圖片:古代煉金術士的實驗室(圖片引自維基共享資源)
作者:嚴融怡
公元750年,伊斯蘭教先知穆罕默德的叔父阿拔斯·伊本·阿卜杜勒·穆塔里卜(Abbas ibn Abd al- Muttalib)的後裔阿拔斯家族在阿拉伯推翻了伍麥亞王朝(白衣大食)從而建立了對中古時代歷史影響極 為重要的阿拔斯王朝(黑衣大食)。提到中古時代的阿拉伯,很多人會記得歷史課本上所述說的怛羅斯之 役以及中國造紙術的西傳,是的,怛羅斯之役正是發生在阿拔斯王朝成立的第二年。但阿拔斯王朝對中 古時代的影響可不是只有作為造紙術西傳的媒介而已。這個王朝統治的時期由於其開明的世界觀、文化 觀和哲學觀,並且極為重視對於古籍的整理以及對於四方學問之士的尊敬和重用。因此使得伊斯蘭世界 在中古時代達到鼎盛的盛世時期,特別是在哈倫·拉希德(Harun al-Rashid)以及他次子馬蒙(Al- Ma'mun)在位的期間,更是整合了眾多古希臘羅馬時代以來的西方知識以及從世界各地傳入的各類工藝 技術和學問,對於後世科學和哲學的發展極為重要。
阿拔斯王朝也是煉金術發展極為重要的時期,這時期更是許多對後世化學影響深遠的有機溶劑與無機酸 溶液被發現的重要階段。其中我們必須要注意到的兩位古代科學家,包括賈比爾(Jabir ibn Hayyan, جابر بن حيان,721年-815年)和拉齊(Muhammad ibn Zakariya al-Razi,محمد زکریای رازی,865年-925年)。這 兩位也是十分厲害的煉金術士。其實古代煉金術士也是廣義上的古代科學家,在中古時代當中,許多術士逐漸累積多種古代流傳下來的知識和工法,並期望透過各類化合、純化等化學雛形的方法,將一些基 礎金屬轉變為黃金,並設法製造萬靈藥或受到東方煉丹術概念影響而製備長生不老藥等等。
圖片:賈比爾畫像(圖片引自維基共享資源)
賈比爾,中文又可全譯為阿布·穆薩·賈比爾·伊本·哈揚。是波斯集煉金術士、藥劑師、天文學家、占星 家、哲學家、物理學家、地理學家、醫生與工程師於一身的人物,是比西方波以耳要更久遠的「化學之 父」。他提出:『凡是金屬皆是由硫、汞兩元素按不同比例所組成』的煉金學說。賈比爾的化學分析技 巧非常精熟,他可能是首位透過乾餾硫酸亞鐵晶體而得到硫酸的學者(但硫酸的配製在十七世紀德國化 學家Johann Rudolf Glauber發明硫與硝酸鉀混合蒸汽加熱的發法之前,硫酸的製作仍不穩定,而且坊間還存在幾種不同類型的硫酸配製品)。賈比爾也在乾餾硝石的時候發現並配製了硝酸,這個強酸對後來許多礦物無機化學分析方法而言真的太太重要了。並撰寫了許多有關學科的著作,同時也首度採用了『鹼』、『 銻』等化學術語;並且正式詳細記錄硝酸、硝酸銀、王水、氯化銨與升汞的製法,以及煉金術士所對於 金屬冶煉法和染色方法的改良等等;十四世紀之後,他的著作被翻譯為拉丁文傳入歐洲,成為歐洲煉金 術士炙手可熱的重要參考書籍。在賈比爾之後的拉齊,也是一位集醫師、音樂家、哲學家、鍊金術士、 化學家等領域的學者。博學多才的拉齊,闡明了早期醫學當中過敏和免疫方面的觀點,並分辨出天花與 麻疹的不同。他創立了更為完善的蒸餾和萃取方法,通過蒸餾綠礬(油)和石油,而分別發現硫酸和煤油 。
圖片:1929年出版刊物中的賈比爾(圖片引自維基共享資源)
