古代化学卷
火的认识与利用
自古以来，化学都是与人类的生活息息相关的。从最初的钻木取火，到开始用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器等，这些都是人类对化学技术的应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越不可替代的作用。
我们人类的祖先曾过着“茹毛饮血”的生活，电闪雷鸣等自然现象也会引起人们的恐慌。但渐渐的人们发现火也是可亲近的，在寒冬腊月，火不仅可以取暖，而且用火烧过的食物味道更加鲜美……于是人们便想方设法的保存火种，让它经久不熄。从此人类开创了熟食时代。
经过烧制的食物营养容易吸收，使得原始人的整个身体的结构发生了改变，促进了脑髓发育，智力逐渐向高级方向发展。人们用火战胜严寒，用火驱赶野兽，用火照明。火增强了人类的生存能力和活动范围，促进人们去创造工具。就这样，文明社会从火堆中萌芽了。就像恩格斯所说的：火的使用，第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物界分开。
火最初是来自天然的，后来人们学会了摩擦生热和钻木取火的技术。我国古代有燧人氏钻木取火之说。人们用榆柳一类的木料钻出火来，便以火为中心居住、打猎、捕鱼、采摘植物果实。在这些劳动中人们发展了语言的使用，以至后来出现了劳动的社会分工。
《易 系辞》曰“上古穴居而野处”，但当时人类的这些穴居地常会因雨水浸灌而无法居住，迫于生存的需要，人们开始用火堆旁的“硬土”——粗陶，在地势较好的地方盖起了半穴居的泥草房，尽管极其简陋，但人们走出了岩洞，结束了穴居生活。从此家庭形成了。
后来人们将粗陶进一步焙烧，逐渐地学会了制陶。陶器、陶瓦和陶砖的问世，有力地推动了社会生产的发展，各个部落在住地四周垒起高墙，深挖壕沟，建起了最早的城市。这促进了血缘家庭的形成和家庭手工业的迅速发展，推动了社会的进步。
火堆，不仅启迪古人去制陶，也启发他们去冶炼金属。人类很早就发现含铜、锡和铅等熔点较低的金属矿石，经过火煅烧后能得到跟天然铜相似的金属。久而久之，人们就会用火煅烧矿石冶炼金属了。我国在四五千年前就开始炼铜，在殷商时期，我国不仅会炼纯铜，而且能炼青铜——铜锡合金。我国在战国时期就掌握了炼铁技术。
将木材粉碎，放在化学药水里煮，然后将煮好的材料通过旋转的铜网过滤、吸收、挤压、加热、干燥而制得了纸，使人类结束了竹简文化时代。
火除了来自自然，也可以人工得来。据记载，天国汤人之王汤古氏曾用铜质的圆形凹面镜，在太阳下聚光，对焦取天火，可燃着灯戎草，这可能是最早的人工火了，也称为“盗天火”或“明火”。而因那取火之器是汤古氏所发明，遂称“汤燧”。《历代小史》记曰：“昔遂人氏时，游于日月之都，则炎然火出也，圣人有感，取火于日，遂人氏因之，故从火为燧。”日月之都即汤谷，是日火的发源地。汤尧之时，汤人避尧讳，改汤为阳，故而汤燧又称“阳燧”。
汤古氏后裔汤黎为火圣，黎以黎谷为都，黎谷在天山为“汤谷”，在文登亦曰“汤谷”，是天国汤人之都，因汤谷为日出日入之地，因而汤谷被诸侯视为“日都”，汤人因临日而居，又称“日人”或“日国”。《淮南子》证曰：“日出汤谷。”因日国是汤人天国，古时汤与日同义通用，《后汉荀爽传》释曰：“汤在天为日，在地为火。”译为汤人居天国汤谷称“日”，汤人下界称“火”。《列子·汤问篇》亦曰：“日中如探汤”。
