矣蟹鹚乱病！�2从而否定了五色粲然与佛有关正确地认识2《梦溪笔谈》卷19“器用”。
1《毛诗名物解》卷2“释天·虹”。
2《演繁露》卷9。
3《本草衍义》卷4“菩萨石”。
1《云林石谱》卷中。
2《演繁露》卷9“菩萨石”。
到“此之五色无日则不能自见”。
关于透光镜沈括对透光镜的制造及透光机理有深入的研究。他写道：“世有透光鉴鉴背有铭文凡二十字字极古莫能读。以鉴承日光则背文及二十字皆透在屋壁上了了分明。人有原其理以谓铸时薄处先冷唯背文上差厚后冷而铜缩多。文虽在背而鉴面隐然有迹所以于光中现。予观之理诚如是。然予家有三鉴又见他家所藏皆是一样文画铭字无纤异者形制甚古唯此一样光透其他鉴虽至薄者皆莫能透意古人别自有术。”3沈括推测在铸镜的冷却过程中因镜的厚薄不同各部分冷却的快慢不同因而各处收缩率有差别使得镜面产生细微的曲率差异在反射日光时就会显示出背面图案。
第五节电和磁静电、静磁及物体的导电性张邦基在《墨庄漫录》中记述了孔雀毛的静电感应现象：“孔雀毛箸龙脑则相缀。禁中以翠尾作帚每幸诸阁掷龙脑以辟秽。过则以翠尾扫之皆聚无有遗者。亦若磁石引针、琥珀拾芥物类相感也。”1可见静电感应现象已在当时宫廷中得到应用。
这时期人们还认识到磁石的吸铁性（即磁力）可以不被其他物质（除铁磁物质外）所阻碍隔断。张君房在《云笈七弧分兄赋觯骸按攀涓羟庇Α！崩嗨频募鞘錾醵唷�
雷电是人们自古就进行观察的自然现象。此时人们已注意到不同性质的物体遭雷击后的情况不同。沈括《梦溪笔谈》记载：“内侍李舜举家曾为暴雷所震其堂之西室雷火自窗间出赫然出檐。人以为堂屋已焚皆出避之。及雷止其舍宛然墙壁窗纸皆黔。有一木格其中杂贮诸器其漆器银■者银悉熔流于地漆器曾不焦灼。有一宝刀极坚钢就刀室中熔为汁而室亦俨然。”2庄绰的《鸡肋编》卷下也有类似的记载。
磁偏角和磁倾角的最早记述地球近似为球形且地球的南北磁极与地理上的南北两极并不重合。在地球表面任何一点地磁子午线与地理子午线之间的夹角称为磁偏角；磁针指向与水平面之间的夹角称为磁倾角。北宋初年曾公亮在《武经总要》中记述了制造指南鱼的方法：“以薄铁叶剪裁长二寸阔五分尾锐如鱼形置炭火中烧之候通赤以铁钤钤鱼出火以尾正对子位蘸水盆中没尾数分则止以密器收之。用时置水碗于无风处平放鱼在水面令浮其3《梦溪笔谈》卷19“器用”。
1《墨庄漫录》卷1。
2《梦溪笔谈》卷2o“神奇”。
常南向午也。”1这里加热是使铁磁物质中的磁畴增加动能在地磁场作用下由混乱变为规则排列然后经过急剧冷却而固定下来。以鱼尾正对北极且略向下倾斜为的是最大程度地利用地磁感应使之磁化。这段话隐含了关于磁偏角与磁倾角的知识。沈括也指出：“方家以磁石磨针锋则能指南然常微偏东不全南也。”2这是对磁偏角的次明确记述。稍后在寇宗姡А侗静菅芤濉贰⒃臁兑蚧奥肌分卸加泄赜诖牌堑募鞘觥�
人工磁化制造磁体上引曾公亮所述制指南鱼的方法即是利用地磁感应磁化的方法。沈括所述的是利用摩擦感应磁化的方法即利用天然磁石的磁场作用使钢针内部的磁畴按磁石极性的方向规则排列从而使整根针显现出磁性。沈括还说到：“以磁石磨针锋则锐处常指南亦有指北者恐石性亦不同南北相反理应有异未深考耳。”3当时对磁体性质的了解还是很有限的。
指南针及其应用曾公亮所说的指南鱼在行军需要时可把它浮在水面上指示方向。但是这种磁化方法所获得的磁性很弱难以实用。沈括指出：“方家以磁石磨针锋则能指南然常微偏东不全南也。水浮多荡摇。指爪及碗唇上皆可为之运转尤但坚滑易坠不若缕悬为最善。其法取新纩中独茧缕以芥子许蜡缀于针腰无风处悬之则针常指南。”1沈括介绍的磨制磁针的方法简便易行且有实用价值。他还介绍了安置磁针的四种方法：“水浮”、置“指爪及碗唇上”和“缕悬”。当时水浮法应用较多曾公亮的指南鱼亦用此法但沈括指出了这种方法的缺点是“水浮多荡摇”。对于放在指甲上或碗口边沿上的方法虽然转动灵活但“坚滑易坠”。比较之下沈括认为在磁针中部涂一点点蜡粘上一根蚕丝挂在无风的地方即“缕悬”这是最好的方法。
