登陆注册
28669000000013

第13章 我国的化学发展(7)

宋代时由于铸造钱币的大量需要,同时“胆水炼铜”又有上述优点,因此对“胆水炼铜”甚为重视。宋代文献记载,当时南方用“水法炼铜”的约有11处,其中以饶州德兴、信州铅山和韶州岑水规模最为宏大。北宋每年产胆铜达一百万至一百七八十万斤,占当时铜总产量的15%~20%;南宋时铜产量虽大为减少,但胆铜比重却大有增加,绍兴(宋高宗)年间,竟占铜总量的85%以上。

胆铜的生产过程包括两个方面:一是浸铜,二是收取沉积的铜。目前,我国有的地方(如湖北黄石市)还仍用这种方法生产铜。

(9)对煤、石油、天然气的利用

(一)对煤的利用

煤自古以来就是重要的燃料,中国人民用煤为世界之最早,有悠久的历史。但煤在何时开始使用,目前颇难作确切回答。从考古发掘和文献记载来看,至迟在汉代就已用煤了。《汉书·地理学》记载说:“豫章郡出石,可燃为薪。”豫章郡在今江西省南昌附近,这里所说的可燃为薪的石头,应理解为煤。可见这时煤已用于群众的日常生活。

新中国成立以后的考古证实:山东平陵汉初冶铁遗址中发现了煤;河南巩县铁生沟汉代冶铁遗址内发现了煤块、煤饼和煤渣。1975年河南郑州古来镇西汉中晚期至东汉的冶铁遗址中,再次出现加工过的煤饼。因此至迟在汉代将煤用于生产,这是毫无疑问的。但汉代冶铁遗址中的煤是用于冶铁,还是用于其他生产目的,这个问题还待研究。

何时将煤用于冶铁,较早的明确文献记载是郦道元的《水经注·河上》中说:“屈茨(今新疆吐鲁番地区)北二百里有山,夜则火光,昼日但烟,人取此山石炭,冶此山铁,恒充三十六国用。”这说明至迟在魏晋时期我国已用煤冶铁。用煤炼铁是冶炼技术上的重大进步,这因为煤比木炭火力强而持久,可以得到更高的温度,炼出较好的铁。

据文献记载,汉末煤的开采量已相当大。西汉时冶铁技术有很大的发展。河南巩县铁生沟和南阳等地的冶铁遗址的发掘表明,西汉时的炼铁竖炉已有较大规模,有的竖炉高达4米左右。西汉时已使用煤来炼铁,用石灰石等碱性溶剂造渣脱硫,并采用了把矿石预先破碎,经过筛选使得粒度均匀的整粒技术。

曹操在邺都(今河北临漳县西)兴建水井台,井深十五丈,里面储存着数十万斤煤。南北朝时煤的使用更为广泛,已用于烧饭、取暖。在北宋京城汴京,街头卖小食的担子,也是用煤生炉火的。宋朝还专门组织人员勘察、开采煤矿、用煤冶炼金属。

明朝时,由于经过历代对煤矿的勘探、开采和利用,人们对煤的知识越来越多。明代李时珍在《本草纲目》中记载了煤的性质,煤的产地,总结了治疗煤气中毒的急救法。明代宋应星在他的《天工开物》中,对古代采煤方法作了详细记载:人们从很深的煤井里把煤取上来。用起重的手摇车——辘轳,把装在竹篮里的煤块,从矿坑里提到地面上。

采掘中,为了防止井壁的岩石塌下来伤人,就在井壁旁边用木柱顶住木板,支撑井壁。为了排除毒气,保证井下的安全,井口有人用一根又粗又长的竹筒,插进挖煤的坑井,以便于井底作业的人呼吸到新鲜空气。这种采煤的方法,虽然很简陋,但它的一些基本方法和现代采煤法是一致的。

欧洲人用煤的历史比我国晚得多。在元朝来我国工作的意大利人马可·波罗,回国后所写的一部《游记》中描写中国有一块黑石头,像木柴一样能够燃烧,火力比木柴强,从晚上燃到第二天早上还不熄灭。价钱比木柴便宜,于是欧洲人把煤当作奇闻来传颂。欧洲人到18世纪才开始炼焦,比中国晚了500多年。

