特色
本書按時代順序分章論述中國化學發展的歷史——從遠古到20世紀末。每章還有當時社會背景及世界同期透視,是為特色。
作者簡介
郭保章,1926年生,安徽阜南人,1950年7月
北京大學化學系畢業。歷任中學教員;中學校長;
首都師範大學副教授、教授,化學史碩士研究生導師;兼任《
化學通報》常務編委,主編中學化學教學欄;《
化學教育》編委,主編中學化學史料欄。著有《
世界化學史》(1992年)、《中國現代化學史略》(1995年)、《
20世紀化學史》(1998年);合著《
化學史簡明教程》(1985年)、《中國化學教育史話》(1993年);參編《
中國大百科全書》(化學卷)(1986年)、《科學家大辭典》(2000年)、《20世紀學術大典》(化學卷)。
目錄
序言
前言
第一章 導論
1.1 中國古代有無科學
1.2 原始社會有沒有科學
原始社會的科學萌芽
原始思維中的科學萌芽
火的被馴服
馴服火的意義
1.3 中國五千年文明從何處著手
中國文明長期存在的原因
1.4 亞當·斯密論中國
1.5 近代科學(包括化學)何以不出自中國
第二章 華夏文明的形成
2.1 中原的新石器文化
2.2 中原四周的新石器文化
2.3 陶器的發明及其工藝演進
陶器的發明
早期的陶器及其工藝
2.4 原始人有關金屬及冶金的知識
2.5 原始人的釀造知識
麴櫱的定義及其發展
第三章 光輝燦爛的青銅文化
3.1 青銅時代和商朝的開始
3.2 中國青銅冶煉起源於我偉大先民的創造
3.3 原始瓷器的出現
3.4 商代在造酒上的進步
3.5 商代在科學和文化上的進步
第四章 西周一中國的古典時期
4.1 殷鑑不遠,天命維新
殷鑑不遠
天命維新
4.2 西周的科學技術和社會
4.3 華夏文明體系的形成
第五章 春秋戰國時期——中國歷史上的黃金時代
5.1 禮崩樂壞,周王朝名存實亡
5.2 青銅鑄煉技術達到高度成熟階段
5.3 鐵的使用引起生產工具的變革
鑄鐵的發明
煉鋼技術的發明
5.4 鐵器時代的技術革新
5.5 士的出現
5.6 諸子百家
老子和道家
5.7 世界同期透視
中國古代的自然觀
古希臘的自然觀
第六章 秦漢時期的科學技術和社會
6.1 秦漢時期的社會政治狀況
漢族的形成
6.2 秦漢時期發展科學技術的有利和不利條件
文字的統一
度量衡的統一
全國性郵驛站的建立
焚書坑儒
尊儒術罷黜百家
讖緯的出現與儒家哲學的玄學化
董仲舒的天人感應論
戰鬥的無神論者王充
6.3 中國煉丹術的誕生
關於求仙和煉丹之說
秦始皇迷信方士的起源
司馬遷對漢武帝迷信方士的揭露
司馬遷以後無神論者對方士的批判
關於道教的起源和煉丹
鍊金與煉丹的聯繫與區別
兩類煉丹人
魏伯陽
狐剛子
6.4 兩漢在技術上的重大成就
……
第七章 分立的三國、兩晉、南北朝
第八章 隋唐帝國和五代十國
第九章 對抗的宋遼夏金
第十章 一統大元
第十一章 科學技術停滯的明朝
第十二章 閉關鎖國的滿清帝國
第十三章 西方衝擊下的清帝國日落黃錯
第十四章 步履維艱的中華民國
第十五章 前時中的中華人民共和國
附錄1 1901-2000年諾貝爾化學獎獲得者簡況表
附錄2 中國近現代化學大事記
附錄3 世界化學大事記
附錄4 主要參考書目
詳情
古代
公元前100年中國發明造紙術。公元105年東漢蔡倫總結並推廣了紙技術,而歐洲人還在用羊皮抄書呢!