沈括所述的水浮及缕悬法在稍后寇宗姡У摹侗静菅芤濉分幸嘤屑鞘觯骸耙哉牒峁岬菩母∷弦嘀改稀保弧叭⌒骆卸缆埔园虢孀有砝河谡胙薹绱Υ怪蛘氤Ｖ改稀！�2南宋陈元靓记载了当时流行的指南鱼和指南龟：“以木刻鱼子如母指大开腹一窍陷好磁石一块子郤以臈填满用针一半佥从鱼子口中钩入令没放水中自然指南以手拨转又复如出。”“以木刻龟子一个一如前法制造但于尾边敲针入去用小板子上安以竹钉子如箸尾大龟腹下微陷一穴安钉子上拨转常指北须是钉尾后。”1但这些当时多用于幻术。
1《武经总要》前集卷15“乡导”。
2《梦溪笔谈》卷24“杂志一”。
3《梦溪笔谈·补笔谈》。
1《梦溪笔谈》卷24“杂志一”。
2《本草衍义》卷5“磁石”。
1《事林广记》卷1o（此书有多种版本文字也多有不同）。
初期的指南针很可能并没有配以固定的方位盘装置。但是不久之后就展为磁针和方位盘联成一体的罗经盘或罗盘。南宋曾三异在《因话录》“子午针”条中说“地螺或有子午正针或用子午丙壬间缝针”这里的“地螺”即堪舆用的罗经盘。当时的罗盘一种是水罗盘即磁针横贯灯芯浮在水面上。北宋徐兢《宣和奉使高丽图经》记道：“是夜洋中不可住惟视星斗前迈。若晦冥则用指南浮针以揆南北。”2南宋朱继芳航海诗中也有“沉石寻孤屿浮针辨四维”的诗句。可见宋代已应用水罗盘于航海。另一种是旱罗盘上面所提到的在陈元靓《事林广记》中描述的指南龟可以说是我国古代旱罗盘的始祖。
指南针明之后很快就被应用于航海。这方面的记载甚多如北宋朱彧的《萍洲可谈》记载：“舟师识地理夜则观星昼则观日阴晦观指南针。”3南宋赵汝适的《诸蕃志》也说：“舟舶来往惟以指南针为则昼夜守视惟谨毫厘之差生死系矣！”4吴自牧的《梦粱录》也称：“风雨冥晦时惟凭针盘而行乃火长掌之毫厘不敢差误盖一舟人命所系也。”5由此可见指南针在当时航海中的重要性。
2《宣和奉使高丽图经》卷34“海道一·半洋焦”。
3《萍洲可谈》卷2。
4《诸蕃志》卷下“志物·海南”。
5《梦粱录》卷12“江海船舰”。
第九十一章化学第一节炼丹术两宋时期炼丹术仍很盛行。北宋时一些人依然热中于烧炼外丹如张邦基《墨庄漫录》卷3载：章盛于宋真宗时“炼丹一炉在翰林金丹阁日供炭五秤”至宋神宗熙宁元年“犹养火不绝”“其丹作铁色。”“张忠定公安道居南都炼丹一炉养火数十年。”炼丹持续时间之长可见其人迷恋之深。6游《老学庵笔记》卷9载：“（徽宗）宣和末又以方士刘知常所炼金轮颁之天下神霄宫名曰神霄宝轮。知常言其法以汞炼之成金。”蔡絛《铁围山丛谈》卷6载：宋太宗时得巧匠“造金带得三十条”。但是不少炼丹术士实际上是江湖骗子专以炼制伪金和伪银的方术骗人钱财搞得声名狼藉。尤为严重的是由于服食丹药中毒致死者屡见不鲜因而促使越来越多的人认识到所谓神丹仙药的危害性并对炼丹术采取了严肃的批判态度。如沈括就曾明确指出对炼丹术“不可不戒”。《本草衍义》的作者寇宗姡б仓赋觯骸吧鹩卸局劣谏比巳晕呀狻薄暗ど暗松袅斗儆胁蛔鞣险摺薄八胍┧涓饔蟹肷蠼饔卸竟室病！鄙踔亮把鹗辍钡哪隙颊虐驳酪彩恰暗こ刹桓曳苯峁挂晃患崆蠓痴咧卸局滤馈Ｔ谡庵智榭鱿碌搅四纤问逼诖邮律涨α豆耐獾な跻衙飨运ヂ溆氪送敝髡帕镀竦哪诘な醮笪耸⑵鹄础�
在这一时期出现了不少的炼丹术著作。下面列举的几种是较有代表性的从中可以了解当时的炼丹设备、炼丹方法及炼丹术的展情况等对于研究中国古代炼丹化学的成就具有重要的价值。
