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【升学】煉丹术的原理

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[历史]炼丹术是古代炼制丹药的一种传统技术，是近代化学的先驱。我国自战国以来就创始和应用了将药物加温升华的这种制药方法，为世界各国之最早者。西元九、十世纪我国炼丹术传入阿拉伯，十二世纪传入欧洲。炼丹法所制成的药物有外用和内服两种，外用者至今还很有价值，内服则由于其毒性较大而逐渐被淘汰。所谓「神丹妙药」，以求「长生不死」，现在依然有科学家在研究长生不死虽然也未成功，但可以说明长生不死的理念是超前的。也许会在未来实现国自战国以来就创始和应用了将药物加温升华的这种制药方法，为世界各国之最早者。西元九、十世纪我国炼丹术传入阿拉伯，十二世纪传入欧洲。炼丹法所制成的药物有外用和内服两种，外用者至今还很有价值，内服则由于其毒性较大而逐渐被淘汰。所谓「神丹妙药」，以求「长生不死」，则是荒谬的。道家外丹黄白术在中国盛行了近两千年。我国著名的化学史专家袁翰青先生认为：炼丹术是近代化擎的先驱，它所用的实验器具和药物则成为化学发展初期所需要的物质准备。虽然道家外丹黄白术最终未能达到预期的目的，但道家金丹家顽强不息的实践和探索活动，客观上却刺激、推动了中国古代科学的发展。纵观整个世界化学发展史，正如在西方，在古希腊亚历山大里亚时期，“化学在炼金术的原始形式中出现了”一样，在东方，道家外丹黄白术则孕育了中国灿烂的古代化学，中国人引以自豪的四大发明之一黑火药就是最初在唐代道家金丹家“伏火”实验中孕育出来的，在北宋时期率先应用于战争之中。而道家外丹黄白术中的金丹思想在中国古代化学思想史上则占有极重要的地位和意义。有关道家外丹黄白术对中国古代化学思想的贡献，可参阅今人盖建民著《道教科学思想发凡》等相关书籍。炼丹可指内丹术：是道家一种重要的修炼方法，一般视为道家气功（炼气术）的一种，以修练成仙而达至长生不老为最终目的。此术以人体为丹炉，故称“ 内丹”，以别于“外丹”之用鼎为炉。内丹术起于黄老道，盛于唐宋，传统上，气功之主要修练及研究者皆为道家人士以及深受道家医学影响的医师。固华夏传统气功，均属内丹功。内丹功之根，乃是阴阳之变、五行生克、天人合一、天人相应等道家理论，以及丹士所掌握的丰富中华医学知识。汉晋唐时代，内丹功渐成为内家武学。内家武学暗藏内丹术，并能致用，固不少修道者亦以内家武学为炼丹修心之捷径。修炼内丹或内家拳，一般能使弱者体质于一两年内迅速转强。太极拳名家吴图南、陈微明等，均属此列。今练内家拳图以强身者众，唯多不知内家拳强身之妙，在其隐于心法中之内丹功。若只谙外形，实在无用，缺者正是内丹术。外丹术：外丹术指道家通过各种秘法烧炼丹药，用来服食，或直接服食某些芝草，以点化自身阴质，使之化为阳气。另外，道家外丹也可指“虚空中清灵之气”。外丹术也可指炼金术或道家法术如符箓、雷法等。“丹鼎派”是道教中以炼丹求长生成仙为主的各宗派的通称。最早由古代的黄老道家发展而来。近代道教学者、前中国道教协会会长陈撄宁认为内丹养生是道教的精华。释名化学Chemistry，源于阿剌伯炼金术Al-Kimiya。引言尽管理、气、数的原理应用在炼丹术上或者比应用在天文学上较为隐晦和难以捉摸，但中国的炼丹术家凭着他们对阴阳五行和数的知识，尝试把铜、铅等金属炼成黄金，以求达到长生不老的目的。