公元700-800年唐朝孫思邈在《伏硫磺法》中歸早記載了黑火藥的三組分(硝酸鉀、硫磺和木炭)。火藥於13 世紀傳入阿拉伯,14世紀才傳入歐洲。
公元前200-後400年中國煉丹術興起。魏伯陽的《周易參同契》和葛洪的《抱撲子》記錄了汞、鉛、金、硫等元素和數十藥物的性狀與配製。公元750年中國煉丹太傳入阿拉伯。
近代
公元800年唐朝茅華是世界上第一個發現氧氣的人。世界紀錄協會世界上最早發現氧氣的人
世界紀錄就是唐朝茅華,他比英國的普利斯特里(1774年)和瑞典的舍勒(1773年)氧氣約早1000年。
我國是“纖維之王”…蠶絲的故鄉。公元前2000年 中國已經養蠶。公元200年養蠶技術傳入日本。
公元前600年中國已掌握冶鐵技術,比歐洲早1900多年。公元前200年,中國煉出了球墨鑄鐵,比英美領先2000年。
1000多年前中國就能煉鋅,早於歐洲400年。
公元前2000年中國已會熔鑄紅銅 。公元前1700年中國已開始冶鑄青銅。公元900多年我國的膽水浸銅 法是世界上最早的濕法冶金技術(置換法)。
1700多年前,中國已能煉鉛及銅鉛合金。
公元前8000-6000年中國已製造陶器。公元200年中國比較成熟地掌握了制瓷技術 。
3000多年前我國已利用天然染料染色。
我國是世界上最早發現漆料和製作漆器的國家,約有7000年歷史。
公元前4000-3000年中國已會釀造酒。公元前1000年我國已掌握制曲技術,比歐洲的“澱粉發酵法”製造酒精早2000多年。
3000多年前,我們祖先發現石油。古書載“澤中有火”即指地下流出石油溢到水面而燃燒。宋朝沈括 所著《夢溪筆談》第一次記載石油的用途,並預言:“此物必大行於世”。
現代
世界上最早開發和利用天然氣的是中國的四川省邛和陝西省鴻門兩地。
我國祖先很早冰肝使用木炭和石炭(又叫黑炭,即煤),而歐洲人16世紀才開始利用煤。
1939年,中國化工專家侯德榜提出“聯合制鹼法”,1939年侯德榜完成了世界上第一部純鹼工業專著《制鹼》。
1965年,我國在世界 上第一個用人工的方法合成活性蛋白質…結晶牛胰島素。(由於署名原因,諾貝爾化學獎與國人擦肩而過)
七十年代,中國獨創無氰電鍍新工藝取代有毒的氰法電鍍,是世界電鍍史上的創舉。
1977年我國在山東發現了迄今為止的世界上最大的金剛石…常林鑽石。
全世界海鹽產量5000萬噸,其中我國生產1300多萬噸,居世界第一。早在3000多年前,我國就採用海水煮鹽了,是世界上制 鹽最早的國家。
世界上已知的140多種有用礦,我國都有。是世界上冶煉礦產最早的國家。
17世紀以前
化學還未成為一門獨立的學科,但是利用化學手段來發展生產生活的歷史早已開始。在北京人的時代,火的使用已經十分普遍。中國人在古代發展出了一系列燒制陶瓷、冶金和釀造的工藝。鴉片戰爭之後,近代化學傳入,1866年設立的算學館就有教授化學課程。徐壽和英國傳教士傅蘭雅翻譯了大批西方人寫的化學書籍。民國時期,化學得以有較大發展,出現了李方訓、戴安邦、徐光憲等一大批化學家。侯德榜發明的聯合制減法是對近代化工的重大貢獻。中華人民共和國成立後於1956年成立了中國科學院化學研究所。