《丹房须知》吴悮撰成书于南宋孝宗隆兴元年（1163）。此书专讲炼丹的基本知识和注意事项如择友、择地、择井、造坛、造鼎、造炉、研磨、合药、采铅、用火、开炉、服食、禁忌等。书中虽字数不多但记载了一些重要的炼丹设备的图形如丹台、抽汞的蒸馏器、既济炉和未济炉、研磨器等。
《金华冲碧丹经秘旨》白玉蟾授孟煦撰成书于南宋理宗宣庆元年（1225）。此书对于炼丹设备的叙述很详细如石榴罐、水海等都是符合科学原理的。书中所载炼汞的“石榴罐法”等也很重要。其具体操作是在石榴罐中盛辰砂十两赤金（红铜）珠子八两磁瓦片塞口倒扑石榴罐在坩埚上埚内华池水二分。石榴罐与坩埚间合缝处用六一泥固济后加热石榴罐则其中的辰砂分解水银即溜入下面坩埚的醋里操作相当简便。曹元宇先生曾绘制了石榴罐炼汞示意图（图5）1。根据现代化学知识石榴罐中生的反应为：hgs＋netbsp；hg＋netbsp；的分解。曹元宇先生还曾集中介绍了中国古代炼丹家所用的各种设备（如图6—1o）1。1见曹元宇编著：《中国化学史话》江苏科学技术出版社1979年版第255页。1曹元宇：《中国古代金丹家的设备及方法》见王琎等著《中国古代金属化学及金丹术》科学技术出版社1957年版。
《诸家神品丹法》玄真子孟要甫编撰。这是一部选录各家炼丹方法而编成的丹书。其中记载了许多重要的化学史料如原始火药的明等。又如“化庚粉法”是讲制金粉的方法。这种方法是先将黄金炼赤投入水银制成合金再加入食盐研细然后蒸掉水银再溶解掉食盐就留下粉末状的黄金了。这必然是炼丹家经过长期摸索和多次实验而取得的成就。
《庚道集》全书分为9卷是《道藏》中记载各种丹法最详细和篇幅最大的一部炼丹术著作集。它是由元或明人汇编收录了元代及以前的一些丹法而其中成书年代可考者多出于宋代。在《庚道集》所收录的南宋丹经《丹阳术》中不仅有对中国炼丹家炼得单质砷的更确切的记载而且对其形态和性质有明确的描述。所用的方法是将砒石（as2o3）与草木药或蜜混合密闭烧炼并明确记载所得产物“色如银”“如黑角色甚硬”或“如玉银相似可爱”。此外还指出可用它直接与赤铜点化丹阳银（砷白铜）。这是中国古代炼丹化学中最突出的成就之一。
第二节药物化学宋代的本草学也很达出现了《开宝本草》、《证类本草》、《图经本草》等著作。炼丹术在制药和化学方面的许多新成就也被收入这些本草学著作中为医学家所继承和扬。
例如《开宝本草》记载了“铁华粉”的制法：“取钢煅作叶如笏或团平面磨错令光净。以盐水洒之醋瓮中阴处埋之一百日铁上生衣即成粉矣。”这是醋酸铁的制法和药用的最早记录。关于石棉《证类本草》说它“如烂木烧之不燃石类也”。准确地描述了石棉的性质。《证类本草》和《苏沈良方》还记载了秋石的炼法。
密陀僧（pbo）是在唐代从波斯传入的。到了宋代《图经本草》记载了中国自制密陀僧的详细工艺：密陀僧“今岭南、闽中银铅冶处亦有之是银铅脚。其初采矿时银铜相杂先以铅同煎炼银随铅出。又采山木叶烧灰开地作炉填灰其中谓之灰池。置银铅于灰上更加火大煅铅渗灰下银住灰上罢火候冷出银。其灰池感铅银气置之积久成此物。今之用者往往是此未必胡中来也。”这种方法叫做“灰吹法”在11世纪流行于今广东、四川等地直到近代还仍然为炼银等工业生产所采用。
绿矾即水绿矾（feso4·7h2o）状如玻璃陶弘景曾误作石胆（cuso4·5h2o后称胆矾）。《图经本草》提出了鉴别绿矾的方法：“绿矾石五两取此一物置于铁板上聚炭封之。囊袋吹令火炽其矾即沸流出色赤如融金汁者是真也。看沸走汁尽去水待冷取出挼为末色似黄丹收之。”如此精要的化学鉴定方法就是按现代化学理论和化学实验来衡量也是科学的。同时这也是制备绛矾（fe2o3）的一种方法。
《图经