关于中国化学史研究的两个问题 [复制链接]

第7版()
专栏：

关于中国化学史研究的两个问题
张子高
化学发展与生产的关系
化学与其它社会现象的联系是多方面的，极为复杂的，而与生产的联系是最根本的。生产决定着化学发展的趋势及其在一定历史阶段中的内容和限度，当然这并不排斥化学发展的相对独立性。
化学的历史是人民群众生产斗争历史的一部分，化学是这一部分生产斗争知识的总结，同时又服务于生产，满足生产的需要，并在生产斗争的实践中得到进一步的发展。恩格斯曾经指出这种联系的性质说：“科学的发生和发展从开始起便是由生产所决定的”（《自然辩证法》149页）。
人类文化发展过程都经过石器时代、铜器时代、铁器时代三个先后相衔接的阶段。这样三个阶段的划分，是根据极大数量的考古发掘和某些现存民族的社会生活状态而得出的共同结论。划分的标志是以制造生产工具的材料来区别的，既反映了生产发达的水平，同时也反映了对于物质变化的认识水平。
关于石器的加工固然没有什么化学作用，但是在石器时代就有了陶器的出现；烧制陶器的技术便是原始的化学工艺之一。金属的冶炼，显然是在制陶技术成就的基础上发展出来的，因为含有金属的矿石决不像粘土那样广泛地存在于地面，处理矿石的手续也不像烧焙陶器那样单纯。它只有在生产实践中积累相当丰富的经验后才会出现。从青铜器过渡到铁器，其情况更是如此。在地壳中铁矿的存在远较铜矿（包括锡矿、铅矿在内）为富，然而铁器的出现远较铜器为后，可见自然条件并不是一个决定性的因素。所以赤铁矿尽管在铜器出现以前就已经当做颜料，作为陶器上纹饰涂色之用，但是从它冶炼出金属铁，只有在冶铜成就的基础上进一步提高了生产技术，才得以实现。这就是化学工艺在其发展过程中所反映的它与生产联系的普遍规律。
我国具体历史事实，既反映着这一客观规律的普遍性，又反映着中华民族文化发展的特点。在新石器时代，前期出现了朴实而美好的彩陶，后期又出现了色纯、质细、体薄的黑陶，分别形成了仰韶文化与龙山文化的基本特征。在制陶技术方面，在陶器造型方面，其进展程序，显然有迹可寻。发展到殷周时代，便有了白陶与釉陶的出现，这两者是瓷器的源泉，其出现如此之早，在世界古老文化中是少有的。殷周时代是青铜时代。我国青铜器的出现，在绝对年代上，不是最早的。但是，在发展速度上，在造型和纹饰的艺术水平上，在铸造技术水平上，都是举世莫与伦比的。正是青铜器技术的高度成就，导致铸铁出现于战国，创造了世界上最早铸铁的记录。1953年在河北兴隆寿王坟所出土的战国铁笵八十七件具有三重重大意义：首先，它们都是生产工具的笵；其次，它们本身就是铸铁做成的；再者，作为金属笵来说，它们也是世界上最早的典型。我国化学工艺发展的情况，在其程序上，表现了与其它民族文化的一致性；在各阶段中，又表现了它本身的特点。
到此为止，各家意见并无多大的分歧。问题在于对炼丹术的发生有不同的看法。有的化学家认为炼丹术是一种不以生产物质财富为直接目的的实践活动，是真正的实验科学的活动，应该与化学工艺区别对待。又鉴于西方近代化学是从阿拉伯炼金术辗转演化出来的，因而认定炼丹术是近代纯化学的前身，是化学的正宗，不能与跟生产活动直接相联系的化学工艺相提并论。这种说法有它的理由，但这并不排斥我国炼丹术与社会生产的联系。我国炼丹术，无论在炼丹或是炼金方面，概以水银或丹砂为其出发点，而水银又出于丹砂。从“事化丹砂、诸药剂为黄金”，开始于汉武帝时期的方士李少君。在这以前，丹砂的开采，水银的炼制，已在相当大的规模上进行。《史记·货殖列传》把采丹砂与制盐、冶铁并提，说：
