火藥與煉丹製藥實踐
火藥的發明來自於我國古代金丹家們長期的煉丹製藥實踐。火藥的發明和其他發明創造一樣,也經曆了一個長時間的實踐和認識過程,隨著生產的發展、社會的進步而逐步完善。
我國古代的火藥主要由硝石、硫黃、木炭等化學物質混合加工而成。民間長期流傳的“一硝二磺三木炭”就是它的簡易配方。因為它呈黑褐色,人們又習慣稱它為“黑火藥”。
火藥是硝酸鉀、硫黃、木炭3種粉末的混合物。這種混合物之所以極容易燃燒,是因為硝酸鉀是氧化劑,加熱的時候釋放出氧氣。
硫和炭容易被氧化,是常見的還原劑。把它們混合燃燒,氧化還原反應迅猛進行,反應中放出高熱和產生大量氣體。
假若混合物是包裹 在紙、布、皮中或充塞在陶罐、石孔裏的,燃燒的時候由於體積突然膨脹,增加至幾千倍,就會發生爆炸。
這就是黑火藥燃燒爆炸的原理。其實火藥的問世,經曆了一個漫長的過程。早在春秋晚期,有一個叫計然的人就說過:“石流黃出漢中”,“消石出隴道”。
石流黃就是硫黃;消石就是硝石,古時還稱“焰硝”、“火硝”、“苦硝”、“地霜”等。可見早在春秋戰國時期,木炭、硫黃、硝石就已經為人們所熟知。在我國第一部藥材典籍漢代的《神農本草經》裏,硝石、硫黃都被列為重要的藥材。即使在火藥發明之後,火藥本身仍被引入藥類。明代著名醫藥學家李時珍所著的《本草綱目》中,說“火藥”能治瘡癬、殺蟲、辟濕氣和瘟疫。火藥的名稱就是這樣獲得的。在長期的金丹製藥活動中,一些金丹家吸取了勞動人民在生產、生活中積累的豐富經驗,孜孜不倦地從事采藥、製藥活動,獲得了許多物質和物質間化學變化的經驗知識。其中對硝石、硫黃等物質的認識和實驗探索就成為火藥發明的前提。
硝石既有天然的,又能從土硝中提煉,我國很早就已利用硝石了。東漢時期名醫張仲景在他所著的《金匱要略》中記有“大黃消石湯”方,治黃疸病。在《神農本草經》中,硝石被列為上 品藥。
人們還認識到硝石的性質極活潑,它能與許多物質發生作用,丹爐家用製五金八石,銀工家用化金銀。因此,硝石成為金丹家常使用的物質,人們對它的認識也隨實驗而加深。
在生產、生活中,硫黃也是人們常接觸的化學物質之一。地下溫泉水中四溢出的硫黃氣刺激著人們的感官,認識到它對皮膚病有特別的療效。冶煉中常分解和析出二氧化硫氣體,氣味刺鼻,後來又發現可以采集它。長期接觸和使用硫黃的實踐,使人們認為,具有金黃色的硫黃不僅具有一定的治療作用,特別是它能與水銀相化合的本事,備受金丹家的重視。
我國最早一本金丹著作《周易參同契》描述了硫黃與水銀的化學反應,由此硫黃也成為金丹家製煉“金液”、“還丹”的常藥。
在我國的金丹術中,金丹家為了變革某些物質的固有性質,經常、廣泛地采用一種以火來製伏藥料的“伏火”的手段。這種“伏火”的手段中充滿了豐富的化學內容,包含了我國古代的很多化學成就,直接與火藥的發明相關。
金丹術中的伏火實驗不 僅豐富了對許多物質性質的認識,同時也借此對爆燃現象進行了較多的研究。其中“伏火硫黃法”、“伏火硝石法”為火藥的發明奠定了基礎。