《道家煉丹與化學》
之一：道教外丹黃白術與中國古代化學知識
道教外丹黃白術在長期的實踐活動中，對中國古代化學知識的產生積累做出了不可磨滅的貢獻，促進了中國古代化學的發(fā)展
。
（1）金丹家在煉丹、煉金實踐中使用了大量的無機藥物和有機藥物
，初步掌握了一些元素和化合物的知識
，產生了原始化學符號的萌芽
。
在煉丹、煉金所使用的藥物品種方面，據對歷代外丹黃白術文獻的不完全統計，金丹家采用了六十多種元素無機物和有機物作為原料：
元素：汞、硫、碳、錫、鉛、銅、金等；
氧化物：三仙丹（HgO）、黃丹（PbO）、鉛丹（Pb3O4）、砒霜（As4O6）、石英（SiO2）、紫英石（含Mn）、無名異（MnO2）、赤石脂（Fe2O3）、磁石（Fe3O4）、石灰（CaO）等；
硫化物：丹砂（HgS）、雄黃（As2S2）、雌黃（As2S3）、NFDE9石（FeAsS）等
；
氯化物：鹽（包括戎鹽、冰石等，NaCl）郕砂（NH4Cl）
、輕粉（Hg2Cl2）
、水銀霜（HgCl2）、鹵堿（MgCl2）等
；
硝酸鹽：硝石（KNO3或NaNO3）；
硫酸鹽：膽礬（CuSO4?5H2O）、綠礬（FeSO4?7H2O）寒水石（CaSO4?2H2O）、樸硝（Na2SO4?10H2O）
、明礬石（K2SO4?Al2(SO4)3?2Al2O3?6H2O）等；
碳酸鹽：石堿（Na2CO3）、灰霜（K2CO3）
、白堊（包括石鐘乳等，CaCo3）
、爐甘石（ZnCO3）
、空青（Cu(OH)2CuCO3）
、鉛白（Pb(OH)2?2PbCO3）；
硼酸鹽：蓬砂（Na2B4O7）
硅酸鹽：云母（H2KAl3（SiO4）3）、滑石（H2Mg3(SiO3)4）
、陽起石（Ca（Mg、 Fe）3(SiO3)4）
、長石（K2O?Al2O3?6SiO2）
、不灰木（石棉，H4Mg3Si2O7）
、白玉（Na2O?Al2O3?4SiO2）等
；
合金：石（銅鋅合金）、白金（白銅、銅鎳合金）、白（鉛錫合金），各種金屬的汞齊等；
混合的石質：高嶺土（SiO2Al2O3等）、禹余糧（含褐鐵礦和粘土的砂粒）、石中黃子（夾有黃色粘土的砂粒）等；
有機溶劑：醋（CH3COOH）、酒（CH3CH2OH）等。
化學元素的符號、名稱
、化學式等統稱為化學符號系統。它們是化學學科所特有的語言
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">；瘜W符號系統是化學發(fā)展到一定歷史階段的產物，它隨著化學在不同歷史階段的發(fā)展
，改變著自己的具體形式
，并且不斷地豐富和完善。現代形式的化學符號系統是由瑞典著名化學家貝采里烏斯在1813年首創(chuàng)的
，但其歷史淵源則要追溯到古代的煉金術和煉丹術時期
。在古代，人們往往根據物質的外觀特征和某種屬性以及產地來給它命名
，例如汞像水一樣可以流動
，有銀色光澤
，所以稱之為水銀
；孔雀石則以它鮮艷的色澤而得名，石鐘乳因產于巖洞中
，由外形而得名
，高嶺石則因產地而得名
，其他諸如云母、磁石
、不灰木
、白金（銅鎳合金）、鉛白（2PbCO3?Pb(OH)3）
、水銀霜
、灰霜的命名也都是如此。然而在外丹黃白術時期
金丹家為了保密，防止天機泄露
，在給物質命名和描述物質之間化學變化時，往往更多地采用隱名和暗語
，以及一些象征性的符號來表達
。如
魏伯陽把水銀叫做“河上姹女”，將其易揮發(fā)的物理性質描繪為：“靈而最神
，得火則飛
，不見塵埃，鬼隱龍匿
?div id="m50uktp" class="box-center"> ！薄吨芤讌⑼?中篇》。在描繪水銀具有和其他金屬化合形成汞齊的化學性質時說：“太陽流珠