《参同契五相类秘要》是一部重要的炼丹理论书籍，它的开端便有下列一个表：阳一二三四五水火木金土阴六七八九十这个表对于阴阳、五行和数字的分配，与"河图"是一致的(参考本书第一篇)，可见理、气、数的原理和炼丹术有密切的关系。炼丹失败固然可以归咎于炼丹过程的疏忽，但也可以归咎于命运，而命运就是数的另一面。因此，一个人必须命中注定与仙有缘才能炼成金丹，否则必定失败。2 详细说明编辑丹，是中药的一种剂型，古今许多药方都名之曰“丹”，以示灵验，如天王补心丹、至宝丹、山海丹等。这些方药，主要由动植物药配制而成，与本来意义上的丹毫不相千，只是借用“丹”名而已古代炼丹术对后世的深刻影响，由此可见一斑。炼丹术，又称外丹黄白术，或称金丹术，简称“外丹”，以区别于长寿真人丘处机全真龙门派的“ 内丹”导引术。炼丹术约起于战国中期，秦汉以后开始盛行，两宋以后，道教提倡修炼内丹（即气功），“ 丹鼎派”风行一时而排斥外丹术；直到明末，外丹火炼法逐步衰落而让位给“ 本草学”。炼丹是古人为追求“长生”而炼制丹药的方术。丹即指丹砂或称硫化汞，是硫与汞（水银）的无机化合物，因呈红色，陶弘景故谓“丹砂即朱砂也。”丹砂与草木不同，不但烧而不烬，而且“烧之愈久，变化愈妙。”丹砂化汞所生成的水银属于金属物质，但却呈液体状态，具有金属的光泽而又不同于五金（金、银、铜、铁、锡）的“形质顽狠，至性沉滞。”。由于丹砂的药理效用及其理化性能，古代炼丹家将其作为炼丹的主要材料。其形体圆转流动，易于挥发，古人感到十分神奇，进而选择其他金石药物来和液体汞（水银），按照一定配方彼此混合烧炼，并反复进行还原和氧化反应的实验，以炼就“九转还丹”或称“九还金丹”。这是人类最早的化学反应产物。在古代，它被认为是具有神奇效用的长生不死之药。成书于秦汉之际最古本的“ 本草学”著作《神农本草经》，将五金、三黄、乒石等40多味药物分别列为上、中、下三品，指出其分等级的标准是：“ 上药令人身安、命延、升天、神仙，……”其中丹砂被列为炼丹的上品第一，是古代炼丹术最早选择的重要药物材料。炼丹家将丹砂加热后分解出汞（水银），进而又发现汞（水银）与硫化合生成黑色硫化汞，再经加热使其升华，就又恢复到红色硫化汞的原状。丹砂炼汞和汞、硫化合而还丹砂，实际上是属于化学的还原和氧化反应。晋人葛洪《抱朴子？金丹篇》说：“凡草木烧之即烬，而丹砂炼之成水银，积变又还成丹砂，其去草木亦远矣，故能令人长生。”。炼丹术所用的药物和工具同化学的产生有关，关于药物方面，化学史家袁翰青（1905—1994）曾根据炼丹文献作出一个不完全的统计，包括无机物和有机物在内，总共约有六十多种。当然、这统计还不够完整，因为不仅植物性、动物性药物没有列入，即使单从金石药来看，恐怕也不止这六十多种。不过，我们从这里可以对古代炼丹的常用药物得到一个大概的印象。元素：汞、硫、碳、锡、铅、铜、金、银等。氧化物：三仙丹（HgO）、黄丹（PbO）、铅丹（Pb3O4）、砒霜（As2O3）、石英（SiO2）、紫石英（含Mn）、无名异（MnO2）、赤石脂（Fe2O3）、磁石（Fe3O4）、石灰（CaO）等。硫化物：丹砂（HgS）、雄黄（As2S2）、雌黄（As2S3）、礜石（FeAsS）等。氯化物：盐（包括戎盐、冰石等，NaCl）、硇砂（NH4Cl）、轻粉（Hg2CI2）、水银霜（HgCI2）、卤咸（MgCl2）等。硝酸盐：硝石（KNO3或NaNO3）。硫酸盐：胆矾（CuSO4？5H2O）、绿矾（FeSO4？7H2O）、寒水石（CaSO4？2H2O）、朴硝（Na2SO4？10H2O）、明矾石（K2SO4Al2（SO4）3－2Al2O3？6H2O）等。