“猗顿用盬盐起，而邯郸郭纵以铁冶成业，与王者埒富。……而巴蜀寡妇清，其先得丹穴，而擅其利数世，家亦不訾。清，寡妇也，能守其业，用财自卫，不见侵犯。秦皇帝以为贞妇而客之，为筑女怀清台。”《史记·秦始皇本纪》又说到始皇陵墓中“以水银为百川、江河、大海，机相灌输，上具天文，下具地理”。把这两条记录合并起来考虑，不难看出，在秦始皇年代（公元前246—210年）里，丹砂与水银的生产，已经具有相当长的历史和相当大的规模。历史事实说明，我国炼丹术发生如此之早，是和丹砂与水银的生产，特别是水银的生产有联系的。
从较广的范围来说，在魏伯阳的《周易参同契》里，在葛洪的《抱朴子内篇》里，这两位炼丹家举了许多事例，如染色、煮胶、酿酒、制陶以及化铅为黄丹、胡粉等，他们原来的企图是用这些事例来阐明炼丹术之可信，但实际上不自觉地也表达了，炼丹术本身又是以广大劳动人民在生产实践中所积累的丰富经验为其广泛的物质基础的。
对于中国古代化学史
调查研究的方法问题
研究我国古代化学史的具体方法，是一个值得重视的问题。过去，相当多的人搜罗古籍中的文献资料，加以考证，得到某些结论，作出了一定的成绩。这一方面的工作，无疑地是相当重要的。但是，我们认为，还有同等重要或更为重要的另外两方面的工作。
大量的可靠的考古发掘出土的文物，以及一些地面上的传世可靠的文物，都是我们极宝贵的研究资料。因为，许多文物，尤其像一些金属器具、陶器、瓷器等等，都是古代的卓越的化学工艺品，在相当程度上都能够反映我国古代某一历史阶段的化学工艺水平。对于这些文物资料，进行一些科学的物理和化学的分析，会得出非常重要的和富有兴趣的结果。（我们的原则是尽可能不损坏文物，或利用已经破损的文物的残片，或在不重要之处取样极少，事后还能弥补完整。分析考查工作，则采用微量分析、光谱分析、X-射线结构分析等等。）通过科学分析，可以了解文物的材料成分，推测它们的制造工艺和加工成型的方法，以及其它一些科学性能。
拿金属文物来说，近几年来进行的科学分析工作，已经有了比较重要的发现。譬如铁器，解放以后有了大量出土，尤其是战国、两汉时期的铁器，数量之多，分布之广，更引人注意。1956年，东北工学院孙廷烈先生接受科学院考古研究所的委托，对辉县战国铁器进行金相学考查，得到的结论是，炼铁方法还是早期的块炼法，加工工艺是锤锻法，一般说比较原始些。1958年以来，我们对战国和两汉时期，分布在相当大的地区内的四十四件铁器进行了化学分析和金相学考查，结果说明了，战国时代不仅出现了锻铁，而且出现了含碳成分很高的生铁，成型加工方面不仅有锤锻的，而且还有浇注的。两汉时期不仅出现了组织相当好的钢，而且还发现了在西欧国家出现相当晚的黑心可锻铸铁。
综合这些结果，分析了各个不同地区的冶铁技术的情况，我们对争论颇多的关于在我国铸铁、锻铁的出现和发展孰先孰后的问题，提出了一个新的看法，那就是，由于各地区的地理条件不同（矿址、燃料等），冶铸青铜的技术基础不同，社会生产条件不同，铸铁和锻铁有可能同时发生和并行发展。这些结果，对于研究战国、两汉的社会性质和生产力水平，提供了比较重要的资料。这种可认为是切合实际的结论，如果专靠文献上的考证，或者援引西方冶铁史来推断，是得不到的。
又如，我们接受考古研究所的委托，在南京大学和应用物理研究所进行的初步分析基础上，对宜兴晋墓出土的一种金属带饰进行了包括化学分析、光谱分析、金相组织检验和比重测定等多项工作，结果证明了这种带饰中有的竟是用含铝高达85％左右的铝铜合金材料做的。这种多方面的实验成果，不仅引起了对于炼铝技术发展过程的研究兴趣，而且说明了在晋代我国劳动人民掌握比较高的燃烧温度的技术可能性。晋代铝铜合金的发现和其确定，当然文献中无可踪迹，更说明了对科学的考古发掘出的文物进行物理化学分析这一研究方法的重要性。
