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信现象紧密相关，但其中也有不少物理方面的知识。西汉炼丹家魏伯阳在《周
易参同契》一书中对水银的挥发现象作了记载，他指出：由于水银与硫磺能
化合成黑色的硫化汞，加热能升华成红色硫化汞（俗称丹砂）。因此，用硫
磺便可不让水银蒸发。他还指出，即使在猛火中，黄金也不易氧化，不失重，
不变形。晋朝葛洪（公元281—341年）在《抱朴子》一书中记载了包括煅（长
时间高温加热法）、炼（干燥物质加热法）、灸（局部烘烤法）、熔（熔化
法）、抽 （蒸馏法）、飞（升华法）、伏（加热使药物变性法）等多种火法
炼丹法。但其中也记录了蒸发和凝结、热分解和升华等方面的物理知识。书
中还指出了掌握火候对炼丹的影响，以及恒温方面的知识，形成了中国古代
物理知识记录的又一种形式。
此外，王充的《论衡》在中国物理学发展史上有一定的地位。它在书中
对热传导的见解是：热的传导是气的作用，靠火近则感到温暖是因为距离短，
气的作用大；而当离火越来越远时，气的作用就不断减小，热的传导也就不
断减弱。这一见解给出了热的传导与距离成反比的科学结论。他不但科学地
解释了雨、露、云雾、霜、雪的形成，而且对蒸发、降雨、凝结与温度的关
系有了初步论述。他在书中指出：“雨之出山，或谓云载而行，云散水坠，
名为雨矣。失云则雨，雨则云矣，初出为云，云繁为雨，……云雾，雨之行
也，夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪。雨露冻凝者，皆由地发，
① ①
不从天降也” ，“寒不累时则霜不降，温不兼日则冰不释” 。这说明王充
把云、雾、雨、露、霜、雪看作是本质上相同的东西，只是在不同的温度和
不同的条件下，才表现出不同的形式。这表明他对热现象和热能的变化有了
精细的观察和比较深入的研究。
南北朝时期，中国早已有了储存天然冰的窖场，用来冷藏食物，并且十
分普遍。虽然早在商周时已有这样的冰窖，但其社会化程度远不如这一时期。
热的本性一直引起人们的关注和探讨。古代中国的五行说，把火看成是
构成宇宙万物的物质元素中的一种。南北朝时成书的 《关尹子》指出：热是
一种可自由出入物体本身的“外物”，当瓦与高温的火接触时，就有热进入
① 《汉书·召信臣传》。
① 见《论衡·说日篇》。
① 见《论衡·感虚篇》。
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瓦石，所以瓦石会热起来；而当瓦石接触冷水时，就有热以瓦石传出，所以
瓦石会变冷。而北齐的刘昼更以“热质说”的口吻指出：热是藏在树木之内
的一种物质，钻木的时候就会跑出来，从而产生火。这些应算是热学发展史
上较早的关于热的本质的一种假说。
秦汉时代，已经出现利用热室气因轻而上升的原理的记载。淮南王刘安
编著的《淮南子》中记载：“取鸡子，去其汁，然艾火纳空卵中，疾风因举
之天。”虽然这种东西根本飞不起来，但表明了时人已知道用艾火生产热能
而使重物上升的道理，开始了制造热气球的设想。后来，蜀国丞相、著名的
政治家、军事家诸葛亮利用热空气的浮升原理而发明了“孔明灯”，这应该
是热气信号灯的前身。同时，出现了利用燃烧加热空气去推动纸轮旋转的燃
气灯与走马灯等器物。这表明，人们已认识到，空气热升冷降而成对流，并
使轴转动这一原理。这些器物的制作原理与现代涡轮喷气发动机的燃气轮原
理相似。可以说，中国的走马灯应算是近代燃气轮的始祖。而直到公元1550
年，欧洲才出现燃气轮的雏形。
（5）司南的发明