(二)对石油的利用

石油和天然气与煤并称为三大重要的天然能源。中国人民发现和使用石油的时间为世界最早。究竟始于何时,据稽考,至迟在3000多年前就已开始。

最早发现石油的记录源于《易经》:“泽中有火”,“上火下泽”。泽,指湖泊池沼。“泽中有火”,是石油蒸气在湖泊池沼水面上起火现象的描述。此书在西周时(公元前11世纪至公元前771年)已编成,距今3000多年。

最早认识性能和记载石油产地的古籍,是1900年以前东汉文学家、历史学家班固(公元32—92年)所著的《汉书·地理志》。书中写道:“高奴县有洧水可燃”。高奴县指现在的陕西延安一带,洧水是延河的一条支流。这里明确记载了石油的产地,并说明石油是水一般的液体,可以燃烧。

最早采集和利用石油的记载,是南朝(公元420—589年)范晔所著的《后汉书·郡国志》。此书在延寿县(指当时的酒泉郡延寿县,即今甘肃省玉门一带)记载有:“县南有山,石出泉水,大如,燃之极明,不可食。县人谓之石漆”。“石漆”,当时即指石油。当时人们就已认识到:它是一种“燃之极明”的好燃料;并发现此物“如凝膏,与膏无异”,可用作润滑剂。

晋代(公元265—420年)张华所著的《博物志》和北魏地理学家郦道元所著的《水经注》也有类似的记载。在北魏及隋唐时代,中国西北著名的石油产区新疆和甘肃玉门一带,相继发现了石油。玉门一带的劳动人民还用以涂牛皮,一则可润泽皮革,二则可达到防水的目的,这些记载表明,中国古代人民不仅对石油的性状有了进一步的认识,而且开始进行采集和利用了。

在明代,石油还是中国古代最早使用的药物之一。明朝李时珍(1522—1596年)的《本草纲目》曾经记载,石油可以“主治小儿惊风,可与他药混合作丸散,涂疮癣虫癞,治铁箭人肉”。

四川井油矿的发现,按其与盐水同出而言,应该是相当早的。但根据文献记载,利用并正式开采,则在明代中叶。明曹学俭《蜀中广记》说:“国朝正德末年,嘉州开盐井偶得油水……此是石油,但出于井尔。”

中国石油资源不仅分布广大,而且在长期的实践中,劳动人民很早就发现了石油在日常生活中的功用,与人民生活发生了千丝万缕的联系。除了作为燃料、润滑剂等外,最普遍的是用于照明。唐朝(公元618—907年)段成武所著的《酉阳杂俎》一书,称石油为“石脂水”:“高奴县石脂水,水腻,浮上如漆,采以膏车及燃灯极明。”可见,当时我国已应用石油作为照明灯油了。

随着生产实践的发展,我国古代人民对石油的认识逐步加深,对石油的利用日益广泛。到了宋代,石油能被加工成固态制成品——石烛,且石烛点燃时间较长,一支石烛可顶蜡烛三支。宋朝著名的爱国诗人陆游(公元1125—1209年)在《老学庵笔记》中,就有用“石烛”照明的记叙。

由于石油有燃烧“遇水不灭”的性能,后来则被大量用于军事方面。早在1400年以前,中国古代人民就已看到石油在军事方面的重要性,并开始把石油用于战争。《元和郡县志》中有这样一段史实:唐朝年间(公元578年),突厥统治者派兵包围攻打甘肃酒泉,当地军民把“火油”点燃,烧毁敌人的攻城工具,打退了敌人,保卫了酒泉城。

石油用于战争,大大改变了战争进程。因此,到了五代(公元907—960年),石油在军事上的应用渐广。后梁(公元919年)时,就有把“火油”装在铁罐里,发射出去烧毁敌船的战例。我国古代许多文献,如北宋曾公亮的《武经总要》,对如何以石油为原料制成颇具威力的进攻武器——“猛火油”,有相当具体的记载。北宋神宗年间,还在京城汴梁(今河南开封)设立了军器监,掌管军事装备的制造,其中包括专门加工“猛火油”的工场。据康誉之所著的《昨梦录》记载,北宋时期,西北边域“皆掘地做大池,纵横丈余,以蓄猛火油”,用来防御外族统治者的侵扰。明代进一步有了“盛油引火车”,就是使用石油的攻城武器,由上所见,把石油用于军事那时就已相当广泛了。