汤人因临日而居，体态康健，皮肤黧黑，因天山又称昆仑山，唐时世称汤人为“昆仑奴”，即“黑人”，因而汤人的母亲河“汤河”，又称“黑河”或“黑水”。《水经注》证曰：“汤水也，俗名黑水坑水。”因可知汤与黑二字上古同义通用，因此汤人始祖母曰“傥娥”，傥从黑也；成汤的支裔有墨胎氏，亦从黑也。汤人是火族，因善养犬，春秋时，周人称汤人为狄人，狄人又分：赤狄、长狄、白狄、众狄，结成赤狄联盟与周王室世为仇敌。狄是火人，汤亦是火人，因而汤与狄二字亦同义通用，《山海经》证曰：“狄山即汤山。”狄人因养犬牧羊，在西方者，周族呼其为“犬戎”或“西戎”。《史记·秦本纪》曰：“秦宁公灭荡社，亳王奔戎，号西戎君。”因可知犬戎之王汤人也。
汤人之王汤黎，古史称“炎帝祝融”，《白虎通》曰：“炎帝者，太阳也。”太阳即日之别称，因可知炎帝祝融是日人之王。由于有了人工火，人类方由野蛮时代进入文明时代。炎帝在历史上又称烈山氏、神农氏，是刀耕火种的创始人，炎帝以火烧荒，而后以汤粪浇之，使之为耕地良田。《正字通》释曰：“汤温热水沃也，礼月令仲夏烧雉，行水利以杀草如以热汤粪田畴，注大雨既行于所烧之地，草木不复生，时暑日烈其水之热如汤，草烧烂者可为田畴之粪也。”因为汤人烧荒破坏了生态环境，诸侯多怨之。《庄周》曰：“十日并出，草木焦枯。”《楚辞》亦证：“十日并出，流金砾石。”十日是“早”，临水曰“氵早”，《古陶字汇》释曰：“氵早古体之汤也。”因而可知十日即天国，为“汤国”也。《西山经》证曰：“十日国为天国，昆仑汤谷近天，为十日国也。”汤人为烧荒耕种，不避艰辛，因称“僰人”。为了庆祝一年一度的僰荒日，汤人每年六月初六日，举行一次盛大的“汤火之节”，这一传统节日一直在云贵僰人中流传，现称“火把节”，《旧五代史·梁末帝纪》中有“汤火之节”的记载。农垦给汤人带来了丰硕的果食，每当丰收之日，汤人就会团坐于“磨盘”四周，祭祀祖先“汤古氏”，因而汤古又称“古”，即“盘古”也。汤人之裔藏族承传此俗，至今仍呼装青稞的糌粑袋为“汤古”以示不数典忘祖。而移居日本的汤人后裔大和民族，亦保留有“祭盘之俗”。
汤人不但创造了人工火，而且最早将石油作为可燃材料使用。汤人后裔巴人之王曰“肥遗”，初居酒泉延寿，在此发现石油可燃，因而命名“肥油”，史称“石漆”。《博物记》证曰：“延寿县南有山，石出泉水，大如筥籧，注地为沟，其水有肥，如煮肉泊，漾漾永永，如不凝膏，燃之极明，不可食，县人谓石漆。”肥遗部后迁陕西太华山，春秋时加入白狄，随之东迁，并在山西昔阳城立都，建肥子国，后被晋国所灭。肥人随汤人东渡日本，将火文明传入东瀛。汤人对石油的使用，不仅使火文明得以延续及弘扬，而且推动了世界现代化的发展。
汤人的火文明，改变了人类自身，并使人类社会得到迅猛的发展，由此掀开了人类的“文明史”。另一方面从化学的角度来说，火使许多物质发生了有用的变化；使天然资源如煤、石油等得以广泛的应用；现代化学中的许多方法都得自于对火这种自然力的应用。
陶瓷的发现
关于人类从何而来这一个问题，相信对大家来说已无悬疑。的确，人类进化自一种被称为古猿的古代动物。但人类与动物有着本质的区别，区别之一就是：人能制造工具，具有改造大自然的本领。
要制造工具，首先得有制造工具的材料。人类最初的选择是大自然所馈赠的石头。原始人类把石头打磨成各种形状，用于砍劈、切削、钻凿，来同大自然搏斗，以求生存。在人类发展史上，这段时期称为“石器时代”，大约开始于250万年前。