陶器和原始瓷器
據目前的考古資料,中國的陶器製作可追溯至新石器時代早期,距今已有一萬多年歷史。自20世紀60年代以來,先後在江西省萬年縣仙人洞、廣西桂林甑皮岩、柳州大龍潭鯉魚嘴、桂林廟岩、湖南道縣玉蟾岩、河北徐水南莊頭、陽原余家溝等多處遺址中,發現了大量早期陶器。這些陶器以鐵質易熔粘土為材料,多混有石英砂和其他碎末。坯體為手工捏制,胎壁較厚但不均勻,燒制溫度低,質地鬆軟,色澤多為褐色,深淺不勻。[1]最早的陶器可能是將陶坯曬乾後直接用篝火燒制,極易破碎,故而很難見到遺存下來的完整陶器。這種露天燒制的方法,直到很晚的歷史時期仍被中國東北和北方的一些少數民族沿用。
隨著文明的發展,人們慢慢掌握了使用陶窯來燒制陶器的技術。早期的陶窯一般是選擇坡地挖成,窯室位於火塘之上,中間以火道、火眼連線。火膛中的火焰經火道、火眼進入,由下向上流動,最後從窯頂排除。由於對進入窯室的空氣缺乏控制,氧氣往往過量,因而陶胎中的鐵會被氧化為Fe2O3,製成的陶器呈紅色。紅陶是黃河中游地區新石器時代中期仰韶文化的代表。[3]彩陶是一種帶彩色紋飾的陶器,最早在前仰韶文化的白家文化和北首嶺早期文化(距今7800-7100年)中發現。紋飾的類別有對稱的幾何圖形和象形圖案兩種,其中魚紋是半坡類型的標誌。[4]彩陶的大致製作過程為:挑選可塑性高的粘土,剔除雜質,加水製成較細的泥料。用慢輪拉坯方法修正外形,烘乾後塗以天然顏料,最後以950℃左右的溫度燒成。彩繪的顏料有黑色、紅色、白色等等,其中黑色顏料主要以鐵錳礦粉製成,使用較多。長江中游地區的屈家嶺文化的薄殼彩陶則以煙燻的方式加上彩繪。[5]
隨著陶窯的發展,人們發明了各種封閉窯頂的辦法。其中一種是在封閉出氣孔後向內噴水,因此燒制後期窯室內氧氣減少,陶胎中的部分氧化鐵被還原為四氧化三鐵和氧化亞鐵,陶器呈現灰色。若火膛柴草過量,則游離的炭黑會均勻滲入陶胎,製成的陶器呈黑色。[3]黑陶最早出現於河姆渡文化晚期[6],但大量的黑陶出自龍山文化時期。龍山黑陶含鐵量較高,坯體中存在很多石英等殘片和大量氣孔,強度較之前的陶器有質的提升。其大致的製作過程是:精心篩選原料、快輪成型後打磨坯體外表,最後採用溫度1000℃左右的豎穴窯燒成。[7]龍山黑陶中有一種陶胎像蛋殼一樣薄(最薄處僅0.1-0.2mm)、重量極輕、漆黑黝亮、做工精緻的品種,稱為蛋殼陶,常帶有著鼻、耳、蓋、流足、扣首等豐富飾物。只有保證泥料極細、滲碳工藝純熟,才能燒制好這種陶器。[8]
羅家角文化遺址、大溪文化遺址、仰韶文化晚期遺址中出土過一種表里、胎質均為白色的陶器,稱為白陶。到了大汶口文化和龍山文化時期,白陶的燒造已較為普遍。白陶的Fe2O3含量偏低,Al2O3含量則較高,故而燒制後呈白色。早期的白陶是以輝石、角閃石、綠泥石或滑石的風化產物構成,而後來則轉而使用高嶺土和高鋁黏土。
新石器時代晚期,長江流域出現了印紋硬陶。商代的硬陶多見於今天的浙江、江西,器物內壁多有墊窩痕跡,西周的硬陶則多見於長江流域,而到了春秋時期,硬陶在吳越地區依然流行。硬陶所用的粘土有精製的瓷石類粘土、紫金土、海濱沉積土等,質地較純、氧化鐵含量較低,燒成溫度在ll00℃左右,有的陶片樣本燒成溫度甚至高達1280℃。
