中國古代化學(xué)史研究的開拓者——紀念清華大學(xué)張子高教授 王祖陶

張子高（1886-1976），原名張準，字子高，又名張芷皋，出生于湖北枝江，化學(xué)教育家和化學(xué)史學(xué)家。1909年秋考取了北京清華學(xué)堂的前身——游美學(xué)務(wù)處的第一批直接留美生。1916年在美國麻省理工學(xué)院獲化學(xué)學(xué)士學(xué)位。1916年至1929年間先后在南京高等師范學(xué)校、金陵大學(xué)和浙江大學(xué)等校執(zhí)教。1929年到清華大學(xué)任教，先后任清華大學(xué)化學(xué)系教授、化學(xué)系主任、教務(wù)長、副校長等職。為開創(chuàng)中國化學(xué)教育事業(yè)和開拓中國化學(xué)史研究作出了杰出貢獻，1960年榮獲全國先進工作者稱號。

為了緬懷張子高先生開創(chuàng)中國化學(xué)教育事業(yè)和開拓中國化學(xué)史研究的光輝業(yè)績，學(xué)習(xí)他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和為祖國科學(xué)教育事業(yè)獻身的精神，中國化學(xué)會和清華大學(xué)于1986年9月24日聯(lián)合舉行了張子高教授誕辰一百周年紀念大會。

約在三十年前，我作為一個后學(xué)晚輩有幸得到子高先生的教誨。1956年我在南開大學(xué)化學(xué)系首次講授化學(xué)史課程，曾撰寫題為“研究化學(xué)史的方法論問題”的論文，在《南開大學(xué)學(xué)報》上發(fā)表，同時編寫了一冊《化學(xué)史講義》。子高先生見到我的習(xí)作，欣然給予指導(dǎo)，并囑我為他正在撰寫中的《中國化學(xué)史稿（古代之部）》做一些協(xié)助編寫的工作。自此以后，子高先生作為我的導(dǎo)師和引路人，引導(dǎo)我做了一些化學(xué)史的研究和教學(xué)工作。子高先生對我的教誨和熱情關(guān)懷，令我終生難忘。茲值子高先生誕辰一百周年之際，特撰此文以表敬仰之忱。

化學(xué)先驅(qū)一代師表

張子高1907年畢業(yè)于武昌文普通學(xué)堂。他勵志新學(xué)，懷抱科學(xué)救國的理想和抱負，于1911年考取清華學(xué)堂第一屆直接留美生，同年進入美國麻省理工學(xué)院，受教于著名分析化學(xué)家A.A.Noyes教授門下，成為我國早期留美攻讀現(xiàn)代化學(xué)的化學(xué)家。1916年畢業(yè)后，留任Noyes教授的研究助理，從事鎢和鉭族的分析研究工作，制訂了鎢族與鉭族的分析方案（合作者有B.E.Schlesinger和R.Williams）。這一豐碩的研究成果很快被采用，編入A.A.Noyes和W.C.Bray合著的《稀有元素定性分析》（1927）著作中，以“鎢與鉭族的分析”為題自成一章。這一工作距今已70年，至今仍為人所稱道。

1916年先生學(xué)成歸國，鑒于舊中國的貧弱和落后，決心從事科學(xué)教育事業(yè)，為祖國培育英才，提高科學(xué)水平。先是就任南京高師（后改為東南大學(xué)）數(shù)理化部教授，講授普通化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等最新的化學(xué)科學(xué)知識；并為培訓(xùn)學(xué)生的實驗技能，親自演示化學(xué)實驗。在清末民初，我國大學(xué)大多數(shù)由外國教會主辦，師資多屬外籍。因此，由國人創(chuàng)辦的南京高師數(shù)理化部有不同尋常的意義，而子高先生與同時執(zhí)教的王琎先生乃是我國研究和講授現(xiàn)代化學(xué)的先驅(qū)者。當時受先生教誨而今成為國家科技精英者，有中國科學(xué)院副院長吳有訓(xùn)、延安自然科學(xué)院副院長惲子強、華東化工學(xué)院院長張江樹、全國人大副委員長嚴濟慈、長春應(yīng)用化學(xué)研究所所長吳學(xué)周、高能物理研究所研究員趙忠堯、中國科學(xué)院化學(xué)研究所所長柳大綱等人。