旧石器时代，人类只是单纯的从自然中获取生存所需。他们采集自然界中的植物，猎取自然界的鱼类、飞禽走兽，作为维持生命的食物。这种生产与生活方式持续了大约200多万年。渐渐的人们开始对大自然的馈赠感到“不满足”了，于是在大约1万年前，人类历史上又开始了一个新的篇章——新石器时代。
在这一时期，人类开始自己种植植物和驯养动物，所使用的石器工具也有了改进——打磨更精致，石斧也被装上了木柄。但石头虽硬，却较脆，要打磨成一定形状的工具很费事，而木头的使用范围也有一定限度。这些局限性促使着人们找寻更有力的改造自然的工具，于是，以粘土为原料，经过火烧而制成的陶器产生了。
陶器是人类最早不用大自然的现成材料而制成的器具，制陶技术是人类材料技术的发端。
早在旧石器时代末期，人类开始在用树枝条编成的容器上涂抹粘土，晒干后用来盛物，但这种容器既不牢固又怕浸水。一些偶然的机会，譬如森林着火，这种容器经受了火烧，其内部的树枝条烧成了炭，而外面的坯料却依然完整，并且变坚硬了。正是受到这种启发，人们开始有意识地把粘土搓捏成形，烧制成器皿，用来盛水，存放、烧煮食物等，或烧制成渔猎工具，如刀、斧、渔网锤等。这就是最古老的制陶技术，到现在已有1万多年的历史了。
我国是世界上最早生产陶器的国家。用现代先进技术对在河北徐水及江西万年出土的考古发掘物进行鉴定，证明我国大约在1万年前就已有陶器生产。后来，我国的制陶技术不断发展，形成了黑陶、白陶、彩陶等多个品种。陕西临潼出土的秦始皇兵马俑，被人们称作“世界奇观”，它们就是在烧成的陶胎上进行彩绘而制成的，称为彩绘陶，其工艺水平令世人叹为观止。我国现代陶器的产地以江苏宜兴最为著名。
后来，在制陶技术发展的基础上，人们经过在以下三方面技术上进行改进，又发明了制瓷技术。
（1）精选原材料。瓷器是以含铝成分较多的高岭土为原料烧制而成的。
（2）改进窑炉，提高烧成温度。
（3）发明和利用釉。釉是以石英、长石、粘土等为原料，烧结在陶瓷表面的玻璃质薄层。
经过改进后出现的瓷，具有了比陶更优良的性能。它身材轻盈，玲珑剔透，肌肤光泽细腻，性格刚强，不渗水，不透气，耐高温，抗腐蚀，人见人爱，可谓“天之骄子”。陶瓷实际上就是陶和瓷“两兄弟”的总称，在我国的发展历史悠久。中国作为四大文明古国之一，为人类社会的进步和发展做出了卓越的贡献，其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义。中国陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分，反应了中国历史上各朝各代不同艺术风格和不同技术特点。
陶瓷一般是用可塑性粘土，长石和石英等原料通过成型、干燥、烧制而成的包括日用、艺术、和建筑陶器三种。考古发现已经证明中国人早在新石器时代（约公元前8000-前2000年）就发明了陶器。到了3000多年前的商代，开始出现了上釉的原始瓷器，烧成温度在1200℃以上。经过1000多年的改进和提高，到了东汉（公元25-220年），位于今浙江绍兴、余姚一带的越窑首先发明了用1300℃以上高温烧成的上釉青瓷。汉代以后，我国的制瓷技术已发展到非常高的水平，出现了许多名窑和名瓷。古人用这样的诗句来赞扬越窑出产的美丽青瓷：“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来。”素有“瓷都”美称的江西景德镇所烧制的薄胎瓷器，更被誉为：洁如玉，明如镜，薄如纸，声如磬。