中国春秋时期就注意到了磁现象的存在，当时，《管子·地数》一书中
记载了天然磁石的吸铁现象。在使用磁石的过程中，人们发现了磁石具有指
极性，根据这一特性，制成了可能指示南北方向的工具——司南。最早的可
靠记载是战国末期的法家著作《韩非子》一书。在《有度篇》中有“先王立
司南以端朝夕”，意思就是用司南这种东西测定方向。在《韩非子·有度篇》
中详细地描述了司南形状东汉王充的《论衡·是应》中也有司南勺的记载：
“司南之杓（勺），投之于地（放置司南勺的盘子），其柢（d·，勺柄）指
南。”河南南阳东汉墓出土的石刻上有司南的图画。由此可知司南是用天然
磁石制成的，样子像勺，圆底，可以在平滑的刻有方位的底盘上自由旋转，
勺柄就指向南方。但因司南由天然磁石磨制而成，磁性较弱，在制作过程中，
由于受震而会失去磁性，加之磁勺与底盘接触处转动摩擦的阻力较大，所以
还难以达到理想的指南效果。尽管如此，司南还是被广泛用于建筑、航海、
祭祀等活中，起到了指南针的作用。并为指南针的发明奠定了基础。随着航
海事业的发展，人们更为迫切地需要研制更为有效的指向仪器。为此进行了
不懈地努力，战国末期的《吕氏春秋》一书中所讲的“慈（磁）石召铁”，
又向前大大跨进了一步。春秋以后由于铁器的广泛使用，进而又发现了磁石
吸铁的特性，从而有可能出现人工磁化的铁。这是继磁石指极性后物理学上
的又一重要发现。约到公元10世纪，经过对人工磁化方法和使用磁针指向的
探索研究，最终发明了指南针。
然而，中国古代物理学的发展也不是一帆风顺的。由于传统观念对纯理
论探讨的轻视与排斥，将记载大量物理学知识的《论衡》加上“秘玩以为玩
助”的罪名，视为“异端邪说”而长期遭受冷落。加之当时中国古代科学家
还缺乏将力学、光学、热学等物理现象进行独立研究，建立独立的、系统的
学术系统的意识，因此中国古代后期的物理学研究，还无法形成完整、系统
的理论体系。
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十一、世界古代后期的化学
在古希腊，根本就没有化学这一名词，更谈不上什么独立的学科。化学
一词（chemistry）最初见于佐西摩斯的著作中，有可能是来源于《圣经》，
但最可靠的说法是起源于埃及，意义为黑土。因为当时炼丹盛行，第一步是
实现物质的“黑化”，于是化学就是黑化的工艺。在希腊时代的亚历山大，
许多化学工艺方法日益完善起来。这种由古埃及教堂祭司们所掌握的“神秘
艺术”处方（包括加工和仿制贵重金属的知识，占星术和魔术方面的资料，
以及充满迷信的题外话、祈祷文和咒语等），开始广泛用于冶金、金属加工、
染色工艺、制药等方面。当时统治人们头脑的哲学思想是斯多噶主义和卜拉
迪拉斯（公元204—270年）的新柏拉图主义，对古代唯物主义的学说加以歪
曲和神秘化，更促进了魔术、占星术、炼金术的发展。
中国古代的化学，并非当今意义上的化学研究，最多只是化学知识的简
单积累和应用，主要表现在炼丹术、酿酒、造纸、玻璃制造、陶瓷、金属冶
炼的生产过程之中。
1。古希腊罗马的炼金术
希腊古代炼金术是希腊化时代各种思潮汇聚交融的结果，是柏拉图——
亚里斯多德雅典学派的希腊哲学、东方 （波斯、巴比伦、印度）神秘主义与
埃及冶金、染色、玻璃制造工艺等3大潮流相结合的产物。大致内容是把金
属染色、使铅、汞等常见廉价的金属变为金子一样纯美贵重的金属。
一般认为，希腊炼金术大约兴起于公元1世纪，鼻祖当推特立斯梅吉士
特斯 （古埃及之神），而实际上最初的炼金术士是希腊化后期时那些注重实
际、掌握实验技艺的工艺家。他们的活动（至少一大部分）肯定与古埃及叙
述伪制黄金的方法书籍“纸草