碳酸盐：石碱（Na2CO3）、灰霜（K2CO3）、白垩（包括石钟乳等，CaCO3）、炉甘石（ZnCO3）、石曾（Cu（OH）2？2CuCO3）、空青（Cu（OH）2CuCO3）、铅白（Pb（OH）2－2PbCO3）等。硼酸盐：蓬砂（Na2B4O7）。氯化物：盐（包括戎盐、冰石等，NaCl）、硇砂（NH4Cl）、轻粉（Hg2Cl2）、水银霜（HgCl2）、卤咸（MgCl2）等。硝酸盐：硝石（KNO3或NaNO3）。10H2O）、明矾石（K2SO4？　Al2（SO4）3？2Al2O3？6H2O）等。硼酸盐：蓬砂（Na2B4O7）。硅酸盐：云母（白色，H2KA13（SiO4）3）、滑石（H2Mgs（SiO3）4）、阳起石（Ca（Mg，Fe）3（SiO3）4）、长石（K2O？A12O3？6SiO2）、不灰木（石棉，H4Mg3Si2O7）、白玉（Na2O？Al2O3？4SiO2）等。合金：鍮石（铜锌合金）、白金（白铜，铜镍合金）、白镴（铅锡合金）、各种金属的汞齐等。混合的石质：高岭土（SiO2、Al2O3等）、禹余粮（含褐铁旷和粘土的砂粒）、石中黄子（夹有黄色粘土的砂粒）等。有机溶剂：醋（CH3COOH）、酒（CH3CH2OH）。4 所需设备编辑炼丹在修炼活动或过程中显得极其神秘诡异。如认为丹处所的选择，应在人迹罕到、有神仙来往的名山胜，否则“邪气得进，药不成也。”开鼎时，术士须斋戒洁顶冠披道，跪捧药炉，面南祷请大道天尊；再如入山炼，须选“开山月（三或九月）”的吉日良辰；筑坛要烧符篆，炉鼎插置宝剑古镜。如此等等，无一不充斥了极其浓厚的迷信色彩。但古代炼丹家亲自从事采集配制药，并通过反反复复的大量化学实验，有意无意地发展了原始化学事业，可以被视为现代化学之祖。英国李约瑟博士在《中国科学技术史》中称：中国炼丹家乃世界“整个化学最重要的根源之一。”关于工具和设备，见于炼丹文献的大约有十多种，就是丹炉、丹鼎、水海、石榴罐、甘蜗子、抽汞器、华池、研磨器、绢筛、马尾罗等。丹炉也叫丹灶。南宋吴悞《丹房须知》（公元1163年成书）有“既济炉”和“未济炉”。安置在丹炉内部的反应室，就是丹鼎，又名“神室”、“匮”、“丹合”，有的像葫芦，有的像坩埚，有的用金属（金、银、铜）制作，有的用瓷制。《金丹大要》有“悬胎鼎”，内分三层，“悬于灶中，不着地”。《金华冲碧丹经要旨》说，神室上面安置有一种银制的“水海”，用以降温。《修炼大丹要旨》中另有一种“水火鼎”，可能是鼎本身具有盛水的部分。总之，这些东西是炼丹的主要工具，可以放在炉中加热，使药物在里面熔化并起反应，或使它升华。除丹鼎外，拣丹家还有专用于从丹砂中抽汞的蒸馏器，可以叫它“抽汞器”。《金华冲碧丹经要旨》所载的是简单的一种，分两部分，上部形似圆底烧瓶，叫做“石榴罐”，下部作桶形，叫做“甘埚子”。用的时候加热，使罐中生成的水银蒸气在甘祸子的冷水中成为液体水银。南宋吴悞《丹房须知》有另一种比较复杂的蒸馏器的图，虽然没有说明用什么材料制成以及大小、用法等，但是从图上可以清楚出地看，下部是加热的炉，上部是盛丹砂等药物的密闭容器，旁边通一根管子，使容器里所生的水银蒸气可以流入放在旁边的冷凝罐里。这样的蒸馏设备，即使在今天看来也是相当完善的，当然是在长期炼丹实践中逐步改进的产物，它的成型当在吴悞之前。西方科学史家一向认为蒸馏器是阿拉伯人发明的，其实我国古代炼丹家早已有制造这种设备的传统。5 起源历史编辑源自神话中国炼丹术的发明源自古代神话传说中的长生不老的观念。如后羿从西王母处得到不死之药，嫦娥偷吃后便飞奔到月宫，成为月中仙子。