公元700-800年,孫思邈在《硫磺法》中記載了黑火藥的三種成分(硝酸鉀、硫磺和木炭)。火藥在13世紀傳入阿拉伯,在14世紀傳入歐洲。
公元前200- 400年煉金術在中國興起。魏伯陽的《周易參同契》和葛洪的《抱樸子》記載了汞、鉛、金、硫等數十種藥物的特性和配制。公元750年,中國煉金術士傳入阿拉伯。唐朝的華茂是公元800年世界上第壹個發現氧氣的人。世界紀錄協會最早發現氧氣的世界紀錄是唐代的華茂,比英國的普裏斯特利(1774)和瑞典的舍勒(1773)早了約1000年。
中國是“纖維之王”……絲綢的故鄉。公元前2000年,中國已經會養蠶了。公元200年,養蠶技術傳入日本。
公元前600年,中國已經掌握了冶鐵技術,比歐洲早1900多年。公元前200年,中國制造出了球墨鑄鐵,比英美早了2000年。
中國在1000多年前就能冶煉鋅,比歐洲早400年。
公元前2000年,中國已經能夠熔化和鑄造銅。中國在公元前1700年開始冶煉和鑄造青銅。900多年來,我國的膽汁浸銅法是世界上最早的濕法冶金技術(置換法)。
1700多年前,中國已能冶煉鉛和銅鉛合金。
公元前8000年至6000年,中國制造了陶器。公元200年,中國掌握了制瓷技術。
3000多年前,中國使用天然染料染色。
中國是世界上最早發現漆料並制作漆器的國家,約有7000年的歷史。
中國從公元前4000-3000年就開始釀酒了。公元前1000年,中國已經掌握了制曲技術,比歐洲的“澱粉發酵法”早2000多年。
3000多年前,我們的祖先發現了石油。古書“河中有火”是指從地下流出的油溢出到水面燃燒。宋代沈括在《孟茜筆談》中首次記載了石油的用途,並預言“此物將流行於世”。世界上最早開發利用天然氣的是中國四川的瓊和陜西的洪門。
我們的祖先很早就使用木炭和石炭紀(也叫黑炭,就是煤),但歐洲人在16世紀就開始使用煤了。
1939年,我國化學專家侯提出了“聯合制堿法”,1939年,侯完成了世界上第壹部純堿工業專著《純堿生產》。
1965年,中國在世界上率先用人工方法合成了活性蛋白…結晶牛胰島素。(因為簽名,諾貝爾化學獎與中國人擦肩而過。)
20世紀70年代,中國獨創的無氰電鍍工藝取代了有毒的氰化物電鍍,這在世界電鍍史上是壹個創舉。
1977年,中國發現了世界上最大的鉆石…常林鉆石。
世界海鹽產量5000萬噸,其中中國產量超過13萬噸,居世界第壹。早在3000多年前,中國就利用海水制鹽,是世界上制鹽最早的國家。
中國有世界上已知的140多種有用礦物。它是世界上最早冶煉礦物的國家。根據目前的考古資料,我國的陶器生產可以追溯到新石器時代早期,距今已有壹萬多年的歷史。20世紀60年代以來,許多遺址發現了大量早期陶器,如江西萬年縣仙人洞、桂林竹皮巖、柳州大龍潭鯉魚嘴、桂林妙言、湖南道縣玉蟾巖、河北徐水南莊頭、陽原余家溝等。這些陶器是由鐵熔粘土混合石英砂和其他碎屑制成的。坯體為手工捏制,胎壁厚而不均勻,燒成溫度低,質地柔軟,呈褐色,深淺不壹。【1】最早的陶器可能是將陶坯烘幹後直接用篝火燒制而成,極其易碎,很難見到殘存的完整陶器。直到很晚的歷史時期,中國東北和北方的壹些少數民族仍在使用這種露天燒制方法。
隨著文明的發展,人們逐漸掌握了用陶窯燒制陶器的技術。早期的陶窯壹般都是在坡地上開鑿的。窯室位於火池上方,中間由火道和火孔連接。火室內的火焰通過火道和火眼進入,自下而上流動,最後從窯頂排出。由於對進入窯室的空氣缺乏控制,氧氣往往過量,因此陶器中的鐵會被氧化成Fe2O3,制成的陶器呈紅色。紅陶是黃河中遊新石器時代中期仰韶文化的代表。[3]彩陶是壹種具有多彩花紋的陶器,最早發現於前仰韶文化的白家文化和北首嶺早期文化(距今7800-7100年)。有兩種類型的裝飾圖案:對稱的幾何圖形和象形圖案,其中魚圖案是半坡類型的標誌。【4】制作彩陶的壹般流程是:選取可塑性高的粘土,去除雜質,加水制成細泥。通過慢輪牽引修改形狀,幹燥並塗上天然顏料,最後在約950℃的溫度下燒結。顏料有黑色、紅色、白色等。其中黑色顏料主要由鐵錳礦粉制成,應用廣泛。長江中遊屈家嶺文化的薄殼彩陶,是用煙熏的方法上色的。[5]
