中国古代科技史 | 化学 Vol.2

2018年11月06日 反应釜百科 43 views

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在从事神奇的炼金术时,道家研究了原始化学,这和在亚历山大、印度等文明所发生的是一样的。古代中国人不仅研究天然物质的化学性质,也进而寻求把各种便宜而丰富的金属转变成既珍贵又美丽的黄金的方法。当然,炼金术一词是从阿拉伯国家传入的。有趣的是,近代研究表明,阿拉伯国家的炼金术却是从中国传入的,而不是流传的曾经认为的从希腊、埃及乃至希伯来等地而来。道家那时也许受到从他们意外很远地方传过来的影响,流行的炼金术想法可能也是受此影响。这是一种到处都能遇到的观念,把许多物质看成有机体,通过设计实验来提取其中孕育的大地中的精华。当然,把宇宙看成是一个有机体是古代中国根深蒂固的观念。道家对于中国哲学的其他方面也有深远影响。五行学说有助于对各种物质和经验进行有目的的分类,而两种力的学说使他们得到一种变化与再变化的思想,这是一种循环变化的观念。一旦一个过程达到了顶峰,其对立面必然开始发展起来。

实验工作使古代中国人设计了各种专门的化学仪器,包括专用的炉子和用来进行独立化学反应的容器。这些反应常常要求较高的压力,因此采用高强度的金属来制作容器,有时外面还要用丝绳缠绕以防止整个容器爆炸。尽管古代中国没有发明温度计,但是古代中国的炼金术和原始化学家明白有些反应是要在特定温度下进行的,因此设计了水浴和其他稳定温度的设备。用杠杆来称重,用竹质套管来连接设备中的不同部分。在这其中,古代中国制作出来的最重要的设备是蒸馏器。

中国古代蒸馏器

善夫吉父鬲,西周

这种装置基本上是从新石器时代的炊具(鬲li,四声,音立)发展而来的。它有三条中空的腿,后来发展成为两层的蒸锅(甑,zeng,四声,音赠)。

錾刻凤鸟龙纹铜釜甑,唐

实际上是一个容器放在另一个容器上面,中间用一个多空栅格隔开。在化学使用时,将上面的容器用一盆水罩住,使得蒸发上来的物质因冷却而得到浓缩,再滴下来用一个小杯子收集起来。这种在整个东亚都被采用的设计与亚历山大城所使用的蒸馏器完全不同。后者蒸馏出的物质从上边流下并沿灌倒进入收集容器,它的冷却可能只是靠管外的空气来实现的。近代用来提取少量复杂化合物的真空蒸馏器中,仍然可以找到中国蒸馏器的基本设计思想,虽然可能是从亚历山大或古希腊式的仪器发展而来的。亚历山大时期的蒸馏器发明于公元300年之前的某个时间,而古代中国则可能追溯到公元4世纪,更早也是有可能的。毫无疑问的是7世纪中国的唐代时,蒸馏技术已被广泛使用。而且,古代中国蒸馏器对蒸出物采取的快速冷却方法在化学上是很重要的,这种蒸馏方式直到400年或500年以后才出现于西方世界。

中国早期化学家对于原始化学研究的另外一项贡献就是酒精的蒸馏。这里必须要有一套冷却装置,否则酒精就会损失。古代中国人设计了一种专门的冷冻方法:令水结冰析出而剩下酒精。该技术不需要蒸馏就能获得较浓的酒精,早在公元前2世纪左右古代中国人就已懂得该技术。

未完待续

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