我们没有确切的纪录知道古代的服药者吃甚么丹药以求长生，但若根据晋人编纂的《列仙传》，他们所服食的包括丹砂、云母、玉、代赭石、石、松子、桂等未经制炼的矿物和植物。秦始皇与巴清中国炼丹活动起源于公元前3世纪。东汉魏伯阳所著《周易参同契》是现存世界上最早的炼丹术理论著作，书中提到当时的炼丹家有《火记》600篇，可见当时火法炼丹已积累了大量经验。晋代炼丹家葛洪的《抱朴子》，对汉晋以来的炼丹术作了详细记载和总结。但真正的炼丹术却起源于秦始皇。　　秦始皇终其一生，都对神仙方术抱着疯狂的幻想。《史记》里记载，秦始皇20多岁的时候，就迷上了长生药和“真人术”。为了达到修仙的目的，在炼丹方士卢生等人的鼓动下，秦始皇甚至把皇宫搬进咸阳地宫，足不出户呆在里面，一面批阅奏章，一面“接引”神仙，不许外人打扰。这样的记载就在《史记》里能找到若干处。　　至少，秦始皇“坑儒”之前就在炼丹。而他以水银为陵墓地宫的江河湖海，也很可能暗示着他到死都深信，丹砂水银对帮助他死后继续统治这个“万世”江山有着神奇的魔力。事实上，巴清在更早的战国末期，就已经接管其家族经营的庞大丹砂水银帝国了。而她掌握的神仙方术，也很可能在这个时候就进入了秦始皇的视野。　　宋代学者刘攽有《女贞花》一诗写道：“巴妇能专利丹穴，始皇称作女怀清。此花即是秦台种，赤玉烧枝擅美名。”战国时萌芽黄老方术已于战国时萌芽，秦始皇、汉武帝亦好神仙和长生之说。诸方士如李少君、栾大等在朝廷服务，武帝时刘安也是著名的炼金丹人物，其著作《淮南子》曾提到汞、丹砂、雄黄等药物。至景帝炼金风气流行，西汉末的王莽也喜神仙思想和炼丹术。另外，道教亦与炼丹术扯上关系，道教创办者张陵亦被称精通此术。东汉前炼丹术有两个不同传统：一是致力寻找长生不老药；二则试造黄金。东汉时两个传统汇合为一，炼丹术家尝制长生不老药，而促成两个传统结合的因素实与医药发展有关，因此许多著名炼丹家如葛洪、陶弘景等同时是大医药家。葛洪对炼丹术和早期的化学贡献保留在《抱朴子内篇》内，纪录了许多长生不老药(如太清丹、金液)及它们的制炼方法。以上是一种流传已久的信仰，更指出凡人也能脱胎换骨成神仙，此变形可用阴阳五行的理论作解释。夺天地造化之功在春秋战国时期，是奴隶社会的盛世，诸子百家争鸣，生产也达到鼎盛时期。说到“鼎”，这是古代的烹饪器，也是记载功勋的礼器，黄老道家说黄帝造九鼎，鼎就成了传国之宝。考古发掘的文物，如有名的司母戊大方鼎，说明在当时冶炼青铜(铜锡合金)和铸造技术都已达到极高水平。《周礼考工记》中就已经记载了合金成份不同而性质不同的“六齐”规则。鼎本是煮肉汤和食品的器具。但这时人们就希望在鼎中也能炼出一些别的东西。传说秦穆公的女婿萧史就在宫中炼丹，他曾经炼成“飞雪丹”给秦穆公的女儿擦在脸上(实际上是炼成的铅粉)。他也许可以算是最早的化学家。由于各种金属矿物都是由土中开采出来的，所以在五行生克学说中就有土生金的说法。于是当时就有一种设想，那就是认为矿物在土中会随时间而变的。例如认为雌黄千年后化为雄黄，雄黄千年后化为黄金。朱砂200年后变成青，再300年后变成铅，再200年成为银，最后再过200年化成金。能不能加速这种变化呢？这时就产生了夺天地造化之功的思想，企图在鼎中能作到“千年之气，一日而足，山泽之宝，七日而成”。于是就在鼎中放入各种药物，封闭后进行加热烧炼，以为可以炼出贵重的金银来，这样炼金术在战国末期就萌芽了。到了秦皇汉武时期，由于最高统治者的支持，炼金术就大发展起来，这时不仅要由低贱的金属如铜、铁等制造出贵重的金、银来，还要为统治者修炼出吃了能长生不老的仙丹来。