先生在南京高師任教十一年期間，還曾在金陵大學(xué)和浙江大學(xué)短期任教。1929年先生北上來到清華大學(xué)。當時應(yīng)聘來清華任教的，物理系有趙忠堯、施汝為教授等，數(shù)學(xué)系有熊慶來教授等，化學(xué)系就是子高先生。他們都是清華大學(xué)理科教育的中堅，使清華大學(xué)成為國內(nèi)成績卓著的理科教育重要基地。先生主持清華化學(xué)系多年，曾先后任系主任、教務(wù)長、副校長等職務(wù)，可以說傾注畢生精力于化學(xué)教育事業(yè)。先生多年講授普通化學(xué)、無機化學(xué)、定性分析、高等無機化學(xué)、物理化學(xué)等課程，及時跟蹤化學(xué)科學(xué)的最新發(fā)展，不斷更新內(nèi)容，治學(xué)嚴謹，一絲不茍。先生在工作上嚴肅認真，鞠躬盡瘁；對人和藹可親，以助人為樂。先生以極大熱情寄期望于青年學(xué)子，他常說：“你們要青出于藍，更要勝于藍，否則世界怎會前進呢！”這番話體現(xiàn)了先生一生的期望和抱負，同時也是先生主要的教育思想。

從我國近代和現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的歷史來看，清末科學(xué)家徐壽身處閉關(guān)鎖國的時代，首先以大量譯著介紹和傳播西方近代化學(xué)，開中國近代化學(xué)之先河，其功甚偉；子高先生處于世界科學(xué)跨入現(xiàn)代的初始階段，作為我國最早攻讀現(xiàn)代化學(xué)，并對化學(xué)發(fā)展作出卓越貢獻的化學(xué)家，歸國后在化學(xué)教育第一線鞠躬盡瘁六十年，為我國化學(xué)事業(yè)的發(fā)展奠定根基，晚年更傾注精力于中國古代化學(xué)史研究工作，寫成名著《中國化學(xué)史稿（古代之部）》，其貢獻可與徐壽媲美。嚴濟慈教授在紀念大會上贈以“化學(xué)先驅(qū)，一代師表”八字題詞，可說是對先生最允當?shù)脑u價。

中國化學(xué)史的開拓者

先生是一位著名的中國化學(xué)史開拓者。1920年先生在南京高師執(zhí)教時，曾為教育?？浦v授“科學(xué)發(fā)達史”課程，1924年講稿由中華書局作為專著出版。1923年先生在《＜申報＞五十周年紀念刊》上發(fā)表了“五十年來之中國科學(xué)”一文，對我國近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展道路以歷史眼光進行了分析探討?？梢娤壬缒昃妥⒁獾娇茖W(xué)史對我國科技發(fā)展的重要作用。在中國化學(xué)史研究方面，早在20世紀20年代初，先生就依據(jù)《本草綱目》記載的方法，同張江樹先生一起進行了制備氯化汞的實驗。到了50年代，先生更以古稀之年傾注精力于中國古代化學(xué)史的研究，取得卓越成就。1964年先生根據(jù)數(shù)十年的研究，寫成《中國化學(xué)史稿（古代之部）》一書，這是一部全面論述中國古代化學(xué)史的嚴謹著作，是他留給后人的寶貴學(xué)術(shù)遺產(chǎn)。

先生在中國化學(xué)史研究方面的貢獻和成就，摘要述下：

1.對古代青銅器進行了獨樹一幟的研究

郭沫若曾據(jù)古代青銅器在器形、紋飾和文字等方面的演變，提出青銅時代的四大發(fā)展時期，即鼎盛期、頹敗與開放期、中興期和衰落期。先生則采用科技史的研究方法，通過青銅器合金成分的分析，參照郭沫若的分期，從另一角度研究了青銅器的上述演變過程。他指出，殷代后期和西周的青銅器，含銅量分布頻率在80%～90%之間，差別微小，冶金技術(shù)具有一致性，因而同屬鼎盛期；自西周晚期至春秋中葉，紋飾較為潦草（但銘文字數(shù)則一般較前為多），經(jīng)歷了一個短暫的頹敗期，但其實在技術(shù)上卻是向質(zhì)薄、形巧發(fā)展的過渡期；自春秋中葉至戰(zhàn)國末年，一般多制作精巧，俱見匠心，屬于中興期。先生進一步根據(jù)青銅合金成分分析，指出東周器物的含銅量比前兩期顯著降低，分布頻率在65%～75%之間。含銅量下降，錫或鉛的含量當然上升：錫含量從西周的10%～15%增加到東周的15%～20%，鉛含量從西周的0%～5%增加到東周的5%～10%。這變化之所以發(fā)生，是由于中興期器物以質(zhì)薄、形巧、花紋精細為特征，對鑄造器物的合金性能提出了熔點低和流動性大的要求。為了達到這一要求，當時有兩種辦法：一是增加錫含量，二是加入第三種金屬——鉛。戰(zhàn)國青銅器合金成分的分析表明，當時是兩法并用的。自戰(zhàn)國末年以后，一般器物復(fù)歸于簡陋，已進入衰落期。