1993年,上海的馬橋遺址(約距今3900年一距今3500年)中出土了中國最早的高溫釉陶瓷,其燒制溫度為1150℃-1180℃。商周時期遺址和墓葬更大量出土了原始瓷器。這些原始瓷胎體堅硬,胎質比硬陶細膩,胎色為灰白、青灰、黃白或灰褐色,釉層稀薄,薄厚不勻,釉色為淡綠色、灰綠色、黃綠色或灰褐色。原始瓷的燒制溫度約1200℃,胎質取材於南方的瓷土,釉則採用石灰釉,燒成後基本不吸水。[10]不過,原始瓷畢竟沒能完全脫離陶器範疇,有的原始瓷原料中混有大量石英砂顆粒,施釉的均勻程度較差。瓷胎中含有莫來石晶體,亦含有一定量的玻璃相和氣孔。
低溫鉛釉陶最初出現於漢代,它是在700-900℃的溫度下燒成,釉中加入鉛是為了降低釉的熔點。這種陶器胎質燃燒並不充分,比較容易滲水。當時人們已認識到鉛的毒性,故避免將低溫釉器皿用於飲食。[12]到了唐代,出現了一種民間燒制的彩色鉛釉陶——唐三彩。它用粘土作胎,先經1100℃左右的高溫素燒,然後用銅、鐵、鈷、錳等元素的礦物和鉛的氧化物所製成的著色劑上色,再經900℃左右的溫度燒制而成。目前發現的大規模唐三彩窯址集中在陝西西安和河南洛陽。由於有CuO、CoO、Fe2O3、SiO2等成分,故而成品呈現綠、藍、黃、白等釉色。
宋代時,紫砂陶開始展露頭角,它與普通陶器的區別是Fe2O3含量較高。其原料紫砂土主要是粘土,亦含有石英、鐵質礦物等成分。經過破碎、細磨、陳腐幾道前期工藝,紫砂土中的鐵質形成含鐵膠體或高塑性陶泥。成型、乾燥之後,經1100℃左右的溫度燒制,生成莫來石、尖晶石、堇青石、高溫石英等物質,得到成品。
東漢末期
原始瓷器的燒造技術有了極大的提高,發展處了真正的瓷器——青瓷。青瓷右釉面光澤。釉胎結合牢固,燒制溫度為1260-1310℃。[15]最早的青瓷集中在南方地區,約在北朝時期才傳至北方。北方的青瓷Al2O3、SiO2、Fe2O3含量較低,釉色均勻程度較差。[16]
隨著制瓷水平的提高,胎釉中的含鐵量逐漸為人所控制,白瓷應運而生。早期的白瓷有時會出現釉色泛青的現象,在北方發展較快。
本草和煉丹術
遠古至漢代
“本草”一詞最早出現於漢初,是我國古代中藥學的統稱。商代以前,先民往往把疾病歸於神譴或惡鬼附體。而到了周代,醫藥有了一定發展,逐漸發現了一些有醫療保健作用的食物。東周時期的《山海經》就記載了124中藥材,包括動物藥66種、植物藥51種、礦物藥2種、水土類2中,未詳3種。但那時仍是巫醫不分,醫藥只是運用法術的一種附屬。
魏晉南北朝
魏晉時期,道教活動進一步發展,煉丹術逐漸成熟。東晉葛洪所撰《抱朴子·內篇》對靠自我修煉和服食金丹的兩種養生方法做了述評,其中《金丹》、《仙藥》、《黃白》三篇尤其為世人所重。其中提到一種“九轉神丹”,以赤鹽(含氧化汞)、艮雪(氯化汞和氯化亞汞)、玄白(醋酸鉛)為原料,反覆精煉之後得到“還丹”(成分可能為氧化汞)。[25]《黃白》還公開了一些他收集到的黃白術方,強調製作金銀是延年而非致富的手段。[26]