熱點在線丨煉金術是如何“改邪歸正”的？

在一座古老的城堡里，有一間狹小的房間，房間里有一個石頭做的爐子，爐火熊熊燃燒，空氣中彌漫著煙霧。房間里還有一些奇形怪狀的玻璃器皿，桌上雜亂無章地擺著許多杯子。兩個身著黑衣的人影趴在爐子前，注視著一個咕咚咕咚冒泡的罐子。他們滿腦子都在想：煉金術成功了嗎？金子，被提煉出來了嗎？

那時是16世紀中葉，整個歐洲的煉金術士都在嘗試用普通的金屬煉出金子，可惜，他們最終都失敗了。但是，他們積累的大量經驗，讓后人開創了一門嶄新的學科——化學。

現在，讓我們從頭說起。

【資料圖】

古老的秘密

煉金術士這個職業可以追溯到古埃及的鐵匠和玻璃匠人。幾千年前，這些手藝人掌握著煉銅、銀和金的技藝。他們似乎只要把一些金屬混在一起，就能制造出看起來像金子的黃銅；他們還會制作玻璃，然后用金屬粉末給玻璃上色，偽造成昂貴的寶石。這些事情在其他人看來簡直太神秘了，甚至有些邪門了。

與此同時，古希臘人在思考更宏大也更復雜的問題：世間萬物是由什么組成的？是什么讓石頭成為一塊石頭，而不是一棵大樹？一種東西是怎樣轉化成另一種的？

土、氣、水、火

亞里士多德有一個大膽的想法：世間萬物都是由4種基本“元素”組成的——土、氣、水和火。他用木頭燃燒的現象來佐證自己的觀點：首先，木頭里一定含有火“元素”，因為燃燒時有火焰冒出來；燃燒時的水蒸氣說明木頭里含有水“元素”；燃燒后的灰燼是土“元素”的一種，而煙可以看作一種氣“元素”。物質的不同之處，就在于這4種元素的組成比例不同。

如果亞里士多德是對的，那么把一種東西變成另一種東西就是可行的——或者更直白地說，把鉛變成金子是完全可以做到的，只要加一點土或者火，讓鉛的物質組分變得跟金子一樣就行了。這個想法現在看來當然荒謬至極，但是在那個年代，它聽上去相當靠譜，鼓舞著一代又一代煉金術士做出努力。

煉金術士還相信，金屬是從土里長出來的，就像植物從土里發芽、生長一樣。礦工們時不時就能在鉛礦中淘到金子，這不正說明鉛能變成金子嗎？那么，怎樣能讓這一變化進行得快一些呢？他們開始了各種嘗試。

一些煉金術士認為，這一變化是由一種奇妙的物質激發的，它能促使物質之間發生轉化，能治愈疾病，吃了它還能長生不老。他們管這種奇妙的物質叫“點金石”。許多煉金術士為了找到它，獻出了自己的生命。

陰錯陽差的發現

在14世紀之后，全歐洲的煉金術士都在烏煙瘴氣的作坊里埋頭苦干，希望能找到所謂的點金石。

他們把很多金屬和其他物質混合在一起，看看能發生些什么。他們把磨碎的石頭放在爐子上烘烤，并且用酸來溶解這些石頭。雖然這些嘗試并沒有什么科學依據，但是通過這些實驗，煉金術士獲得了很多有用的經驗：他們發現有的溶液在加入不同金屬之后能變色，他們知道了怎樣分辨金子和黃銅，他們制備了持久不會褪色的新型染料，他們用醋和酒制備出強酸。他們發明的一些實驗工具和方法，被化學家沿用至今。

一位名叫亨寧·布蘭德的煉金術士認為，人的小便中可以提煉出金子，因為這兩者都是黃色的。于是，他收集了50桶尿液，把它們燒至沸騰，冷卻后儲存起來，等顏色變黑之后進行蒸餾，直到只剩一塊小小的固體。

那是金子嗎？顯然不是。布蘭德得到的固體是白色的，質地有些像蠟，它在黑暗中能發光，暴露在空氣中時能點燃。它是什么呢？憑借今天的化學知識，我們不難猜到那是磷——布蘭德偶然間發現了磷元素。

嶄新的學科

到了17世紀，一些年輕的煉金術士開始質疑亞里士多德的觀點：萬物真的是由土、氣、火、水組成的嗎？

羅伯特·玻意耳就是這批提出質疑的煉金術士之一。在一次實驗中，玻意耳注意到，一塊密封在罐子里的、完全隔絕了空氣的木頭并沒有燃燒，這意味著火這個“元素”不是存在于木頭里的，反倒像是從空氣里“借”來的。現在我們知道，玻意耳的推測是對的，燃燒確實需要依靠空氣里的氧氣。

玻意耳還提出了另一個問題：既然元素是組成一切物質的基本單元，那么它們就不可能再被分解成更簡單的成分。但是事實上，玻意耳從土、氣和水中都能分離出更簡單的成分，這就意味著，它們一定不是真正的組成物質的基本單元。

玻意耳由此做出假設，真正的元素應該是像銅這樣的、不能被進一步分解的物質。煉金術士已經找到了一些這樣的元素，例如金、銀、硫、磷，而這個名單還在不斷增加。現在我們已經發現了近120種元素，每一種元素的原子都有不同的原子半徑，原子可以直接組成物質，也可以先組成分子，再由分子組成物質。

玻意耳還測量了物質發生變化前后的質量、體積等，做了詳細的筆記，并且把他的筆記保無保留地與其他科學家分享。他希望其他科學家能重復自己的實驗，因為只有大量的重復實驗，才能證明他的觀點是正確的。也正是這樣的實踐，讓煉金術成為真正的科學。

又過了一個世紀，一位名叫拉瓦錫的化學家最終揭開了木頭燃燒的真相：木頭并不會釋放土、氣、水和火，燃燒釋放的熱量讓木頭中的有機分子從中間斷裂，碳原子和氫原子與氧原子結合，成為幾種新的物質——二氧化碳、水蒸氣和灰燼。

從那以后，人們開始用科學的方法看待并回答最初的那個問題：世間萬物是由什么組成的？不同物質的本質區別是什么？它們是怎樣從一種東西變成另一種的？

科學家用化學的方法繼續從事相關的研究，煉金術這個“邪門”的技藝終于退出了歷史舞臺。煉金術士始終沒能把鉛變成金子，但是他們留下了更寶貴的財富——一門嶄新的學科。

本文來自《科學畫報》

標簽： 煉金術士 亞里士多德 改邪歸正 科學畫報 發生變化