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① 《太白阴经》卷四《战具类·守城具篇》第三十六。
② 《通典》卷一五二《兵五·守拒法附》。
① 韦绚：《刘宾客嘉话录》。又见于王说：《唐语林》卷五补遗。
第四节光学知识反射和折射隋唐时期，对于利用多枚平面镜多次反射成像的现象进行了许多讨论。
唐初，陆德明在《经典释文》里，注解《庄子》“天下”篇时指出：“鉴以鉴影，而鉴亦有影，两鉴相鉴，则重影无穷。”可以看出，当时对两枚平面镜之间的反复成像已有充分认识。至五代南唐时，谭峭的认识更进了一步：“以一镜照形，以余镜照影。镜镜相照，影影相传。不变冠剑之状，不夺黼黻之色。是形也，与影无殊；是影也，与形无异。乃知形以非实，影以非虚，无实无虚，可与道俱。”①这里谭峭不仅指出了“影”（即像）可在镜中再次成像，因而“影影相传”，会有无穷多的像生成；而且进一步指出了平面镜所成之像与物完全相同，“形”“与影无殊”、“影”“与形无异”，因而无穷多个像也是完全相同的。
谭峭所撰《化书》中还有一段话：“小人常有四镜：一名圭，一名珠，一名砥，一名盂。圭，视者大；珠，视者小；砥，视者正；盂，视者倒。观彼之器，察我之形，由是无大小，无短长，无妍丑，无美恶。”②这段话无疑也与光学成像有关。目前对它有两种不同的解释。一种观点认为这里所说的“四镜”是四种面镜，叙述的是人或物经这四种面镜反射后所生成像的情况。圭为凹面柱状镜，得到放大的虚像；珠为凸球面镜，得到缩小的虚像；砥为平面镜，生成正立的像；盂为凹球面镜，生成倒立的像。①另一种观点认为“四镜”是四种透镜，圭、珠、砥、盂分别为双凹、双凸、平凹、平凸透镜，叙述的是人或物经这四种透镜折射后所生成像的情况。②色散与虹从古代起人们就注意到自然界的色散现象，如虹，并试图解释其成因。
到了隋唐时期，这方面的认识有了很大的进步。唐初，孔颖达的《〈礼记〉注疏》中写道：“若云薄漏日，日照雨滴则虹生。”可见当时对虹生成的情况已经观察得极为细致，结论十分科学，粗略地揭示出虹的成因。这种认识很可能被人们普遍接受，所以常见诸于唐代的诗赋题咏中，如“日影化为虹”（陈润：《赋得浦外虹》）；“日照虹霓似”（张九龄：《湖口望庐山瀑布》）等。唐代张志和在《玄真子》中，除明确指出“雨色映日而为虹”之外，还写到“背日喷乎水成虹霓之状”③。这是人们有意识地进行的日光色散实验，它直接模拟了虹霓现象，表明了当时人们已了解虹霓现象人为产生的方法。① 《化书》卷一《道化·形影》。
② 《化书》卷一《道化·四镜》。
① 参阅王锦光、洪震寰：《中国光学史》第100—102 页，湖南教育出版社， 1986 版。② 参阅JosephNeedham，ScienceandCivilisationinChina， Vol。4， Part I，P。117。③ 《玄真子》涛之灵。
第五节静电知识晋代张华曾仔细观察到：“今人梳头、脱著衣时，有随梳，解结有光者，亦有咤声。”①类似的情况也为唐代人们观察到。唐代段成式则记载，人们若在黑暗之中，对黑猫“逆循其毛，即若火星”②。此处所述的黑暗之中及黑色的猫，无非是为了看得更加明显而已。
① 《博物志》卷二。
② 《酉阳杂俎》续集卷八。