先生旁征博考，以豐富的文物知識與合金成分的分析實驗相結(jié)合，經(jīng)過縝密的分析研究，從青銅冶煉、合金配制和鑄造技術(shù)等方面闡述了我國古代青銅器的演變過程。最后，先生從科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展密切相關(guān)的觀點出發(fā)指出：“按青銅器本身的演變來分期，也部分反映了當時社會發(fā)展的情況。第一期反映著殷末周初同是奴隸制社會，第二期反映著工商業(yè)發(fā)達，第三期反映著新興的封建制度的形成，第四期反映著青銅器逐漸讓位于鐵器了?！?/p>

2.鋼鐵冶金技術(shù)史研究方面的貢獻

解放后我國有大批古代鐵器出土，重要的冶鐵遺址也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，對研究古代冶鐵技術(shù)提供了非常豐富和重要的資料。另一方面，我國史籍浩如煙海，分散在大量古書中的冶鐵技術(shù)資料還有待于進一步的發(fā)掘和研究，因此我國史學(xué)界對古代鋼鐵冶煉問題還存在著不同見解和爭論。在這種情況下，就必須對最新的出土實物加以分析研究，同時兼取各家之長，寫出一部有根有據(jù)、比較全面的中國古代鋼鐵技術(shù)史，這是先生要在較短時間內(nèi)完成的一項工作。

首先，先生獨辟蹊徑，采取三方面工作結(jié)合進行的研究方法：第一是關(guān)于古代冶鐵遺址和冶煉工具遺物的實際調(diào)查；第二是系統(tǒng)整理和研究古代有關(guān)冶鐵技術(shù)的文獻記載；第三是對出土的古代鐵器進行科學(xué)分析和考察，以確定或推斷當時的技術(shù)水平。

其次，對鋼鐵技術(shù)史中的重要問題，博采眾長，而提出自己的精辟見解。如在鐵器的鍛與鑄的研究中，一種意見認為世界各國冶鐵術(shù)都是由鍛進步到鑄的，這是冶鐵術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律，我國也不能例外；另一種意見是中國的技術(shù)發(fā)展似乎和歐洲相反，可能是先掌握了鑄的技術(shù)，而后才出現(xiàn)了鍛的技術(shù)。先生首先應(yīng)用金相學(xué)的方法，對當時出土的戰(zhàn)國、兩漢鐵器共26件進行了分析考察：對鐵器分別作了結(jié)晶方向性、形制、表面披縫等的宏觀觀察，以及顯微組織、機械性能的考察，以確鑿的科學(xué)分析實驗，證實戰(zhàn)國時代的鐵器中既有錘鍛加工成型的鍛件，又有高溫還原成液體澆鑄成型的鑄件。同時指出，由于我國制陶業(yè)和鑄銅業(yè)的高度發(fā)達，以及煉爐、鼓風(fēng)器、燃料和熔劑的改進，使得我國在戰(zhàn)國時期就早于歐洲一千五百年而掌握了冶鑄生鐵的技術(shù)。再從古代重要冶鐵遺址如輝縣、遼陽三道壕等地都是鑄件和鍛件同時并存的事實，得出中國冶鐵技術(shù)從一開始就是鍛鑄并用的結(jié)論。先生又在西漢鐵器顯微組織考察中發(fā)現(xiàn)一件鐵斧的鐵質(zhì)很軟，彎曲至90°也不折斷，金屬組織在縱斷面內(nèi)是普通的純鐵體，沒有壓力加工的痕跡，也沒有發(fā)現(xiàn)石墨，但在靠刃部處的橫截面上卻發(fā)現(xiàn)有團狀石墨，由內(nèi)部到外層石墨漸細。這些情況說明這是一件經(jīng)過比較徹底的脫炭熱處理的黑心可鍛鑄鐵。這種可鍛鑄鐵在西方遲至19世紀才由美國人試制成功。因此，這是我國冶金史上一項重大的技術(shù)成就。

第三，先生又常謙虛地提出一些他尚未解決的課題，引導(dǎo)科技史工作者去進行深入研究。如關(guān)于鋼鐵淬火技術(shù)問題，古人有“漢水鈍弱不任淬，用蜀江爽烈”的記載，先生指出，用不同地方的水淬刀劍，所得效果不同，是一個值得研究的課題。

