道教煉丹術與唐代化學
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在華夏五千年文明史中，煉丹術萌芽於戰國，奠基於秦漢，成長於魏晉南北朝，鼎盛於唐宋，明清走向衰落。煉丹術是中國古代化學的核心內容，道教徒在煉丹活動中積累了豐富的化學知識和實踐經驗，無意中取得了眾多舉世聞名的化學成就，如火藥的發明，硫酸的製取以及冶金技術的進步等，推動了世界科學技術的進步。在道教長生不死、羽化登仙的宗教目標的推動下，煉丹術（原始化學）經過秦漢魏晉南北朝的醞釀，在唐朝發展到頂峰。煉丹術（原始化學）是道教徒用來實現其長生不死、羽化登仙宗教目標的工具。
《史記》記載了最早和煉丹有關的活動：一是秦始皇求仙藥之事迹，「悉召文學方術士甚眾，欲以興太平，方士欲練（同「煉」）以求奇葯」。二是李少君為漢武帝煉丹，「少君言上曰：『祠灶則致物，致物而丹沙（砂）可化為黃金』」。至唐煉丹活動普遍流行，不僅儒家以及其他世俗之人參與煉丹，甚至許多佛教徒亦參與其中他們將金丹術中的知識與技術傳播到世俗生活中，推動唐代化學的進步。煉丹過程中需要的煉丹原料、燒煉得到藥物以及燒煉方法等都與化學息息相關。
一、道教煉丹術與唐代抽砂鍊汞技術
「抽砂鍊汞」中「砂」指丹砂，「汞」即水銀，抽砂鍊汞技術是通過丹砂製得水銀的技術。丹砂是水銀和硫磺的天然化合物，是道教徒煉製水銀的主要礦物原料。戰國時期，人們就有了丹砂與黃金共生的知識，《管子·地數篇》記載「上有丹砂，下有黃金。」這是戰國時期人們尋找丹砂黃金的經驗總結。
唐以前雖已有生產水銀的技術，但產量低。唐時人們發明了大量製取汞的新方法，即上火下凝法。唐陳少微《大洞煉真寶經九還金丹妙訣》記載，《龍虎還丹訣》中亦有關於「上火下凝法」的記載。在唐代上火下凝法抽砂鍊汞技術的基礎上，人們繼續使用上火下凝的原理，改進了抽砂鍊汞的裝置，不再使用竹筒作為反應裝置，而是採用石榴罐式和未濟式。其中宋道書《金華沖碧丹經秘旨》記載了石榴罐式抽砂鍊汞法，其所用反應裝置上為石榴罐，下為坩堝。
未濟式抽砂鍊汞法在宋時的應用或許較石榴罐式及其他抽砂鍊汞法廣泛，宋代典籍中多處記載了該種方法，北宋蘇頌《圖景本草》中記載的未濟式抽砂鍊汞法所用反應裝置為上下兩罐南宋周去非《嶺外代答》亦記載一種未濟爐式抽砂鍊汞法，其裝置為上下鐵釜。宋道書《修鍊大丹要旨》也記載了一種未濟爐式抽砂鍊汞法，其裝置上為坩堝下為瓶和土窯。上火下凝法抽砂鍊汞技術發展到宋代，反應裝置發生了巨大變化，人們不再使用竹筒作為反應器和冷凝器，而改用石榴罐、坩堝、瓶、土窯、鐵釜等器皿。上火下凝抽砂鍊汞的化學方程式是：
HgS+O2=Hg+SO2（條件是高溫）
與唐代使用竹筒相比，宋代使用的這些器皿具有耐火、耐高溫、氣密性良好等特點。需要指出的是，宋代對抽砂鍊汞的改進在於具體容器，對於抽砂鍊汞的原理仍沿用唐代煉丹家所發明的上火下凝抽砂鍊汞的新方法，是一種比較優良的大量製取單質汞的方法。
二、道教煉丹術與唐代硫化汞的合成技術
硫化汞即上文論及的丹砂。唐以前人們就能合成硫化汞了，文獻典籍中有多處相關記載，東晉成書的《神仙養生秘術》中記載將硫黃於鐵姚內鎔開，次下水銀於硫黃內，一處炒成砂與。「砂」即為硫化汞。化學反應方程式為：
Hg+S=HgS（條件是高溫）
東晉葛洪《抱朴子內篇》之《金丹》篇亦有硫磺與水銀合成硫化汞的記載，僅是放入反應物的先後順序以及操作方法有所不同。
除此之外，《周易參同契》中「硫磺燒豫章，泥汞相煉飛」 記載了硫化汞的合成。狐剛子《五金粉圖訣》中「硫磺功能變銀、化汞」 亦是人工合成硫化汞的例證。
