的玻璃体系在中国古代流传。在出土文物中存留着大量的战国和两汉时期的玻璃。赵匡华和袁翰青都论述了古代玻璃的没落缘于中国瓷器的发展和普及。[15]
3.美丽传说
人类学会使用火是化学史的开端。在距今170万年以前的云南元谋人遗址,发现了人类最早用火的遗迹。旧石器时代的标志是钻燧取火,早期猿人的生火方式应是钻木取火,随着黄铁矿和铁器的出现,取火方式变为燧石打击取火。正如恩格斯所言:“摩擦生火在其解放人类的作用上,甚至超过了蒸汽机,因为摩擦生火第一次使人支配了一种自然力,从而最后把人从动物界分离出来。”[16]
神农耕而做陶,黄帝命宁封和昆吾为陶正,古籍中关于陶的发明是否真实,对此尚无确实的证明。从一系列的史前人类的遗址中推测,陶器的发明不是某一个人的杰作,而是相当一段时间内上古人类从生产实践中逐步改善的产品。新石器时代的标志是陶器的发明。最古老的器皿是在木头或者藤条上涂湿土,然后落入火中,木头烧尽,黏土部分则变得结实,这种发明陶器的方法,不见得是唯一和普遍的方法,但在烧制方法上肯定经历了从篝火式到炉灶式,从低级到高级的历程。[8]
酒的酿造起源有“仪狄作酒”“禹恶旨酒”和“岐伯造酒”的美丽传说。野果发酵和对火的利用在人类发展史上几乎同等重要。[8]清朝人刘祚藩在《粤西偶记》中记载了广西深山中关于猿酒的传说,遠古猿人有意识地让成熟的野果实自然发酵,制成常用食物。远古造酒靠野果是因为野果糖分可以直接酿酒,谷物中的淀粉未经水解糖化,不能直接酿酒。古猿人后来利用唾液和谷物发芽等手段糖化,才能用谷物酿酒。[13]谷物的糖化和酒化要经两个步骤才能酿酒,而采用催化剂“曲”可一次性解决这个难题。1937年,历史学家吴其昌在研究甲骨文及其文献得出结论:人类主要食物原来是肉类,农业的开始是为了酿酒,远古人类种稻的目的是做酒。楚辞渔父里面有:众人皆醉,何不哺其糟而啜其醨,就是当时糟粕和酒汁同吃的证明之一。[16]
这些融入实用化学的上古神话虽是美丽的传说,但却是中华民族优秀文化的一部分,应该在古代典籍中得以完善,并统一成书,在具体的教育实践中加以传承。中华民族原始社会的历史约计50万年,我们祖先在漫长的岁月里认识自然,改造自然,使其为人类生活服务,这是一段光荣的奋斗历史,这份荣光属于无数的无名英雄。中国古代化学工艺为世界科技的新阶段和新技艺奠定了基础。[16]
四、传承中国古代化学史的反思
让更多的人来整理和研究中国古代化学史,让更多的中国古代化学史知识为教师和学生知晓,我们中华民族的传统文化才能发扬光大。
1.教学中融入化学史教育
化学学科中“科学态度与社会责任”核心素养的落实,需要具体的素材载体,浩如烟海的中国古代化学史精华部分具有不可替代性。化学史是有价值的教学资源。在落实核心素养的号召下,有必要从理论层面和实践层面展开深入的探索。现行教材关于中国化学成就和化学工艺篇幅太少,高中生仅了解侯德榜这一位化学家。这些难题的解决,需要一线教师从古典文籍和研究文献中,整理中国古代化学史的脉络,挖掘化学史实,创设教学情境,展现化学发展历程,呈现古代劳动人民的智慧。
2.专业术语的民族化更新
墨翟认为最小的物质是“端”,把不能分割的单元称为“端”。董仲舒认为万物之本为“元”,把最基本的物质称为“元”。西方把物质基本组成的概念给了与墨翟几乎同时代的希腊哲学家德谟克利特定义的原子,我们是否可以把原子的中文名称给墨子定义的“端子”;英语把物质之本给了分子,我们是否可以把分子的中文名称给“元子”,或者在阐述这类问题时,是否可以引述和评论一下墨翟和董仲舒的观点,以示纪念和传承。这类问题不一而足。[8]
存在于古典文籍中,富有想象的化学物质名称有:无名异(MnO2)、不灰木(H4Mg3SiO7)、素玉女(SiO2)、男石山水(Au)、女石下水和西北堕月(Ag)、赤石脂(Fe2O3)、元水石和元武石(Fe3O4)、青龙(Hg)、锻石(CaO)、紫河车和天柔石(As4S4)、黄龙血(As2S3)、含水石(CaSO4·H2O)等,以及现在大家知道的绿矾、升汞、甘汞、密陀僧、石棉、赤铁矿、磁铁矿、芒硝、火硝、硫磺等。[13]
古典文籍中的一些化学技艺操作有:升、飞、抽、制、点、转、关、煮、养、炼、煆、灸、安、研、烧、淋,造、作、熔、干、煎和熬。一个加热就有煮(有水情形的加热)、炼(干燥物质的加热)、煆(高温长时间加热)、灸(局部加热)和煎、熬等。有些现在仍在使用,有些只能封存于古代典籍里。[13]
还有典籍中的一些反应装置,现在几乎很少见,“炉”“鼎”和“匮”即反应室,古代的一些研磨器、蒸馏器、坩埚、水海(冷却装置)等,水火鼎是否是水浴加热?绢筛和马尾罗筛应该是控制孔径的过滤方法。[13]
3.梳理和整理古代化学体系
系统地梳理和整合中国古代物质观、物质变化学说、物质起源学说、技术工艺体系和早期哲学体系等,从典籍中系统地整理相关方面的人和事,编成不同类型的素材并写进中小学语文、数学、化学、自然和思想品德等学科教材,真正地渗透优秀的自然科学传统文化,这些仍是亟待填补的空白。
4.系统地给古代科技工作者正名
魏伯阳、陶弘景、葛洪、马和等古代科技工作者的学术称谓不能仅由“道士”或“炼丹家”来冠名,魏伯阳至少应该是“古代科技工作者”和“学者”,陶弘景和葛洪应为“学者”“化学家”和“医学家”,马和应为“学者”和“化学家”。这些学术称谓应该体现在书籍、媒体、词条上。前苏联人涅克拉索夫都尊称唐代的马和为中国学者,我们则称其为道士,实属不妥。
参考文献
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