煉金術(shù)：名畫里的化學(xué)史
導(dǎo)語：
說起古代煉金術(shù)，大家都覺得它有幾分神秘，事實上它與近代自然科學(xué)一樣，是通過觀察來了解自然，再通過實驗來控制和改變自然。近代化學(xué)就是從古代煉金術(shù)中脫胎而來的。本文作者林鳳生的解讀，重現(xiàn)了各個時代的畫家們用自己敏銳的觀察記錄下的化學(xué)科學(xué)史上彌足珍貴的場景和瞬間。（回復(fù)“林鳳生”查看科學(xué)讀畫系列文章）
文 | 林鳳生（上海大學(xué)《自然雜志》編審)
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煉金術(shù)在化學(xué)的早期發(fā)展中起了真正的和積極的作用。
——W·C·丹皮爾《科學(xué)史》化學(xué)的前世今生
煉金術(shù)源遠(yuǎn)流長。早在公元前幾個世紀(jì)，生活在地中海地區(qū)的人類在制陶、染色、釀酒和冶金等生產(chǎn)活動中，逐步認(rèn)識到自然界里的物質(zhì)是可以改變的，這種改變有的是天然發(fā)生，有的也可以由人工促成。于是就有人夢想把賤金屬(相對于貴金屬而言，通常是比較便宜的金屬)加工成黃金、白銀。在公元前3世紀(jì)的埃及，紙草上就有記錄制造金銀贗品的配方。
此外，古希臘的先哲思想也對煉金術(shù)的產(chǎn)生起到推波助瀾的作用。亞里士多德認(rèn)為：自然界里一切物體包括金屬在內(nèi)都是活的有機體，在它們內(nèi)在靈氣的帶動下，都有生長的趨勢。賤金屬有向貴金屬轉(zhuǎn)化的渴望，不過這種轉(zhuǎn)化很慢，人類可以加速這個過程。
阿拉伯的煉金術(shù)士賈比爾·伊本·哈揚，被奉為煉金術(shù)里的祖師。他提出，凡金屬都含有硫和汞兩種物質(zhì)成分，并且有一定的比例。貴金屬富含汞，賤金屬富含硫，只要改變金屬中這兩種成分的比例，就可以改變金屬的貴賤。他的理論被學(xué)徒編撰成書集，對西方世界影響很大。因此，中世紀(jì)歐洲非常流行的煉金術(shù)基本上都遵循了這樣的思路：把銅、錫、鉛、鐵4種賤金屬熔煉成一種合金，用水銀氣使合金變白，即賦予它銀的靈氣，再加一點金子為發(fā)酵劑，使全部合金變成黃金，猶如酵母發(fā)饅頭。
17世紀(jì)的荷蘭畫家阿德里安·范·奧斯塔德(1610—1685年)，在其作品《煉金術(shù)士》中再現(xiàn)了當(dāng)時煉金術(shù)士的工作環(huán)境。畫中一位煉金術(shù)士正在用牛皮鼓風(fēng)機向火爐里吹風(fēng)，實驗桌上的玻璃杯、碗、研缽，以及地面上的壇壇罐罐和锃亮的鐵鍋都被畫得富有質(zhì)感，顯示出荷蘭畫家善于用光色的特點。
奧斯塔德生于萊頓市一個富有的家庭中，年輕的時候曾跟從家鄉(xiāng)的畫家學(xué)習(xí)油畫。奧斯塔德擅長風(fēng)俗畫，因作品富有濃厚的生活氣息而為人所知。油畫《煉金術(shù)士》是根據(jù)當(dāng)時的個體小作坊繪制，畫中道具都十分逼真。請注意畫中由兩個長頸梨形玻璃瓶構(gòu)成的蒸餾器，據(jù)說還是我國最早發(fā)明(宋代《丹房須知》一書中有此物，曰“抽汞之圖”)后來經(jīng)阿拉伯傳入歐洲，可用來加熱含汞化合物以收集液態(tài)金屬汞，是煉金術(shù)里不可或缺的設(shè)備。
世界名畫里還有一幅由文藝復(fù)興時期畫家喬瓦尼·斯特拉達(dá)諾所繪的《煉金房》，系按照大公爵弗朗西斯科的私人煉金房繪制，其規(guī)模要大得多，有點像今天的小型工廠。磷元素的發(fā)現(xiàn)由于煉金術(shù)的活動始終籠罩在神秘的令人好奇的薄紗里，所以上述的藝術(shù)作品也只能夠反映出煉金術(shù)士活動的一般場景。唯有英國畫家約瑟夫·賴特(1734—1797年)創(chuàng)作的著名油畫《磷的發(fā)現(xiàn)》(1771年)，描述了煉金術(shù)史上的一次重要突破——發(fā)現(xiàn)了磷元素。
畫中跪在地上的老人是癡迷煉金術(shù)的德國商人布朗德。1669年，布朗德通過強熱蒸發(fā)的方法從大量的尿液中提煉出粉末狀的磷——他在蒸發(fā)尿的過程中，偶然在曲頸瓶的接收器中發(fā)現(xiàn)一種特殊的白色團體，像是蠟，帶有蒜臭味，在黑暗中不斷發(fā)光。他以為自己找到的就是金子，或者是可以點石成金的“哲人石”，實際上是磷。畫面中的布朗德，被磷燃燒所發(fā)出的耀眼光輝所震驚，與此形成對照的是，背景中負(fù)責(zé)記錄的助手桌前微弱的燭光，以及頂部透過窗戶射進(jìn)來的清冷的月光。在科學(xué)史上，布朗德被認(rèn)為是記錄了一種元素的發(fā)現(xiàn)過程的第一人。