以上这些称为传统陶瓷，也就是利用瓷石、粘土、长石、石英等无机非金属天然矿物为原料，经粉碎、混和、磨细、成形、干燥、烧成等传统工艺制成的产品，现在人们主要用作日用器皿和建筑、卫生制品。
玻璃的发现
许多伟大的发明都是人们在无意中创造的，玻璃的发现也不例外。3000年前，一艘腓尼基人的大商船在地中海贝鲁斯河口搁浅了。船员们尽情地欣赏着地中海海岸的美丽风景，并且准备在沙洲上举行野餐。
船上满载天然的苏打晶体，水手们就顺手用它支起了锅，然后架上木柴烧了起来，这真是一顿别有风味的野餐！当他们收拾餐具时，发现锅下的沙地上竟留下了许多闪光的透明物质，大家当宝贝一样收集了起来。原来，这沙洲上都是石英砂粒，烧火时天然苏打石和石英砂粒发生了化学反应，就变成了玻璃。
无意中发现了这个秘密后，聪明的腓尼基人就在特殊的炉子里放进石英石和苏打石，炼出了玻璃液，再制成珠子。由于谁都没见过玻璃，这些珠子在当时成了无价之宝。他们把这些光洁透明的东西运往世界各地，换回了许多黄金和珠宝。后来，制造玻璃的方法传到了埃及等地，玻璃制造业也就发展起来了。
但是在化学发展的远古时代，玻璃的制造工艺还没有，因此和陶瓷比起来相差很多。这里提起玻璃的发现只是为了说明化学在人类历史上的作用。
金属的冶炼
新石器时代后，人类便进入了青铜时代，这时期的标志主要是人类对青铜的广泛使用。青铜是一种红铜和锡、铅的合金，它可以说是金属治铸史上最早的合金了。
其实早在在新石器时代晚期，人类便已开始加工和使用金属——红铜，即未经有意加入其他金属的“纯铜”。
石器时代，人们在拣取石器材料时，偶尔发现了这种天然红铜，它的性质完全不同于石料的极易劈裂剥落，可锤延，能发出灿烂的光泽。人们将它加工成装饰品和小器皿。这就是早期红铜获取和使用的大致情况。但这种仅采用锤敲打击的加工方法，叫做冷锻法，这还不是冶炼。当人们有了长期用火，特别是制陶的丰富经验后，铜的冶铸变成了可能。人们可以将红铜熔化，再倒入特制的容器，冷凝后就得到各种所需形状的器物。熔铸技术被掌握后，红铜的优势便更有利用被发挥了。红铜可延可展，锤打不破，任意赋形，使用久后还可重新改铸，这些优点——金属的基本性能，石器是无法相比的。
但红铜因其硬度低，产地有限，产量很少，也远不如燧石坚利等原因，仍然不能取代石器作为主要的生产工具，对社会的经济面貌和生产能力的影响也不大。
公元前5000年左右，西南亚地区和埃及的劳动人民就已经掌握了铜的熔铸技术，但很长一段时间里，，铜也只是作装饰品和简单的工具使用；拉丁美洲的古代印第安人虽发展较晚，却是独立地发明了自己的冶金技术。
考古材料证明，我国在新石器时代晚期已经开始使用铜，并且掌握了铜的冷锻和熔铸。较有说服力的例证是1957年、1959年两次在甘肃武威县皇娘娘台属于新石器晚期遗址（距今4000年）的发掘。在出土文物中，先后获得铜器二十多件。有铜刀、铜锥、铜凿和铜环等工具及装饰品。它们多数是锤锻而成的，少数铜刀是用单范熔铸制出来，这表明制法还很原始，经有关单位进行光谱分析，说明这批铜器所含铜的纯度相当高。当不久我国又进而用电子探针检验，发现其中除锡外，还含有铁、砷，其含量超过它们的自然铜中的一般含量，因此有可能是人工冶炼出的红铜。
在同一时期的其他一些文化遗址中，也发现类似的含锡、铅、锌等元素的小件铸造红铜器。总之，一系列实事都是说明在四千年前，我们的祖先不仅认识了金属铜，可以将天然存在的红铜锻打成器和熔铸成小件器物；而且可以冶炼红铜了。这是我国应用金属的开端。