此外,中国古代在火药配方中,开始使用石油产品沥青,以控制火药的燃烧速度。这一技术,比外国早了近一千年。

(三)对天然气的利用

中国古代人民采集石油和天然气有十分悠久的历史,特别是通过钻凿油井合并来开采石油和天然气的技术,在世界上也是最早的。

天然气是石油的共生物。它的发现时间,当在开凿盐井的同时或稍后。从两千多年以前的秦代就开始凿井取气煮盐的情况。“临邛火井一所,纵广五尺,深二三丈”,“先以家火投之”,再“取井火还煮井水”。据载此法效果大,省事简办,“一斛水得四、五斗盐”,比家火煮法,得盐“不过二、三斗”,显然火井煮盐,成本低,产量高,被认为是手工业的一项重大发展。

四川是世界上最早使用天然气的地方。早在1000多年前的公元961年,成都平原上的什邡,出现了一件怪事:地里突然窜出一条“火龙”,顺着大风烧掉了几百户人家。地里窜出的“火龙”是什么?是天然气遇火燃烧形成的。中国人的祖先发现这些臭气可以燃烧后,就开始想办法来用它。

晋朝人常璩写的《华阳国志》里,描述秦汉时期应用天然气有一段话:临邛县“有火井,夜时光映上昭。民欲其火,先以家火投之。顷许如雷声,火焰出,通耀数十里。以竹筒盛其火藏之,可拽行终日不灭也……取井火煮之,一斛水得五斗盐。家火煮之,得无几也。”

这段话向后人透露了两条消息:早在两千多年前,人们就用竹筒装着天然气,当火把点火走夜路。用天然气煮盐,火力比普通火力大得多,出盐多。

“火井沉荧于幽泉,高烟飞煽于天垂”。这是晋代人对四川火井的诗意描写,比这更早些,西汉杨雄在《蜀都赋》中,已把火井列为四川的重要名迹之一,可见火井由来已久。至于利用天然气煮盐,人们在实践中,认识到天然气能自燃而不助燃的性能,汉代就已克服了火井爆炸的困难,并且还用竹筒盛装天然气,类似今天的储存天然气的气罐,创造利用天然气的方法,关于利用火井煮盐更详细的记述,则见于《天工开物》,书中还绘有火井煮盐图。

南宋时期,成都邛崃县天台山的一片山坡上,常常有一缕缕带臭味的怪气冒出来,熏得周围的庄稼全都枯萎了。当地百姓不知是什么妖怪作祟,修了座宝塔镇住气眼,从此再不冒气影响庄稼了。这怪气就是天然气。

为了开发石油和天然气,中国劳动人民在生产实践中逐步发明创造了一整套钻井技术。远在2200多年前的战国时代,中国人的祖先就已开凿较深的井,自汉代以来,劳动人民进而推广和改进了钻井机械。到宋代深井钻掘机械已形成一项相当复杂的机械组合。普遍废弃了大口浅井,凿成了筒井。到了明代,钻井机械设备和技术有了更进一步的发展。

化学的历史渊源非常古老,可以说从人类学会使用火,就开始了最早的化学实践活动。我们的祖先钻木取火、利用火烘烤食物、寒夜取暖、驱赶猛兽,充分利用燃烧时的发光发热现象。当时这只是一种经验的积累。化学知识的形成、化学的发展经历了漫长而曲折的道路。它伴随着人类社会的进步而发展,是社会发展的必然结果。而它的发展,又促进生产力的发展,推动历史的前进。化学的发展,主要经历以下几个时期:(一)化学的萌芽时期:从远古到公元前1500年,人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属,学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色,这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺,但还没有形成化学知识,只是化学的萌芽时期。

(二)炼丹和医药化学时期:约从公元前1500年到公元1650年,化学被炼丹术、炼金术所控制。为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金,炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验,而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现。虽然炼丹家、炼金术士们都以失败而告终,但他们在炼制长生不老药的过程中,在探索“点石成金”的方法中实现了物质间用人工方法进行的相互转变,积累了许多物质发生化学变化的条件和现象,为化学的发展积累了丰富的实践经验。当时出现的“化学”一词,其含义便是“炼金术”。但随着炼丹术、炼金术的衰落,人们更多地看到它荒唐的一面,化学方法转而在医药和冶金方面得到正当发挥。中、外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材。