，常欲去人
，卒得金華，轉而相因
，化為白液
，凝而至堅?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">！吨芤讌⑼?中篇》
。”這里“太陽流珠”暗指汞
，“金華”指鉛
，這段隱語意為汞和鉛可以相互化合形成鉛汞齊。又如
，把鉛稱為“北方河車”
，其性質為“內懷金華，被褐懷玉
，外為狂夫”《周易參同契?上篇》
。
葛洪在其《抱樸子?內篇?黃白》中指出：“凡方書所名藥物，又或與常藥物同而實非者，如河上姹女，非婦人也
；陵陽子明，非男子也
；禹余糧
，非米也；堯漿
，非水也
。而俗人見方用龍膽、虎掌
、雞頭
、鴨錎、馬蹄
、犬血
、鼠尾、牛膝
，皆謂之血氣之物也
；見用缺盆、覆盆
、釜NFDDE
、大戟、鬼箭
、天鉤
，則謂之鐵瓦之器也；見用胡王使者
、倚姑新婦
、野丈人、守田公
、戴文浴
、徐長卿，則謂人之姓名也
。近易之草
，或有不知，玄秘之方
，熟能悉解
？”王明：《抱樸子內篇校釋》，中華書局
，1985
，第288頁
。
而且，由于金丹家之間都互相保密，極少交流，在藥物的命名方面沒有統一的規(guī)則
，幾乎每一個金丹家都有自己的一套隱名
。唐代梅彪在《石藥爾雅》“釋諸藥隱名”中就收集了當時常用藥物的各種隱名和別名。
外丹黃白術每一藥物都有好幾個隱名和別名，這些物質的隱名和別名
，少則幾個，多則十幾個
。例如：“鉛黃華
，一名黃丹，一名軍門
，一名金柳
，一名鉛華，一名華蓋
，一名龍汁
，一名九光丹”；“樸消
，一名東野
，一名單丹，一名海末”
；“丹砂
，一名日精，一名真珠
，一名仙砂
，一名汞砂，一名赤帝
，一名太陽
，一名朱砂，一名朱鳥
，一名降陵朱兒
，一名降宮朱兒，一名赤帝精
，一名赤帝髓
，一名朱雀”梅彪：《石藥爾雅》，《道藏》第19冊
，第62頁……而金丹家最青睞的水銀的隱名和別名竟多達二十二個
，“水銀
，一名汞，一名鉛精
，一名神膠
，一名姹女，一名玄水
，一名子明
，一名流珠，一名玄珠
，一名太陰流珠
，一名白虎腦，一名長生子
，一名玄水龍膏
，一名陽明子，一名河上姹女
，一名天生
，一名玄女，一名青龍
，一名神水
，一名太陽，一名赤汞
，一名沙汞”梅彪：《石藥爾雅》
，《道藏》第19冊，第62頁
。
與中國金丹術相類似，古希臘和西歐中世紀的煉金家還采用了一些象形的圖畫符號來表示各種元素和化合物，如⊙代表金，代表銀，代表硫黃，代表水銀，代表雄黃，*代表鹵砂，△代表火，代表水等等。這些物質的隱名和種種符號，雖然給我們今天研究和理解煉金術和煉丹術的內容和意義上帶來了許多困難，但它卻可以看作是近現代化學符號系統的萌芽和原始雛形。
道教外丹黃白術雖然沒有達到長生不死目的，但是在長期的金丹實驗中，對上述無機和有機藥物的性質、用途和制備方法都積累了許多經驗認識，尤其是對一些煉丹、煉金的常用原料諸如汞
、鉛
、硫和砷等單質和化合物的認識較為深入。因此
，道教外丹黃白術在汞化學
、鉛化學、坤化學和硫化學方面取得的成就也特別令人矚目
。
在汞化學中，道教金丹家除了對汞的單質和化合物的性質有比較深入的了解以外，經過不懈地探索，還出色地掌握了汞的升煉技術以及升汞、甘汞的制備方法。
據專家考證參見趙匡華《我國古代“抽砂煉汞”的演進及其化學成就》，《自然科學史研究》1984年第1期。，我國在戰(zhàn)國時期已經知道從丹砂中燒煉水銀了。許多外丹黃白術著作中都記載了“丹砂化汞”的各種實驗。葛洪在《抱樸子?內篇?金丹》中就談到“丹砂燒之成水銀”，其反應過程為〓HgS+O2在空氣中加熱Hg+SO2〓但葛洪沒有提