王水的配製發現對於煉金術以及後世的化學有著劃時代的意義。因為它使得貴金屬的溶解和加工變得更 為簡易。煉金術士希望能夠操控金屬的變化。也因此溶化金屬是極為重要的操作訴求。他們發現許多金 屬能夠受到酸的腐蝕,而慢慢被酸所溶解。但一些較值錢的金屬卻可以抵禦大部份的酸溶液。要溶解這 些金屬需要使用到具備強氧化能力的酸,例如:硝酸、熱濃過氯酸與熱濃硫酸等等。我們知道稀硝酸可 以溶解銅,而濃硝酸和濃硫酸則可以溶解銀(硝酸能溶解的東西還不少,是很好用的強酸,因此煉金術 士給它『強水』的稱號)。但是當這些溶液也都沒有辦法的時候呢?煉金術士們想到了混合酸的設計, 早期製備王水的方式包括藉由鹵砂(主成分為氯化銨)溶於硝酸來作製備,或是其他的複雜配製方法。雖 然我們知道現今的王水是體積比:硝酸一份搭配鹽酸三份下的混合產物。但有趣的是─鹽酸在歷史上出 現的時間可能還比王水要晚,直到十六世紀之前,仍然沒有比較純的鹽酸配製方法,也因此早期煉金術 時代的王水配製其實和現在使用的方式相差很多。
無論如何,王水對於金和鉑有著強大的溶解能力。它實現了煉金術士對黃金的操控,以及對於一些礦物 的溶解(現今一些無機化學以及地球化學的研究當中,其實仍然延續使用了以王水溶解礦物的實驗操作 方法,有些還會以鐵氟龍容器盛裝王水的長時間加熱來設法溶解礦物,再蒸乾以濃硝酸相溶,最後稀釋 硝酸溶液以利於後續的元素分析)。王水主要是以硝酸的強氧化力搭配氯離子的強配位能力來對於貴重 金屬金、鉑進行強制的溶解。金、鉑金屬在只有硝酸的情形下,氧化的反應容易中斷,但如果溶液環境 當中存在有氯離子則可協助金屬離子產生配位化合物(錯合物,coordination complex),這便有助於硝 酸對金屬的氧化和溶解持續進行。但是王水並非無所不能,像是鈦、釕、銠、鋨、銥、鉭等金屬就是王 水所無法溶解的。而且照道理,銀比金要弱,銀應該可以溶於王水,但透過煉金術士的操作卻發現實際 上銀幾乎不太溶於王水,銅還比較會因為王水中的硝酸而被溶解掉。因此以前鍊金術士曾有一句諺語流 傳下來:『能溶解金的是王水;能溶解銀的則是強水(硝酸)』。且王水極易變質分解,暴露在空氣中會 釋出黃色煙霧,不易長期存放,一般通常會在使用前才加以配製,現配現用。
晚近以來曾有西方歷史學者諷刺古代東亞人崇拜黃金作為錢財,但其實歐洲人更喜歡黃金,而東亞人( 包括中、日、韓等國)其實在中古後期更常使用白銀,中國明朝的金融系統是銀本位的系統,黃金只是 輔助的,而日本由於石見銀山的銀礦高產量,除了應付本國所需,也大量輸出到明朝帝國,平均每年曾 達到出口白銀38噸,佔當時全球產銀量的三分之一。西方人則受希臘阿波羅神話的影響,一直很崇尚黃 金,歐洲人甚至還自古流傳將金粉加入酒中飲用的風俗。所以歐洲人其實對黃金才更趨之若騖。自阿拉 伯傳入到歐洲的諸多煉金術,沒多久便在歐洲中古社會造成巨大的影響。賈比爾的著作《七十本書》和 《平衡書》這些古代鍊金術的基礎理論著作,也對後來的煉金術乃至於化學啟蒙有了很大的作用。十一 世紀時期,另一位具有代表性的伊斯蘭醫學家伊本·西那(Avicenna,ابن سينا)基於煉金術的原理將其轉化 為醫學的原理,同時還將亞里斯多德及賈比爾的元素概念作整合,將礦物分類為石頭、可熔物質、硫及 鹽,這樣的分類方式也繼續啟發包括後來煉金術士汞、硫、鹽的三元素說,甚至也間接影響了史塔爾 (Georg Ernst Stahl)燃素說的誕生,而十八世紀針對燃素說的攻防戰,更引致了日後對化學更為重要 的氧化學說的誕生,這些其實都是一脈相承。早期煉金術士運用強酸操作金屬的魔術,以及對於配製出 黃金的夢想,乃至於對於萬能素材『賢者之石』的嚮往,都成為滋養誕生現代化學非常重要的養分。