第五十二章化学第一节炼丹术的兴盛隋唐两代以至北宋是中国炼丹术发展的黄金时代。特别是唐代，由于皇室姓李，便附托老子李聃为始祖，尊之为玄元皇帝，并把道教奉为国教。唐代帝王多宠信方士，迷信神仙方术，炼丹术得到了统治者的支持。同时，许多文人学者热衷于问道寻仙，炼丹制药，出现了不少著名的炼丹家和内容丰富的炼丹著作。于是，中国炼丹术经过几百年的发展，在唐代达到了它的全盛时期。这一时期，火法炼丹与水法炼丹都有很多新的成就；用药品种大为增加，所用植物药料开始增多；实验操作更为复杂，炼丹工具和设备从两汉所用比较简陋的土釜竹筒等发展到特制的铁质上下釜、水火鼎、铜桶等；1970年，在西安南郊何家村唐邠王府出土了一批炼丹药物和用具，从中可见这些药物和用具是相当精制和考究的；在理论上也趋于系统和完整，但失去了两汉时期那种较朴实的面貌，而更多地染上玄奥隐晦的神秘主义色彩①。据梅彪撰《石药尔雅》记载，当时“有法可营造”的长生丹药就有九十八种，收录论述炼丹服食的书目则有九十七部。又据《铅汞甲庚至宝集成》收录的《神仙养道术》记载，当时流行的药金达十五种。以上这些都反映出当时炼丹术的兴盛情况。
炼丹家炼制的所谓“仙丹”，大多是含汞、铅、硫、砷的剧毒物质，吃了非但不能长生，反而会致人于死地。汉代诗人就有“服药求神仙，多为药所误”①的感叹，以后不断有人对此发出警告，但服食受害者仍屡见不鲜。清赵翼《廿二史札记》卷十九“唐诸帝多饵丹药”条载，唐太宗、宪宗、穆宗、敬宗、武宗、宣宗皆服丹药中毒致死。皇帝如此，何况臣民百姓。当时一些大臣如杜伏威、李道古、李抱真等也都是因服食丹药中毒致死。白居易《思归》诗云：“退之（韩愈）服硫黄，一病讫不痊。微之（元稹）炼秋石，未老身溘然。杜子（杜牧）得丹诀，终日断腥膻。崔君（崔玄亮）夸药力，终冬不衣棉。或疾或暴夭，悉不过中年。”炼丹术的兴盛带来了不尽的悲哀。但任何事物都有利有弊。这一时期，出现了不少在当时和对后世都有重要影响的炼丹家和炼丹著作。如孙思邈和他的弟子孟诜、陈少微、张果、玄真子、清虚子、楚泽先生、独孤滔等，都是其中的著名人物。他们或亲自进行炼丹实践，或着意收录前人经验汇编成书，从而在探索自然现象、认识自然规律、制备新的物质和保存原始文献等方面，做出了不可磨灭的贡献，推动了化学和药物学的进展。
孙思邈（581—682），其著述以医学为主，今存《备急千金要方》、《千金翼方》各三十卷。其炼丹著作多已失散，现仅存《太清丹经要诀》等。此书记有不少化学上的重要成果，如《伏雌雄二黄用锡法》一条，非常明确地介绍了用雄黄、金属锡制作彩色金（SnS2）的方法：雄黄十两，末之，锡三两，“铛中合熔，出之。入皮袋中揉使碎，入坩埚中，火之。其坩埚中安药了，以盖合之。密固，入风炉吹之。令锅同火色，寒之。开，黄色似金”①。① 赵匡华：《化学通史》，高等教育出版社1990 年版，第32—33 页。
① 《古诗十九首》，见南朝梁萧统《文选》。
① 《太清丹经要诀》“伏雄黄用锡法”，见《云笈七签》卷七一。
这是目前世界上最早的关于制得二硫化锡的明确和详实的记载。今人的模拟实验表明，这已经是一个相当成熟的方案。用此法制彩色金也较后世阿拉伯和西欧炼金家采用硫磺、硇砂的方法简便。因此它无疑是世界古代化学史中的一项卓越成就。②陈少微，也是著名炼丹家，生平不详，有学者推测是玄宗时人③。他所撰写的《大洞炼真宝经修伏灵砂妙诀》和《大洞炼真宝经九还金砂妙诀》，是两部重要的炼丹著作。《九还金砂妙诀》详细记述了丹砂的产地，第一乃至第七返的各种灵砂的制法。书中所载竹筒式抽砂炼汞（即从丹砂制水银）的方法尤其别致。这种方法是“先取筋竹为筒，节密处全留三节。上节开孔，可弹丸许粗，中节开小孔，如筋头许大，容汞溜下处，先铺厚蜡纸两重，致（置）中节之上。次取丹砂研细，入于筒中，以麻紧缚其筒，蒸之一日。然后以黄泥裹之，可厚三分，埋入土中，令筒与地平。筒四面紧筑，莫令漏泄其气。便积薪烧其上，一复，令火透其筒上节，汞即流出于下节之中。”这段文字清楚地叙述了这种操作简便、效率较高而成本很低的竹筒式炼汞装置和抽汞过程。陈少微在此书中提到的“销汞”法（即用水银和硫磺制取丹砂的方法）及其他一些丹法也相当详细。如在销汞法中，关于汞硫用量、火候掌握、操作程序、出现的现象，以至最后汞“化为紫砂，分毫无欠”的结果等，都有准确、细致的记载。从一定意义上说，把这些内容誉之为很有价值的化学试验记录并不为过。①从中也可看出当时在制取红色硫化汞时所达到的高度工艺水平。