在古瓷的分析考查方面，科学院原冶金陶瓷研究所周仁先生所领导的一个研究小组进行了比较多的工作。他们对古瓷残器的化学成分、物理性能（包括强度、硬度、白度、透光度、热膨胀系数、比重和显孔隙度）以及显微结构组织，进行了多方面有系统的分析和检定，从而对于我国古代某些时期的烧瓷的工艺技术作出了一定的科学推断，并得到了一些相当重要的结论。
另一个重要的研究方法，就是调查访问。我国历史上的某些传统化学工艺技术，一直由劳动人民世代相传，并且陆续地经过改进和提高。因此，今天保留下来的一些技术，特别是一些土法生产技术，仍旧是古代的技术精华。有必要对这些古老的作坊，或是民间手工业者，进行调查。
例如我国古老的炼钢技术中的“灌钢”，最早见于南北朝时期的文献记载；1951年周志宏先生曾在重庆北碚附近的一个工厂里调查，发现现有的一种“苏钢”，就是这种技术的发展结果。
自贡的盐井和火井，是我国科学历史上的重大成就，今天还在大量生产井盐。通过实地的调查访问，我们发现了好些富有科学意义的古代制盐技术。例如，所产的“卤水”，有的含有钡盐，味苦有毒，有的含有大量的硫酸根，也须清除；古代劳动人民就本着多年的生产实践经验，把这两种“卤水”按比例地混合起来，使硫酸钡得以沉淀而排出“卤水”之外。又如，“反串”盐卤点豆花的方法，把豆浆加入煎盐的卤水中，使豆浆凝聚从而除去其中高价离子的杂质。在没有近代化学知识的条件下，这些难道不是极其富有科学意义的发明创造吗！
我国古代瓷釉的彩色是有高度水平的，所谓“秘色”，所谓“窑变”，在历史上既为人们所乐道，在国际上也有很高的声望。经过实物分析，认为有的是由于配料不同所致，有的是由于火焰的氧化还原性性能不同所致。但是对每一具体色调的产生和控制，仍然是化学工艺中一个重要的科学技术问题。前往具有历史传统的瓷业中心，如景德镇进行调查访问，将是解决问题的有效方法之一。
宣纸是我国的一种特产，不仅雪白干净，而且耐久不坏。它的出现约有一千年以上的历史。它的生产过程，从选料、漂白、造浆以至成型加工是相当细致的。以前曾见到过的一些文章介绍它的生产方法，总不免失于简略。如果能够组织力量到当地（安徽泾县）进行调查，当能得到更宝贵的技术资料和历史资料。
还有一些化学知识，一直流传在民间，为当地劳动人民所熟悉。例如，湖南溆浦一带的人民从黄铁矿制造三种有用成品的方法。先在封闭而下面有孔的罐子里加热，使熔化的硫磺从罐底小孔流出；再令空气流通使残余的硫化铁氧化而成硫酸铁，用浸渍法使其溶解，得到结晶的皂矾；若是敞着地烧，硫酸铁就一面热分解，一面又被氧化而产生氧化高铁，即是红土。硫磺用做药剂或火药，皂矾用做丝织品的染料，红土用做墙壁涂料或做普通红油漆。三种产品应用了若干年，这一制备方法就有若干年的历史。
金属的冶炼是研究化学史的一个很重要的项目。我国已有不少的古代冶炼遗址陆续被考古工作者所发现，对这些遗址进行调查，是研究古代冶炼技术不可缺少的一项工作，也是实地调查工作的一个很重要的方面。两年多前，河南巩县西汉冶铁遗址的发现，引起了多方面的重视。在发掘的过程中，我们也曾有人前往参观调查，得知遗址的年代是确凿的；遗址面积之广，遗物之多是从来罕见的；遗址中不仅有铁器出土，而且有矿石炼渣、铁块、燃料等一系列冶铁材料；此外还有残破的炉壁块耐火材料等重要资料，证明这是当时的一个综合性的冶铁加工制作工厂。深入调查遗址的布局，炼炉的形状，进一步分析遗物的成分等，便成为后些时的重要研究工作。西汉时已用煤冶铁，就是这项研究工作成果之一。
这是我国化学史和冶金史上的一项重要记录，也是世界化学史和冶金史上的一项重要记录。
我们要把古籍文献考据工作和实物分析、实地调查结合起来，将开拓更宽的研究领域，进一步提高化学史研究水平。