(三)燃素化学时期:这个时期从1650年到1775年,是近代化学的孕育时期。随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,进行化学变化的理论研究,使化学成为自然科学的一个分支。这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念。继之,化学又借燃素说从炼金术中解放出来。燃素说认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧过程是可燃物中燃素放出的过程,尽管这个理论是错误的,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了许多化学现象。在燃素说流行的一百多年间,化学家为解释各种现象,做了大量的实验,发现多种气体的存在,积累了更多关于物质转化的新知识。特别是燃素说,认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近代化学思维的基础。这一时期,不仅从科学实践上,还从思想上为近代化学的发展做了准备,这一时期成为近代化学的孕育时期。

(四)定量化学时期:这个时期从1775年到1900年,是近代化学发展的时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期,使化学沿着正确的轨道发展。19世纪初,英国化学家道尔顿提出近代原子学说,接着意大利科学家阿伏伽德罗提出分子概念。自从用原子-分子论来研究化学,化学才真正被确立为一门科学。这一时期,建立了不少化学基本定律。俄国化学家门捷列夫发现元素周期律,德国化学家李比希和维勒发展了有机结构理论,这些都使化学成为一门系统的科学,也为现代化学的发展奠定了基础。

(五)科学相互渗透时期:这个时期基本上从20世纪初开始,是现代化学时期。20世纪初,物理学的长足发展,各种物理测试手段的涌现,促进了溶液理论、物质结构、催化剂等领域的研究,尤其是量子理论的发展,使化学和物理学有了更多共同的语言,解决了化学上许多未决的问题,物理化学、结构化学等理论逐步完善。同时,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使过去很难解决的蛋白质、酶等结构问题得到深入的研究,生物化学等得到快速的发展。

诚然,科学的发展是没有止境的,因而化学的发展也决不会停滞不前。

同类推荐
  • 探索神秘的大自然:奇妙的天气

    探索神秘的大自然:奇妙的天气

    天气,就是一个地区短时间内大气冷热、阴晴、风雨、云量等气象变化的情况。它既是人类生活环境要素之一,又向人类提供生产和生活的重要资源。它对人类的生产、生活发生直接的作用,农业、工业、交通、国防等等,都不可避免地受到天气的影响。
  • 不可不知的世界5000年灾难记录

    不可不知的世界5000年灾难记录

    本书从旱灾和饥荒、无法抗拒的火山和海啸、无情的战争和种族屠杀、地震灾难、剧烈的污染、飓风和洪水灾难、可怕的传染病、海难、空难以及特大火灾等方面入手,阐述了灾难给人们带来的刻骨铭心的痛,告诉人们灾难背后的故事,希望读者通过这些触目惊心的案例,能唤起历史的记忆,牢记历史的经验教训,保护自己,也保护人类,并珍惜现在的生活。
  • 百科知识-科普新课堂:军事风云

    百科知识-科普新课堂:军事风云

    本书是针对酷爱军事的青少年编写的一部科普图书,通过海军装备、特种武器、空军装备、陆军装备来向读者介绍军事中的一些基本的常识性的知识。内容既生动有趣又丰富了青少年的头脑。
  • 广袤绮丽的地理(科普知识大博览)

    广袤绮丽的地理(科普知识大博览)

    本书具有如下特点:1.针对性强。针对青少年的实际需要,选取的均是青少年感兴趣又并未深入了解的信息。2.编排科学。在学科类别的设置上,内容的选择安排上,都有相当的科学性。3.难易适中。既不过于艰深,也不流于肤浅。本书编撰更得到了众多学科专家、学者的高度重视和具体指导。他们的辛劳从书稿的框架结构到内容选择,从知识主题的阐述到分门别类的归集,从编写中的问题争议到书稿最后的审议等全部过程,从而使本书具有很高的权威性、知识性和普及性。
  • 数学教学的趣味奥秘设计

