这段文字是关于炼制砷白铜的最早记载,文中所说的“至宝”指的就是砷白铜,丹家又称之为药银或上等白银。砷白铜的炼制和出现,反映了我国古代合金学的高度发展,是我国古代炼丹家对早期化学的重要贡献。
此外,在炼制药用金银的活动中,炼丹家们还致力于探寻溶化金银的方法,并取得了一定的成就。金银的溶化是很不容易的,尤其是黄金,它是一种性质很不活泼的金属,熔点高,不易与其他元素化合,即使是现在,溶解黄金的方法也不是很多。通过长期的实验,炼丹家们发明了两种溶解黄金的方法。其一是利用汞把黄金溶化为金汞齐。汞的一个重要性质是它能溶解多种金属,形成液态汞齐。汞的这一性质我国很早就已发现并加以利用,炼丹家们对此现象更为重视,制造汞齐成为炼丹活动的一项重要内容。魏晋间成书的《三十六水法》就记述有利用汞溶解34种矿物和2种非矿物的54个方子。东晋南朝时,金银汞齐已在生产中得到了应用和推广,它们主要是被用来作装饰器物之用。陶弘景在其著作中就曾提到,汞“能消化金银使成泥,人以镀物也”。汉魏时的炼丹家狐刚子还发明了一种很巧妙的制作金银的方法,久为后世所沿用。其原理是:先使黄金成为液态汞齐,再与盐共研,使黄金分散,附于盐末表面,然后加热使水银挥发,再用水溶去盐末,便得到了极细的金粉。这种方法堪称绝妙之法,一直为后世炼丹家奉为经典之术。
炼丹家除了利用汞来溶解金银外,还发明了一种用药物溶化黄金的方法。在葛洪的《抱朴子·内篇·金丹》卷中记载有一种“金液方”,方中最主要的药物叫“玄明龙膏”,它是水银的别称,亦可指醋和覆盆子。未成熟的覆盆子果实中含有氢氰酸,它与其他药物中的钾、钠离子化合,可生成碱金属氰化物,在醋浸液中能够把黄金慢慢地溶化。这种溶解黄金的方法是化学史上很杰出的成就,是炼丹家对合金学的另一重要贡献。
四、“中国雪”和无机酸、无机碱的提炼
硝石,也称消石,主要成分是硝酸钾,其水溶液中含硝酸根,能够溶解多种矿物。对于硝石,炼丹家们进行了大量的研究,取得了许多成就。唐宋时期,硝石传到阿拉伯,被称为“中国雪”或“中国盐”。关于硝石的记载,最早见于《史记·扁鹊仓公列传》,其文曰:“臊者有余病,即饮以消石一齐,出血,血如豆比五六枚。”汉代成书的《神农本草经》记载了硝石的具体性质:“消石,味苦寒,主五脏积热,胃胀闭,涤去蓄结饮食,推陈致新,除邪气。炼之如膏,久服轻身”,“能化七十二种石。炼饵服之,轻身神仙”。这些记载反映了当时的炼丹家已用它来溶解其他矿石,炼取丹药。南朝炼丹家陶弘景在《本草经集注》中记述了钾盐的火焰试法,这为中国古代化学史增色不少。他写道:
先时有人得一物,其色理与朴消大同小异,朏朏如握盐雪不冰。强烧之,紫青烟起,仍成灰,不停沸,如朴消,云是真消石也。
这一记载是世界化学史上钾盐鉴定的最早记录,也是关于火焰鉴别法的最早记录。硝石是黑色火药的重要成分,由于炼丹家们掌握了火焰试验法,因此他们在实践中坚持以硝酸钾为硝石,为火药的发明做了许多先行工作,甚至火药的发明很可能就产生于多次重复的火焰试验之中。
汉魏时大炼丹家令狐刚子在研究金银矿的过程中发明了从石胆(五水硫酸铜)中提取硫酸的方法,这是人类最早合成无机酸。令狐刚子在谈到提取黄金所用药物时曾指出:“其药分中金精、曾青、朱砂、雄黄若不炼杀,用之者徒费千金,无闰金之分毫也。石胆亦须炼取精华用之。”[47]在其“出金矿法”中载有“炼石胆取精华法”,这种方法实际上是干馏石胆,其干馏液就是硫酸。令狐刚子没有提及硫酸的性质,不过在制取过程中,他指出要用铜盘接取“石胆之精华”,可见他已经认识到硫酸的强腐蚀性。并且,令狐刚子还用石胆之精华“入万药,药皆神”[48],这表明他使用硫酸的经验已相当丰富,很可能另有记录,可惜皆已散佚,至今无考。西学化学史家一般认为,最早的硫酸制取方法源于8世纪阿拉伯炼金家哥伯(702—765年),据说此人曾通过加热明矾而蒸馏出一种“矾精”(即硫酸),具有较强的溶解力。到13世纪欧洲炼金家阿尔伯特·马格努斯才又借干馏胆矾而得到矾精。可见,令狐刚子制取硫酸比阿拉伯和西方至少要早500年,而且记录如此完整翔实,也是古代科技史料中极为罕见的。中国古代炼丹家制取无机酸的事实再一次表明,中国古代化学在许多领域都走在世界的前列。
此外,在无机碱的制取方面,中国古代炼丹家们也取得了很大的成就。在我国,很早就出现了利用天然碳酸钠和草木灰作洗涤剂。《周礼·考工记》记载了人们用草木灰和蜃灰(贝壳灰)漂洗丝绸的方法,其文曰:“湅帛,以烂为灰,渥淳其帛,实诸泽器,**之以蜃。”后来由于医药上的需要,出现了制取膏状氢氧化钾的方法。葛洪在《肘后备急方》卷5中载有“食(蚀)肉方”:“取白炭灰、荻灰,等分,煎令如膏。此不宜预作,十日则歇,并可去黑子,此大毒。”这段文字表明,迟至东晋我国医家已经知道制造氢氧化钾作为供外科使用的腐蚀剂了。南北朝时期成书的《集验方》记载了制取纯度较高氢氧化钾的方法,其法甚巧,后世一直在沿用。而欧洲人迟至公元12世纪才由马格努斯以植物灰与6倍量的石灰作用,制取了氢氧化钾。
总之,在制取和应用无机酸、无机碱方面,我国均早于西方。但是由于在医药和炼丹中的需求量不大,所以制取方法长期没有得到提高。中国古代的化学成就很多,但大多没能深入发展下去,这或许也是重要的原因之一。