炼金术,英文为Alchemy,和化学chemistry的词根极为相似。前文说到,当铁器时代时期的君主们拥有了至高无上的权力,他们最关心的两件事就是长生不老和点石成金。这一点,不论是中国还是世界范围,人们都有这样的需求。因此,炼金或炼丹术不仅在中国,在世界也是长久不衰地兴起。上图为当前较火的游戏《英雄联盟》里的角色炼金术士。观其形象,背后背一个大大的药剂瓶,戴着口罩,还有厚厚的手套,俨然就是一个从事化学工作的科学家。也许我们今天会无比嗤笑当年的炼金术,然而在没有“化学”这一概念的古代,没有比炼金术更加接近于科学探索的实践活动了。中国的炼丹术士们在无意间发现了火药,给世界带来巨大的影响,那么西方的炼金术士们又发现了什么东西呢?
炼金术士贾比尔传说在七世纪的时候,在中东波斯地区出现了一名炼金术士,他叫贾比尔,据说是伊斯兰教最早的信徒。而这位贾比尔的最大贡献,还是在他的化学方面的工作。由于是一位炼金术士,因此他常年与自然界中的各种矿石打交道,并且也不断通过焙烧、隔绝空气加热等方式获得不少的化合物。也许是这位老兄实验中用硫磺和水银更多的缘故吧,他就宣称,自然界一切金属都是硫磺和汞的结合产物。换言之,所有的金属都是由硫磺和汞一起经化学反应生成的。这种理论在今天看来虽然荒谬,但在没有任何科学理论指导的当时,的确得算得上是一种新理论。
通过干馏硫酸亚铁所得到的硫酸随着手工业和玻璃陶瓷制造业的发展,七世纪的中东地区玻璃陶瓷器皿也不断被生产出来。这时候,贾比尔的研究就比之前青铜器时代要方便很多。尤其是玻璃器皿的出现,贾比尔做实验的时候就特别的方便了,他可以看到在加热过程中物质的颜色、固液属性等的变化。贾比尔就不断找玻璃匠制造不同的方便他做实验用的玻璃仪器,然后再在这些仪器上开始他的研究。
一次,贾比尔把硫酸亚铁放在玻璃瓶里进行隔绝空气加热。随着加热温度的提高,玻璃瓶的压力不断增大,看来是有气体生成了。于是贾比尔就想办法,把这些生成的气体通到盛有水的罐子里,结果罐子里放出大量的热。等到反应完毕,罐子里的水变得像油一样,似乎有些黏稠。于是,他想看个究竟,把液体涂在木头上,木头很快就被碳化。不慎滴在衣服上,衣服马上也被腐蚀出几个黑洞。于是,贾比尔发现了硫酸。发现了硫酸的贾比尔特别兴奋,感到非常有趣。于是他把利用这种方法得到的硫酸和不同的物质混合在一起,结果那些白砂糖、木头和金属铁全都遭了殃——不是被腐蚀就是被溶解。贾比尔也越来越兴奋,直到有一次,他把食盐放进硫酸里,结果啥都没发生。贾比尔又把硝石也利用同样的方法加热,结果一样,得到许多气体,他又把这些气体通向水中,也得到了腐蚀性极强的酸性物质,由于是从硝石中提取得到的,因此这回,这种物质被命名为硝酸。
那么,还有什么好玩的现象会出现呢?这回,回过头一看,那是当时把硫酸和食盐放在一起的混合物,几天几周几年都没有发生任何反应。那么,加热一下会怎样呢?于是,贾比尔就照着之前的方法,进行加热干馏。这下,又有气体生成了,他用同样的方法收集到这些气体,结果这些气体一样溶于了水中,一样有酸性,一样可以溶解一些金属铁、大理石等物质。由于是从食盐中得到的,因此被命名为盐酸。
腐蚀能力极强的王水那么,接下来,这些酸混合在一起会怎样呢?贾比尔就把这三种酸不断地混合,不断地把各种金属投放在这些混合液体中。结果,他发现了硝酸和盐酸混合在一起以后,居然能溶解*金!于是,贾比尔不断地调整硝酸和盐酸的比例,结果发现,当硝酸和盐酸的比例为1:3的时候,腐蚀能力最强。这也是在当时的时候,发现的腐蚀能力最强的酸,于是,他把这种混合的液体称作王水。
利用王水偷窃顾客首饰中*金的不良商人王水的发现,毫无疑问是极为重要的。由于它的能够溶解*金的能力,更是十分具有神秘性。直到今天,这种王水被一些不良珠宝商用来窃取消费者首饰中的*金。他们声称是利用白醋水洗涤首饰上的灰尘,实际却用王水溶解首饰中的金元素。他们先通过加热的手段,把金首饰的温度提高,以便加速金溶解的反应速度,然后再迅速放入王水中反应。浸泡的时间越长,溶解出的金就会越多,之后他们会用置换反应把这些*金再重新提取得到。
事实上,*金的稳定性极高,不会和空气中的氧气发生氧化反应。因此,通过称重的方法,就可以确定原来的*金首饰的重量。如果商贩洗涤所用的是白醋水、草酸等溶液,不会降低*金首饰的重量。如果大家发现*金首饰在清洗前后质量不一致,那么就一定是商贩在清洗溶剂上做了手脚,他们极有可能利用硝酸和盐酸配伍(其它比例下也能溶解*金,只是1:3的条件下腐蚀性最强),然后溶解顾客手中饰品中的*金,利用化学反应窃取我们的*金。
大科学家牛顿也相信炼金术兴起于铁器时代初期的炼金术一直贯穿了整个古代。甚至在科学技术发展的近代,也并没有退出历史舞台。甚至连经典力学的奠基者牛顿也一度痴迷于炼金术。经过了现代科学的发展,化学终于取代了炼金术,成为了近代研究物质变化的学科。
从其理论体系来看,今天我们可以说炼金术士荒谬的。然而,从人类认识自然的规律来看,人类对自然的认识总是从表面到内里,从粗浅到深入,从低级到高级。尽管理论是错误的,但在整个炼金术兴起和发展的时期来看,人类对自然的探索正是在这种荒谬的理论指导下进行的。虽然我们摒弃了炼金术士们一套近乎荒诞的理论,但有用的科学发现和经过各种反应得到的现象被记录并且保存至今,这大概就是炼金术士们给我们留下的宝贵遗产吧。
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