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文 | 林鳳生（上海大學《自然雜志》編審)

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煉金術在化學的早期發(fā)展中起了真正的和積極的作用。

——W·C·丹皮爾《科學史》化學的前世今生

煉金術源遠流長。早在公元前幾個世紀，生活在地中海地區(qū)的人類在制陶、染色、釀酒和冶金等生產活動中，逐步認識到自然界里的物質是可以改變的，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的產生起到推波助瀾的作用。亞里士多德認為：自然界里一切物體包括金屬在內都是活的有機體，在它們內在靈氣的帶動下，都有生長的趨勢。賤金屬有向貴金屬轉化的渴望，不過這種轉化很慢，人類可以加速這個過程。

阿拉伯的煉金術士賈比爾·伊本·哈揚，被奉為煉金術里的祖師。他提出，凡金屬都含有硫和汞兩種物質成分，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。他的理論被學徒編撰成書集，對西方世界影響很大。因此，中世紀歐洲非常流行的煉金術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世紀的荷蘭畫家阿德里安·范·奧斯塔德(1610—1685年)，在其作品《煉金術士》中再現(xiàn)了當時煉金術士的工作環(huán)境。畫中一位煉金術士正在用牛皮鼓風機向火爐里吹風，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)的畫家學習油畫。奧斯塔德擅長風俗畫，因作品富有濃厚的生活氣息而為人所知。油畫《煉金術士》是根據(jù)當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，是煉金術里不可或缺的設備。

世界名畫里還有一幅由文藝復興時期畫家喬瓦尼·斯特拉達諾所繪的《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，所以上述的藝術作品也只能夠反映出煉金術士活動的一般場景。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，背景中負責記錄的助手桌前微弱的燭光，以及頂部透過窗戶射進來的清冷的月光。在科學史上，布朗德被認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，又有科學思想的畫家。他致力描寫工業(yè)革命時期英國的科學活動，被稱為“第一位去表現(xiàn)工業(yè)革命的職業(yè)畫家”。當然，這與他對科學的愛好有關，賴特與當時的一個著名的科學社團“月光社”關系密切，常常參與他們的聚會和討論，所以熟悉當時的科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。

近代化學從這里開始話分兩頭，化學終于從古代煉金術里脫胎而出，成為近代自然科學的一個分支，已是17世紀中葉的事了。英國化學家波義耳是創(chuàng)立近代化學的先鋒，恩格斯說：“波義耳把化學確立為科學。”波義耳提出了元素的科學概念，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。波義耳的學生在此基礎上提出了“燃素說”的概念，即物質之所以能夠燃燒是因為它含有燃素的緣故。燃素燒完了，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，法國化學家拉瓦錫閃亮登場。他設計了一個新實驗: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，他總結出了化學里的第一定律——質量(重量)守恒定律。

拉瓦錫在化學上貢獻多多，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，相當傳神，是藝術史上的精品。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)在的話來說應該是沒有煩惱了。誰知天有不測風云。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?；瘜W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。”但革命不是請客吃飯，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，應該說是幸運的。”

當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該稍微凸起，卻被畫成水平的了。當然，這是因為水銀分子間的內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《科學畫報》，《知識分子》獲作者授權刊載。作者林鳳生為上海大學教授，《自然雜志》編審，近著有《畫中有話——解讀名畫中的科學元素》。