到具體的實驗操作方法。只是在唐人所輯的《黃帝九鼎神丹經訣》（卷一一）中對此方法才有簡短的描述和記錄：“丹砂、水銀二物等分作之，任人多少。（置）鐵器中或坩堝中，于炭上煎之，候日光長一尺五寸許，水銀即出，投著冷水盆中。然后以紙收取之。”這種方法基本上是低溫焙燒法，其化學反應慢，而水銀蒸汽易揮發(fā)，不僅產量低，而且升煉時工匠常常會中毒。因此到了東漢以后，金丹家就改用在密閉系統中加熱分解丹砂，通過冷凝水銀的新工藝
。其反應過程為〓HgS隔絕空氣加熱Hg+S
這種新工藝最早是在泥質和鐵質的上下釜煉制，采用下火上凝的方式（最早記載于東漢狐剛子的《玉金粉圖訣》中，唐代張果撰《玉洞大神丹砂真要訣》也有記載）
。但這種燒銀法要不斷開釜掃取上凝的水銀
，生產效率低。及至唐代
，這一方式便演進成上火下凝的所謂“未濟爐”式
，所用的升煉設備，最初為簡陋的“竹筒式”
，到了宋代便改進為“石榴瓶式”（記載于南宋道書《金華沖碧丹經秘旨》中）
，其后又專門設計制造了未濟式鐵質水火鼎。在此期間
，金丹家為了促進HgS的分解
，居然摸索到借助于銅、鐵（用鐵釜）
、鉛作為還原劑來促進反應進行
。其反應過程為：
HgS+Pb(Cu,Fe)加熱PbS(CuS,FeS)+Hg↑
這說明到了南宋時期，我國已經有了水銀蒸餾器。及至明代就用大缸
、鐵質導管制作大型蒸餾器來升煉水銀，這時所用的還原劑也改用較廉價的木炭
，其HgS分解反應為：
HgS+C加熱Hg↑+CS2↑
這種制備水銀的工藝在明末宋應星的《天工開物》中有詳細記載，并配有插圖說明。
參見趙匡華主編《中國古代化學史研究》，北京大學出版社
，1985，第128～153頁
。一千多年來
，在道教金丹家的不懈努力下，我國古代“抽砂煉汞”技術不斷演進
，日趨完善
，可以肯定制汞技術的發(fā)明和改進是道教外丹黃白術對中國古代化學的一個重大貢獻。
關于升汞（HgCl2也稱粉霜）和甘汞（Hg2Cl2）的性質和制備方法，道教金丹家也很早就掌握了
。金丹家很早就利用水銀（或丹砂）與戎鹽、白礬或黃礬或另加硝石一起升煉
，就可以得到這兩種白色晶體
。據文獻考證結合模擬實驗研究表明參見趙匡華《關于中國煉丹術和醫(yī)藥化學中制輕粉、粉霜諸方的實驗研究》
，《自然科學史研究》1983年第3期
。
，我國約在東漢時便制得甘汞，署名長生陽真人撰的《太清金液神丹經》里的“作霜雪法”原文見《太清金液神丹經》卷中第四
，《道藏》第18冊
，第754頁。用水銀
、硫黃
、鹽等物一起升煉，就得到甘汞
。及至東晉時
，金丹家已用水銀、硫黃
、鹽
、硝石為原料升煉得到了升汞，丹經《神仙養(yǎng)生秘術》中就有記載
。隋代以后則普遍把礬引入制取這兩種汞制劑的配方
。這兩種丹藥后來都成為重要的醫(yī)療藥物
，清代時把升汞定名為“白降丹”
，是廣泛應用的瘍科藥，甘汞仍稱為輕粉
，是用于瀉下利尿及瘍科的藥物
。
此外，古代先民和金丹家還利用汞易和金屬以任何比例互溶形成新的合金“汞齊”來給銅器和銀器鍍金。這種技術也稱鎏金技術
，原是我國先秦時代金屬工藝中的一項重大發(fā)明創(chuàng)造。這一技術就是把汞金液態(tài)（或泥膏狀）合金涂布于銅
、銀等器物表面
，再加熱烘烤，揮發(fā)掉其中水銀
，就得到鍍金器了
。不過，關于鎏金術的文字記載
，最早則見于《抱樸子神仙金NB527經》中：上黃金十二兩
，水銀十二兩。取金NFDD1作屑
，投水銀中令和合
。恐NFDD1屑難煅鐵質
，煅金成薄如絹
，鉸刀剪之
，令如韭葉許，以投水銀中
。此是世間以涂杖法
。金得水銀須臾皆化為泥，其金白
，不復黃色