賴特是一位具有寫實功底，又有科學(xué)思想的畫家。他致力描寫工業(yè)革命時期英國的科學(xué)活動，被稱為“第一位去表現(xiàn)工業(yè)革命的職業(yè)畫家”。當(dāng)然，這與他對科學(xué)的愛好有關(guān)，賴特與當(dāng)時的一個著名的科學(xué)社團“月光社”關(guān)系密切，常常參與他們的聚會和討論，所以熟悉當(dāng)時的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。
近代化學(xué)從這里開始話分兩頭，化學(xué)終于從古代煉金術(shù)里脫胎而出，成為近代自然科學(xué)的一個分支，已是17世紀(jì)中葉的事了。英國化學(xué)家波義耳是創(chuàng)立近代化學(xué)的先鋒，恩格斯說：“波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)?！辈x耳提出了元素的科學(xué)概念，還對燃燒問題做了研究。他發(fā)現(xiàn)空氣能夠維持燃燒，還能夠維持動物的生命。波義耳的學(xué)生在此基礎(chǔ)上提出了“燃素說”的概念，即物質(zhì)之所以能夠燃燒是因為它含有燃素的緣故。燃素?zé)炅?，火也會隨之熄滅。
燃素說雖然名噪一時，卻讓人覺得有點不靠譜。因為一些金屬燃燒后重量不減反增，既然燃素被燒掉了，怎么金屬反而重了呢?此時，法國化學(xué)家拉瓦錫閃亮登場。他設(shè)計了一個新實驗:在密閉的容器里燃燒金屬，并用天平對所有物質(zhì)稱重量。終于發(fā)現(xiàn)，燃燒后的金屬灰要比金屬重，而增加的重量恰好等于容器里空氣減少的重量。于是，他總結(jié)出了化學(xué)里的第一定律——質(zhì)量(重量)守恒定律。
拉瓦錫在化學(xué)上貢獻(xiàn)多多，如他發(fā)現(xiàn)空氣由氧氣和氮氣組成，創(chuàng)立了新的燃燒理論等，所以被選為法蘭西科學(xué)院院士。新古典主義畫家路易斯·戴維(1748—1825年)最喜歡畫英雄人物的肖像，并以此獨步畫壇，享譽藝史。見拉瓦錫的事業(yè)如日中天，便懷著崇敬之情為拉瓦錫和他的夫人瑪麗畫了一幅肖像畫(1788年)，記錄了夫婦倆生活里的溫馨一刻。
此畫精致高雅，相當(dāng)傳神，是藝術(shù)史上的精品。畫中的拉瓦錫夫人儀態(tài)雍容，生活中的她性情溫柔、能畫善書，拉瓦錫的實驗筆記和插圖都出自她的手筆。兩人感情篤深，在畫中也可以看出端倪。
拉瓦錫事業(yè)有成，家庭美滿，用現(xiàn)在的話來說應(yīng)該是沒有煩惱了。誰知天有不測風(fēng)云。1789年，法國大革命爆發(fā)。拉瓦錫因出身貴族又有過剝削行為，成了革命的對象，拘捕后經(jīng)草草審理就被判處死刑。化學(xué)家貝托雷趕來求情：“法國不能殺掉自己的兒子，再過100年也長不出這樣的一個腦袋?！钡锩皇钦埧统燥?，1794年5月8日，拉瓦錫還是被押上了斷頭臺。臨刑前，他還平靜地對妻子說：“瑪麗，你不必為我悲傷，我今年51歲，可以說已經(jīng)度過了夠長、夠愉快的一生，而且可以免去一個將會有諸多不便的晚年。我為后人留下了一點知識，也許還留下了一點榮譽，應(yīng)該說是幸運的?！?/p>
當(dāng)時已在革命陣營里任教育文藝委員的路易斯·戴維獲悉拉瓦錫慘遭不測，心中五味雜陳。見自己幾年前畫的畫還在，便不避嫌疑地把它藏了起來，使名畫得以保存。正是:
遭橫禍，拉瓦錫命喪黃泉，科學(xué)史上染血腥;
懷憐憫，路易斯情系丹青，名畫苑里存巨制。
后來，科學(xué)史家科恩指出了畫中的一個瑕疵，即實驗桌上的水銀柱面應(yīng)該稍微凸起，卻被畫成水平的了。當(dāng)然，這是因為水銀分子間的內(nèi)聚力要超過水銀和玻璃器壁間的附著力的緣故。在此，筆者還要指出畫里的一個瑕疵，即實驗桌上的水銀柱顯然是根據(jù)專業(yè)書上的示意圖來畫的，殊不知，這樣的圖作為示意圖可以，作為實物圖卻不行，因為水銀柱不用手扶持是無法站穩(wěn)的。
本文原載《科學(xué)畫報》，《知識分子》獲作者授權(quán)刊載。作者林鳳生為上海大學(xué)教授，《自然雜志》編審，近著有《畫中有話——解讀名畫中的科學(xué)元素》。