隨著陶窯的發展,人們發明了各種封閉窯頂的方法。其中壹種是封住出風口後向內噴水,這樣燒成後期窯內氧氣減少,陶器中的部分氧化鐵還原成四氧化三鐵和氧化亞鐵,陶器呈灰色。如果火室內的柴火太多,遊離炭黑會均勻地滲入陶胎,制成的陶就會發黑。[3]黑陶最早出現在河姆渡文化晚期[6],但大量黑陶出自龍山文化時期。龍山黑陶含鐵量高,體內有許多應時等碎片和大量氣孔,強度較以前的陶器有質的提高。壹般的制作工藝是:精選原料,快速車輪成型後打磨坯體外觀,最後在溫度約為1000℃的立孔窯中燒制。【7】龍山有壹種黑陶,薄如蛋殼(最薄處只有0.1-0.2mm),重量極輕,黑亮,做工精致。稱為蛋殼陶,常有鼻、耳、蓋、足、扣等豐富的飾物。只有保證粘土極其細膩,滲碳工藝嫻熟,這種陶器才能燒得好。[8]
晚期在羅家角文化遺址、大溪文化遺址、仰韶文化遺址出土了壹種白色陶器,稱為白陶。到了大汶口文化和龍山文化時期,燒制白陶變得更加普遍。白陶中Fe2O3含量低,而Al2O3含量高,所以燒制後呈白色。早期的白陶由輝石、閃石、綠泥石或滑石的風化產物組成,後來轉為高嶺土和高鋁粘土。
新石器時代晚期,長江流域出現了印花硬陶。商代硬陶多見於今浙江、江西壹帶,器物內壁多有墊料痕跡。西周時期的硬陶多見於長江流域,但春秋時期,吳越地區仍流行硬陶。硬質陶瓷用的粘土有精制瓷土、紫砂土、濱海沈積土等。,質地純凈,氧化鐵含量低。燒成溫度在1100℃左右,有些陶瓷樣品的燒成溫度甚至高達1280℃。
1993年,馬橋遺址出土了中國最早的高溫釉陶瓷(距今約3900-3500年),其燒成溫度為1150℃-1180℃。在商周時期,遺址和墓葬中出土了更多的原始瓷器。這些原始瓷體堅硬,胎質比硬陶更精細。胎色為灰色、藍灰色、黃白色或灰褐色,釉層薄而不均勻。釉色淺綠、灰綠、黃綠或灰褐色。原瓷燒成溫度約為1200℃,胚為南方瓷土,釉為石灰釉,燒成後基本不吸水。[10]但是,原始瓷器畢竟不能完全脫離陶器的範疇。原始瓷器的壹些原料中摻有大量的石英砂顆粒,釉面均勻性差。瓷胎中含有莫來石晶體,以及壹定量的玻璃相和氣孔。
低溫鉛釉陶最早出現在漢代。它是在700-900℃下燒制的。鉛被添加到釉料中以降低釉料的熔點。這種陶器燃燒不充分,容易滲水。當時人們已經意識到了鉛的毒性,所以在飲食上避免使用低溫釉器皿。【12】唐代出現了壹種民間燒制的彩鉛釉陶——唐三彩。它是以粘土為胎,先經1100℃左右高溫燒制,再用銅、鐵、鈷、錳等礦物質和氧化鉛制成的著色劑著色,再經900℃左右高溫燒制而成。目前,規模較大的唐三彩窯址集中在陜西Xi和河南洛陽。由於含有CuO、CoO、Fe2O3、SiO2等成分,成品出現青、藍、黃、白等釉色。
到了宋代,紫砂陶器開始嶄露頭角,它與普通陶器的區別在於Fe2O3的含量較高。其原料紫砂主要是粘土,還含有應時、鐵礦物等成分。紫砂土中的鐵經過破碎、細磨、陳化等幾個初步過程,形成鐵膠體或高塑性粘土。成型幹燥後,在1100℃左右燒成,生成莫來石、尖晶石、堇青石、高溫應時等物質,得到成品。原始瓷器的燒制技術有了很大的提高,發展出了真正的瓷器——青瓷。青瓷的釉面光澤。釉與胎結合牢固,燒成溫度1260-1310℃。[15]最早的青瓷集中在南方地區,北朝時期才傳到北方。北方青瓷Al2O3、SiO2、Fe2O3含量低,釉色均勻性差。[16]
隨著制瓷水平的提高,胎釉中鐵的含量逐漸被人們所控制,白瓷應運而生。早期白瓷有時會出現藍釉現象,在北方發展很快。
本草和煉金術
從古代到漢代
“本草”壹詞最早出現在漢初,是中國古代中藥的總稱。在商朝之前,祖先們常常將疾病歸咎於神或惡靈。到了周代,醫學有了壹定程度的發展,逐漸發現了壹些具有醫療保健功能的食物。東周《山海經》記載中草藥124種,其中動物藥66種,植物藥51種,礦物藥2種,水土藥2種,未知3種。但那時候還是巫醫,藥只是使用法術的附屬品。魏晉時期,道教活動進壹步發展,煉丹術逐漸成熟。東晉葛洪的《抱樸子內篇》評論了修身養性和服仙丹兩種養生方法,其中《仙丹》、《仙藥》、《黃白》三篇尤為世人所看重。其中提到壹種“九轉沈丹”,是以紅鹽(含氧化汞)、根雪(氯化汞、氯化亞汞)、白萱(醋酸鉛)為原料,經過反復提煉後得到的“還丹”(成分可能是氧化汞)。[25]黃白還公布了他收集的壹些黃柏主方,強調制造金銀是延年益壽的手段,而不是致富的手段。[26]