同时代的著名炼丹家还有张果，就是民间所传“八仙”中的张果老，玄宗时人，大约生活在七世纪后期至八世纪中期，生平不详。他著有《神仙得道灵药经》、《丹砂诀》和《玉洞大神丹砂真要诀》等。《玉洞大神丹砂真要诀》记述丹砂的产地、形状、性质都非常详细，其中提到用“汞一斤，硫黄三两”制成紫砂，其内容与陈少微《九还金丹妙诀》相类似。这里汞、硫两物的重量比为100∶19。而根据丹砂（硫化汞，HgS）的组成计算，汞、硫重量比是100∶16。②陈张二人把硫磺的量加多，是因为硫磺容易燃烧而遭到损失的缘故，这是很有道理的，说明当时制造丹砂确已积累了丰富的经验。《太清石壁记》，作者楚泽先生，事迹不详。据《新唐书·艺文志》载，此书为隋开皇时著名炼丹家苏元明撰，唐肃宗乾元年间剑州司马编纂。书中记载的“艮雪丹方”，即为锡汞齐制法。此外还记载有制“水银霜法”，其飞炼要诀中所用药物为水银、盐、朴硝、太阴玄精和敦煌矾石。经模拟实验判明，如此飞炼所得的“水银霜”是升汞（HgCl2）或甘汞（氯化亚汞，Hg2Cl2 ）与升汞的混合物。③这是我国现存古籍中制得升汞的最早记录。有些学者认为用这一方法制炼出来的水银霜是亚汞而不是高汞，因此应把水银霜改为水银粉（轻粉）才符合事实①。另外，唐代水银霜是常用的内服药，并用作化妆品，② 赵匡华、张惠珍：《中国金丹术中的“彩色金”及其实验研究》，《自然科学史研究》1986 年第1 期。③ 张子高：《中国化学史稿》（古代之部），科学出版社1964 年版。
① 曹元宇：《中国化学史话》，江苏科学技术出版社1979 年版。
② 张子高：《中国化学史稿》（古代之部）。
③ 赵匡华、吴琅宇：《关于中国炼丹木和医药化学中制轻粉、粉霜诸方的实验研究》，见赵匡华主编《中国古代化学史研究》，北京大学出版社1985 年版。
① ②张觉人：《中国炼丹术与丹药》，四川科学技术出版社1985 年版。所以不可能是有剧毒和腐蚀性的升汞，孙思邈《千金翼方》所载《飞水银霜法》的制品，也只能是氯化亚汞（甘汞）②。王焘《外台秘要》所收西晋《崔氏方》“造水银霜法”时代更早，也确有可能制得氯化高汞，但因制炼条件较为复杂，能否实现，尚有待研究。
《黄帝九鼎神丹诀》是唐代一部重要的炼丹著作，书中含有丰富的化学知识。例如详细记述丹砂、雄黄、空青、矾石、朴硝等药物的产地及鉴别质量好坏的方法；记载了利用物质不同的溶解度来制取药物的方法，如利用朴硝和芒硝溶解度的差别来提取结晶硫酸钾等等，这种方法是前所未见的，是一项新的发明。还特别值得一提的是，书中收录的“假别药作石胆法”，非常详实地记载了石胆的人工合成法：“青矾石二斤，黄矾一斤，白山脂一斤。大铁器销铄使沸，即下真曾青末二斤，急投搅，泻出做铤，成好石胆。看矾石等刚溶不尽，即投曾青末和苦水使相得，泻著矾石中消溶。泻出作铤亦得也。”这个方法利用了绿矾（黄矾）与曾青之间的复分解反应，其实质与现代无机化学合成方法，几乎完全一致，也是中国古代化学史上的一项很出色的成果。
唐肃宗乾元年间（一说武后至玄宗时），金陵子撰《龙虎还丹诀》上下两卷。金陵子的真实姓名已不可考，从他的道号来看，可能是今江苏人。《龙虎还丹诀》中对用砒霜点化白铜制取砷白铜的技术作了详尽具体的叙述。这是我国古代炼丹家的一项重要贡献。《龙虎还丹诀》还记述了十五种由各种铜化合