所以在中国发起的这场探索活动应该叫做“ 金丹术”。他们把人与物相类比，认为黄金和玉都是不朽不坏的，所以最好能由金和玉中提出精华来给人吃，于是就有“服金者寿如金，服玉者寿如玉”的理论。这时炼丹家就希望能炼出一种名叫“金液”的神秘物质，人吃了可以长生不老，与普通物质配合就能变成黄金。历史最早热衷于炼丹术的是西汉的淮南王刘安，他在他的宫中召致了方士千余人修炼金丹和表演特异功能，后来又编写了《淮南子》，还有《淮南万毕术》等著作，但可惜《万毕术》一书现已失传。淮南王刘安后来因谋反而被杀，刘向抄淮南王的家时得到一部炼黄金的秘书，就自己也去试炼，但一直不成功。汉武帝刘彻是刘安的侄子，也热衷于方士的奇怪表演和炼丹术，他召致了不少特异功能的人进宫，表演成功了就封为将军，甚至把公主下嫁，但骗局一旦被揭露又立刻拉出去砍头。在汉代是炼丹兴起的时期，虽然真金没有炼出来，却制成了多种貌似黄银和白银的假金。更发现了许多种化学反应，最主要是铅、汞、硫、砷等之间的反应，还创造了各种炼丹仪器和提炼药品的方法。到了东汉时期，魏伯阳编著了一部炼丹术的著作《参同契》，这是世界公认现存的最古老的炼丹书(外国现存的最老的炼金术著作是圣·马克书稿，是公元十世纪的抄本)。实际上《参同契》是魏伯阳钻研总结了前人大量的炼丹书“火记六百篇”后总结的理论著作，他把物质分为阴阳两大类，提出要产生新物质必须阴阳配合，同类物质在一起是不会化合的。他还指出如果是“药物非种、分剂参差、失其纪纲”时，那就会“飞龟舞蛇，愈见乖张”，这实际是炼丹过程中发生爆炸的情况(这正是炼丹家发明火药的前奏)。黄金时代晋代葛洪编著的《抱朴子》也是有名的炼丹书，葛洪指出这些隐语严重阻碍了炼丹成果的正确传播。此后，注释药物隐名的著作成为炼丹的指导书。到了唐代，几乎各代皇帝都喜欢炼丹术，在这时中国的炼丹术发展到全盛时期，许多炼丹著作有了更实际的内容，并且也很少用隐语了。化学Chemistry，源于阿剌伯炼金术Al-Kimiya.。据曹元宇教授考证，这是源于中国金丹术中最重要的追求目的——金液。金液的泉州语言正是Kim-Ya,而泉州正是唐代最繁盛的通商口岸。而阿剌伯炼金术的鼻祖Geber(？—～780年)就曾经著过一本名叫《东方的水银》的炼丹书。Geber的最大贡献是用绿矾、硝石与明矾蒸馏而制得了硝酸。这对于后来在欧洲研究溶液而发展了化学的贡献极大。而我国则以火炼金丹为主，未能认真研究溶液中的反应和产生的气体(中国的“气”是抽象的)。这也是东西方发展途径不同的原因。葛洪时代后长生不老药的故事继续吸引了许多皇帝，如此魏道武帝拓跋珪于京师设仙坊炼药，太武帝拓跋焘召韦文秀问方士金丹之事和命人入山访仙，徐謇采营炼丹为孝文帝制金丹，实现"延年法"等。右图为(丹房须知)所载火炉。后晋末至晚唐期间中国炼丹术进入黄金时代。著名炼丹术家、医药家和药物学家贡献至极，他曾为梁武帝萧衍炼丹，传有《道藏》中《三十六水法》的书，对研究化学中以水为媒介的无机反应颇有帮助。与此同时，炼丹术家楚泽编订了苏元明的著作《太清石壁记》，记载了各种丹药的成份和炼制方法，如九鼎丹法，苏在"金英丹方"中也解释当时化学家所用的隐名。许多皇帝因服食丹药中毒身亡，如晋哀帝、唐宪宗、唐穆宗等，因此许多专家均提出方术丹药不可尽信的警告。如金英丹含水银和砷，含有毒素，但中国人仍坚持炼丹，因不是所有丹药都是有毒的，有人亦以金丹毒为戒，改用其它方法追求长生，而且中国人"以毒攻毒"的观念在现代医学上是成立的。

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