在實驗操作上，唐時製取硫化汞亦比唐以前精細許多。唐以前不管是《神仙養生秘術》中記載的「先將硫黃於鐵姚內鎔開，次下水銀於硫黃內，一處炒成砂與。」還是東晉葛洪《抱朴子內篇》之《金丹》篇記載的「用巴沙汞置八寸銅盤中，以土爐盛炭，倚三偶，塹以枝盤，以硫黃水灌之，常令如泥」其具體操作法十分簡單亦十分粗糙。而唐陳少微《大洞煉真寶經九還金丹妙訣》的操作方法卻是相當精確，步驟清晰，與近現代化學的實驗操作較接近。
三、道教煉丹術與唐代煉銅技術
唐時人們識得的銅化合物不僅在種類上超過了兩漢，而且已經能清楚地說出不同銅化合物的產地、性狀以及在製取銅（紅銀）方面不同銅化合物的優劣。僅就能製取銅的諸青而言，《龍虎還丹訣》記載：凡青有數十種，曾青最為上......不僅描述了唐時已有數十種青，且較詳細地說明了如曾青、空青、崑崙頭青、白甘青、偏青、白青、魚目及善青等諸青的產地、性狀。
唐時煉丹家們在水法煉銅技術上已經取得重大成就，在宋朝大規模的應用於生產。膽銅的年產量曾達到1874427.5斤 。北宋末年經政府大規模推廣，大觀年間，膽銅產量約佔當時銅總產量的15%，南宋乾道年間更增至81% 。
四、道教煉丹術與唐代銅砷合金的煉製
銅砷合金是道教徒在煉丹活動中發明的，從顏色上看有兩種：砷黃銅和砷白銅，主要是因為兩種合金中的含砷量不同。東晉葛洪在其《抱朴子內篇》卷16《黃白篇》中記載了兩種用雄黃和銅製得砷黃銅的方法。《名醫別錄》亦記載：「雄黃……得銅可作金。」 有關砷白銅的最早記載見東晉成書的《神仙養生秘術》，唐以前道教徒們已經能夠煉製砷銅合金了，這雖與道教徒的煉丹信仰與煉丹活動密切相關，但他們是在無意識中發明了砷黃銅與砷白銅的。其中煉製砷白銅所用原料及操作方法在《神仙養生秘術》有記述。
唐時煉製砷白銅不僅原料種類有所減少，且在操作上先用砒黃、雌黃、衚衕律等製成砒霜，然後用砒霜製取砷白銅。唐金陵子《龍虎還丹訣》中記載：砒黃三十兩……雌黃八兩……升煉所得砒霜即用來煉製砷白銅。
結 論
道教煉丹術在唐代達到鼎盛，一方面得益於唐王朝奉老子為祖先，尊道教為國教的大力支持，使得丹道和黃白理論大放異彩；另一方面得益於唐代嗜金丹成風的社會氛圍，進一步促進了煉丹術的發展。唐時不僅有上至帝王將相，下至黎民百姓嗜金丹成風的社會氛圍，又除道教以外，有儒家、醫家甚至佛教中人參與煉丹活動。在這樣的社會氛圍的影響下，煉丹術達到鼎盛，即煉丹術的發展與道家有著密切的關係。道教徒在前人取得的煉丹術成就基礎上，對唐代煉丹術（即化學）產生了重要影響，並在許多方面取得了令人矚目的成就。通過對比我們發現：抽砂鍊汞方面，與唐以前採用低溫焙燒和下火上凝法制汞不同，唐代道教徒發明了大量製取汞的新方法，即上火下凝法，這種方法有諸多優點。在硫化汞合成技術方面，唐代道教徒在合成硫化汞時開始注意控制硫的氧化損失，從而在硫磺用量上比唐以前少一兩。除此之外，與唐以前相比，唐代製取硫化汞在實驗操作上更加精細。在煉銅方面，唐代道教著作中所記載的銅化合物不僅在種類上超過了兩漢，而且較詳細地記載了不同銅化合物的產地、性狀以及在製取銅（紅銀）時不同銅化合物的優劣。在銅砷合金煉製方面，唐代煉製砷白銅不僅原料種類有所減少，在操作上亦有變化，即先用砒黃、雌黃、衚衕律等製成砒霜，然後用砒霜製取砷白銅。唐以後，隨著唐王朝的衰落以及道教徒對所煉得丹藥毒性的逐步認識，道教金丹術逐漸走向沒落，逐漸被道教內丹所取代，然道教徒們在煉製丹藥過程中所取得的部分化學成就卻被後世傳承下來。如抽砂鍊汞技術在唐以後得到繼續發展，水法煉銅技術也被後世大規模地應用於生產實踐。
（本文節選自劉芳著《道教與唐代科技》，中國社會科學出版社，2016年版）
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