    数学教学的趣味奥秘设计

    《最新学校与教育系列丛书:数学教学的趣味题型设计》针对学生在学习数学中出现的问题,针对数学教学的趣味题型设计,有步骤、有梯度地引导学生学会从不同的角度去分析问题和解答题目,增强学生“举一反三”的意识,《最新学校与教育系列丛书:数学教学的趣味题型设计》激发学生学习数学的兴趣,增强学生学好数学的信心。
热门推荐
  • 古代奇遇之男人婆

    古代奇遇之男人婆

    一名普通的小员工曾雨,在一天大雨滂沱的夜里,被潜入家中的歹徒打晕以后而穿越到一个不知名的朝代挡了王爷,明明是一个女孩怎么会变成男孩,原来是出生的时候,为了给孩子争夺一份安宁,特意用了幻器改变了女婴的形态,这个秘密,除了王妃谁都不知道,而王妃也在一年之后去世了,这个秘密也就石沉大海。而男儿身女儿心的曾雨,混迹在这种各样的美男之中,又将何去何从…
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 致青春原来你还在这里3

    致青春原来你还在这里3

    你是我年少悲欢交织也是我这一生中最大的幸运
  • 猎海传

    猎海传

    生死之秘,风云交汇,偷生者的猎杀,向往者的绝境,无知者的苟且,天道即变,世人皆罪,罪海倾天,猎海护世
  • 初心未改:爱你不曾改变

    初心未改:爱你不曾改变

    【继续无所畏惧地走下去,会有个人在等你。】喜欢or不喜欢,你的选择只有一个![富家少爷/曾经挚友/默契爆棚].[皇室血统/多年暗恋/付出无果].[兴趣相仿/蓝颜知己/守护秘密].[一见钟情/心狠手辣/默默付出].虐多甜少,剧情复杂///You-may-dream///
  • 冷月点颦玉生情

    冷月点颦玉生情

    冰肌雪肠玉为魂,疾风劲草木作身。幻化三生还泪来,可怜血雨又腥风。冷月无光只露寒,四季全是风刀霜。凭她是:绣一腔锦书文章。只有那:赏心亭上雪融时,碧玉霞光照万丈。才是那:头上万点剑,化作漫天花雨。凭谁唱:天无尽,何处有香丘!俺只知:冷月点颦玉生情,恩尽义断爱相随!
  • 女人的资本(时尚生活篇)

    女人的资本(时尚生活篇)

    本书将带你步入一个崭新的潮流时代,使你在埋头钻研的时候仍然不被时代所抛弃,还能紧跟它的步伐,展示自己独一无二的魅力。本书从服饰、品牌、香水、彩妆、饰品、运动、瘦身、养生、宠物、旅游等诸我方面将你塑造成一个走在时尚前端的品位高雅的美丽健康新女性。本书所讲述的种种资本都非常实用,不空泛,时尚新颖、视觉独特,尤其是不讲大道理,这一定会帮助你从小处做起,循序渐进,到达幸福的彼岸。
  • 烟火生墟落

    烟火生墟落

    本书描绘真正属于消防军人的故事,没有夸大、没有虚幻,以此纪念穿着绿军装的那段日子。
  • 天命洛河图

    天命洛河图

    河神洛不凡的女儿偶遇了个神秘美男子。桃树精花颜嘴馋喝了坛六千年的桃花酿。从此天上人间,命运轮转…… 洛小小:“那日,洛水边桃花灼灼,我初次遇见你才知道,这世上有一种人,是如罂粟花一般危险的。”玄夜:“呵,你真是弱小的,同尘埃一样啊!”龙九漓:“曾经,我有两个朋友,一只是爱算计的狐狸,一株是爱喝酒的桃花……”摩炎:“自出生那日君父就告诉我,龙族九女是我命定的劫数,我拼了命的努力终于足够强大,却不想这劫竟是情劫,你说好笑不好笑......” 洛水尽,河图出,九州动荡,乾坤大劫!
  • 刘辩三国

    刘辩三国

    五千年文武群英汇聚一堂。统兵有岳飞韩信陈庆之。单挑有秦琼冉闵李存孝。李斯王猛张居正巩固后方。张良孙武诸葛亮运筹帷幄。战争与美女才是乱世的主旋律,