。《抱樸子神仙金NB527經》
，《道藏》第19冊
，第204頁。
南朝陶弘景在《本草經集注》中則明確指出金和銀可與汞化合成汞齊，由此可以鍍金鍍銀“今水銀有生熟
。……甚能消化金銀
，使成泥人以鍍物是也”李時珍：《本草綱目?石部?水銀條》……
東漢時期的金丹大師狐剛子還十分巧妙地利用汞與黃金形成的汞齊的原理來制作極細的金銀粉。“煉金銀法：消新出礦金
、銀投清酒中
，淳酰中，若（或）真蜜中二百度
，皆得柔潤
。……爾消投豬胎中二百遍
，亦得成柔金
。打為薄（箔）
，細剪下
，投無毒水銀為泥，率金一兩
，配水銀六兩
，加麥飯半盞許，合水
。于鐵臼中搗千許
，候細好，傾注盆中
，以水沙淘去石
；詳審存意，勿令金隨石去。以帛兩重
，絞去半汞
。取殘汞泥置瓷器中，以白鹽末少少漸著
，研令碎
，著鹽可至一盞許即止。研訖
，篩粗物
，更研令細，匆置土釜中
，覆薦以鹽末
，飛之半日許，飛去汞訖
，沙（淘）去鹽
，即自然成粉?div id="m50uktp" class="box-center"> ！边@一制金
、銀粉方法的原因是：先使黃金成液態(tài)汞齊，再與鹽共研
，使黃金分散
，附于鹽末表面，然后加熱蒸去水銀
，進而用水洗去鹽末
，于是得到極細的金粉
。這一方法堪稱絕妙
，充分體現了金丹家狐剛子雄厚的化學經驗知識和聰明才智
由于鉛具有變化多端的化學性質，因而引起金丹家的很大興趣，尤其是鉛和汞合煉的混合氧化物受到金丹家的極力推崇。所以道教金丹家對鉛化學的研究比較廣泛、深入，積累了較多的經驗知識。魏伯陽在《周易參同契》中說：“胡粉投入火中，色壞還為鉛?div id="4qifd00" class="flower right">！备鸷樵凇侗阕觾绕肪砣墩撓伞分幸苍f：“鉛粉……化鉛所作?div id="4qifd00" class="flower right">
！边@說明漢晉之際對鉛和鉛粉（堿式碳酸鉛）之間互變關系已有了較多的認識
。鉛及其化合物一直是煉丹、煉金的重要原料
，鉛粉在古代還被用在制造顏料
、鉛釉及用作化妝品
。由唐人所輯的《黃帝九鼎神丹經訣》卷一七中就收錄了一則制鉛霜的丹方（鉛霜即醋酸鉛，是制造鉛粉的初級產品）
，就是先將鉛制成板狀
，用水銀處理，使成汞齊
，再用醋熏制
。模擬實驗研究表明，這樣制鉛霜較用純鉛快得多
，其制備方法頗符現代電化學原理
。此外，唐代丹經《玄霜掌上錄》
、《通玄秘術》對此工藝也有詳實記載
。
金屬鉛或鉛粉在空氣中加熱，很容易生成黃色PbO,所以中國古代稱其為黃丹 ，又因黃丹很早就有從波斯輸入的
，故又常被呼作“密陀僧”。在東漢狐剛子時期
，玄黃就被尊為長生大藥
，也稱還丹，或“龍虎大還丹”
，認為它具有“概括天地
，衍生萬物”的神力。狐剛子在煉制金銀時提出了吹灰法工藝
，其原理是利用了金銀與鉛很容易形成合金這一特性來提純金銀
。當金銀礦粉與鉛在熔爐中共燒時，金
、銀熔入鉛中
，成為低熔點的鉛坨，下沉到爐底
，熔渣則上浮
。分出鉛坨，吹在風爐的灰坯中焙燒時
，鉛即氧化成PbO
，部分在鼓風時被吹去，而大部分會熔化而滲入灰中
，于是黃金
、白銀留在灰坯中，得以提純。通過這一途徑可以得到大量黃丹
，將黃丹進一步猛火培燒
，即成為紅色鉛丹Pb3O4，鉛丹在《
神農本草經》中被列為中品
，但《神農本草經》又說它“煉化還成九光
，久服通神明”，被視為具有神效的丹藥
。
有唐一代，道教金丹家還發(fā)明了用硝石、硫黃與金屬鉛燒制鉛丹的工藝，稱為“硝黃法”，其優(yōu)點是反應快，鉛丹中Pb3O4成分高，色澤鮮艷。唐代丹經《鉛汞甲庚至寶集成》、《丹房鏡原》及五代丹家獨孤滔所撰《丹房鑒原》對此工藝都有翔實記載