3.中國古代煉丹化學(xué)史的研究

關(guān)于中國煉丹術(shù)，中外學(xué)者早就做過不少有價值的研究，但有些問題仍有待于深入探討。先生從方術(shù)演變?yōu)榈澜?、方士演變?yōu)榈朗康臍v史事實談起，講清了煉丹術(shù)的起源；再根據(jù)煉丹術(shù)的思想基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ)，對一向被認為神秘的三個問題作出了科學(xué)分析。第一，神仙說是怎樣來的？先生指出，羽化登仙的說法最早見于《莊子·逍遙游》，是來自齊諧的神話傳說，后來成為道教的信仰，實無事實根據(jù)。第二，為什么煉丹家相信服丹可以長生不老，并且由此羽化登仙？先生指出，關(guān)于這個問題煉丹家的思想還具有一些物質(zhì)基礎(chǔ)，但他們在思想方法上采用了一種類比的方式，企圖在模擬自然的基礎(chǔ)上達到超自然（即反自然）的目的，由此便墮入了唯心主義的泥坑。第三，煉丹家為什么堅信仙丹可以煉成？先生指出，這也就是煉丹術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)問題。當時制陶、冶金、釀酒、染色等生產(chǎn)工藝已甚發(fā)達，并且已有由丹砂煉水銀、化鉛制黃丹和胡粉等關(guān)于物質(zhì)變化的實踐知識，這些都為煉丹術(shù)提供了廣泛的物質(zhì)基礎(chǔ)，使煉丹家有可能進行初步的總結(jié)，找到物質(zhì)變化的某種規(guī)律性，作為自己進行實驗的準則。因此，煉丹家相信經(jīng)過一定的人工處理后，物質(zhì)的屬性可能大大改變，因而就可能制成有效的仙丹。先生指出，由于長生不老不過是一種幻想，再加煉丹家對物質(zhì)變化的認識受著時代的限制，只能以當時廣泛流行的陰陽五行學(xué)說為基礎(chǔ)，還遠不能達到科學(xué)地認識自然的地步，所以煉丹術(shù)就其本來的目的來說不能不以失敗告終。然而煉丹實踐卻給人們積累了大量有用的實驗資料，和制藥、冶金、火藥等都有密切關(guān)系?？傊?，中國煉丹術(shù)在整個化學(xué)發(fā)展史上的重要意義，由此先生的工作就更加明確了。

4.科學(xué)史方法論方面的重要貢獻

關(guān)于化學(xué)史的研究方法，先生一貫主張文獻考證、考古發(fā)掘的實際調(diào)查和實物的科學(xué)分析與考察三者結(jié)合。前面提到的青銅器和鋼鐵冶金技術(shù)的研究，就是他具有特色的研究方法的范例。這種研究方法對于科技史研究是具有普遍意義的。但先生所運用的科學(xué)方法論還有更多的內(nèi)容：科學(xué)方法論有各門科學(xué)的特殊研究方法、自然科學(xué)的一般研究方法和哲學(xué)方法三個層次。先生除運用前述科技史的特殊研究方法外，又運用辯證唯物主義和歷史唯物主義的觀點和方法對自然科學(xué)史作一般的考察。首先把科學(xué)技術(shù)放在與社會統(tǒng)一聯(lián)系的過程中來考察，注意到生產(chǎn)方式、社會制度以及哲學(xué)意識形態(tài)等對科學(xué)技術(shù)的影響。所以先生在《中國化學(xué)史稿》一書中，密切聯(lián)系中國社會歷史發(fā)展的過程，博采經(jīng)、史、子、集，條分縷析，給中國古代化學(xué)史描繪了一個清晰的輪廓。這在化學(xué)史著作中是少見的，因此彌足珍貴。

編寫一部科學(xué)史，首先要有適當?shù)臍v史分期，否則就不能駕馭紛繁的史實和材料，而對歷史的辯證發(fā)展過程作出恰當?shù)年U述。先生就是運用科學(xué)方法論來嘗試解決中國化學(xué)史分期這一原則性問題的。他提出的分期原則，經(jīng)過《中國化學(xué)史稿》一書的編寫實踐，對于中國化學(xué)史領(lǐng)域中存在已久的某些關(guān)鍵性問題，找出了一個明顯的線索和符合客觀實際的答案。中國化學(xué)史應(yīng)當怎樣分期才更為符合歷史實際，是值得深入探討的問題，先生在這個問題上給我們提供了重要的參考原則。

先生對中國化學(xué)史的貢獻是多方面的，其他如陶瓷、造紙、釀酒、物質(zhì)變化理論、化學(xué)與哲學(xué)的聯(lián)系、化學(xué)知識的東西交流等，他都有精辟的見解和論述。此外，先生未及完成的《中國化學(xué)史稿（近代之部）》的初稿，也是給我們留下來的寶貴學(xué)術(shù)遺產(chǎn)。

先生早自20世紀20年代初就開始中國化學(xué)史研究工作，傾注畢生精力寫成《中國化學(xué)史稿》這部名著，他的功績將永垂青史。

（《自然科學(xué)史研究》1987年第6卷第1期）