中國和西方皆有煉製並轉化物質的古老學問。中國稱作煉丹術，西方稱做煉金術。從名稱看來，二者已有大不同。其緣起、目的、原則更是大相徑庭。這又是一個東西方文化建立在不同的思想文化基礎並走上迥異發展道路的例子。現代人把把煉丹術和煉金術混爲一談，大謬不然。
煉丹術是中國修煉文化的一部分。其理論基礎是道教之前的早期道家思想。其煉丹術包括兩個部分：内丹和外丹。前者是指修煉養人體內的精、氣、神並在丹田処結成金丹。個人通過打坐、入定、吐納和導引就能達到「煉精化氣」、「鏈氣化神」，並最終「返本還原，歸根復命，功圓神備，凡脫為仙，謂之丹成也」。[1] 外丹則是一種輔助修煉的手段，目的是幫助氣返回丹田，讓金丹儘快形成。比如元代道士李道純說：「外陰陽往來，則外藥也。內坎離輻輳，乃內藥也」。[2] 這裏的外藥就是道家煉製的丹藥，其功能是采集體外的陰陽和人體内互補互修。中國煉丹術也講煉金，但那不是主流，而是一些煉丹術士的業餘愛好。
而西方煉金術完全沒有修煉、長生、升仙的概念，其目的就是把賤金屬、礦物轉化爲黃金，完全是世俗的、唯物主義的、功利的。它的理論基礎大概是古希臘哲人「四元素」學説，萬事萬物皆由土、水、火、風構成。物質之所以不同，是因爲它們四元素含量不同。如果改變一種物質中四元素的含量，就可能把它轉化成另一種物質。柏拉圖認爲，不同金屬基本都是同一物質，只是色彩不同。所有賤金屬都有想擺脫其低賤身份、變成高貴黃金、白銀的願望。那麽加以正確引導，就可能點鉄成金。根據丹皮爾的《科技史》，煉金術在埃及亞歷山大流行了近三百年。据說戴克里先在西元292年下令把所有有關煉金術的書籍焚燬，古埃及煉金術因此畫上句點。這個時期的西方煉金術著作包括僞托古希臘哲人德莫克里斯的《著作四種》（Four Books），約在西元1世紀成書。
據《漢書·劉向傳》載，中國煉丹術的開創者據説是戰國時齊國人鄒衍（約前3世紀）。據説他有「重道延命方」，可能是中國古代第一丹方。鄒衍是陰陽五行家，「五德終始說」的創造者。到秦代，《史記》載對秦始皇想長生不老，于是派方士徐福率三千童男童女入海訪仙並求長生不老藥。漢武帝（西元前156－前87年）好道，在宮中親自煉丹。在中國歷史上，他大概是有正史記載的首位煉丹的帝王。上有好者，下必有甚焉者矣。中國煉丹的風尚大概就是這時開啓的。後世出現了很多好道的皇帝，李唐和明代宮廷好道之風尤爲興盛。
煉丹術在中國古代的興起導致了一些重大的發現和發明，意義深遠。首先，中國煉丹士可能是世界上最早的化學家，觀察和描述了大量的化學反應。例子之一是朱砂（丹砂、紫砂，即硫化汞）受熱後分解爲硫磺和水銀的反應。這個反應可逆，硫磺和水銀冷卻後再接觸便可生成紅色的朱砂。西漢淮南王劉安在西元二世紀成書的《淮南萬畢術》中說：「丹砂為澒」。澒，即汞也。這是説朱砂可以用來製備水銀。東漢魏伯陽的《周易參同契》不但觀察到了朱砂分解成液體水銀，還記載了硫磺和水銀「赫然還為丹」的逆反應。晉代葛洪的《抱樸子·金丹篇》也記述了同樣的反應：「丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂」。其它反應還包括碳酸鹽的熱分解，比如《周易參同契》說「胡粉投火中，色壞還為鉛」。胡粉即碳酸鉛，加熱分解后便可以得到氧化鉛。如果有還原劑存在（比如碳），氧化鉛可進一步生成金屬鉛。
還有金屬的置換反應。《淮南萬畢術》中記載「曾青得鐵則化為銅」。曾青是可溶性銅鹽（可能是硫酸銅）。這句話是說，鉄接觸到銅鹽水溶液，金屬銅就會生成。晉代葛洪在《抱樸子》中説，以「曾青塗鐵，鐵赤色如銅，……外變而內不化也」。這説明當時已經認識到了鉄置換銅的反應是一種界面現象。銅沉積在鉄的表面，而界面以下的鉄是不起反應的。這個發現成爲後世濕法冶銅的基礎。
煉丹士們還研究了多種金屬和水銀生成汞齊的現象。比如《本草綱目·水銀條》引南朝宋、梁煉丹士陶弘景的話說，水銀「能消化金銀使成泥，人以鍍物也」。陶弘景還在《本草經集注》中描述過從石灰石製取生石灰以及生石灰和水反應劇烈放熱的情景：「今近山生石，青白色，作灶燒竟，以水沃之，即熱蒸而解末矣。……俗名石堊。」這段話大概是這兩個反應的最早書面描述。
其次，黑火藥的發明源自煉丹術。[3] 黑火藥的成分「一硝二黃三木炭」膾炙人口。但火藥何時發明至今尚無定論。主要觀點有兩種。一種是唐代。西元9世紀初的煉丹術書籍《太上聖祖金丹秘訣》中有「伏火礬法」，載有「硫二兩、硝二兩、馬兜鈴三錢半」的配方。馬兜鈴高溫下即碳化，成爲木炭。這個方子配比不甚正確，但是火藥之形已具。宋人輯錄的《諸家神品丹法》有唐代孫思邈「伏火硫黃法」，與「伏火礬法」（礬同矾）類似。成書於9到10世紀的《真元妙道要略》記載「有以硫黃、雄黃合硝石並蜜燒之，焰起，燒手、面及燼屋舍者」，已經明確描述了火藥的燃燒和爆炸特性。[4] 較新的觀點則認爲東晉時就已經出現了火藥的雛形。比如東晉丹書《太上八景四蕊紫漿五珠降生神丹方經》記載的丹方中已經使用了雄黃、雌黃、硝石和薰陸香的混合物，和黑火藥的組成相合。該書還説，道士們知道此方的爆炸性，因此在配製時採取了防範措施。[5] 晉代葛洪的《抱樸子》已經有使用硝、硫、炭煉丹的記錄。無論正確與否，兩種觀點在黑火藥來自於煉丹這一點上是一致的。到五代和到宋初，黑火藥已經用於軍事。《宋史》中有很多記載。
最後，煉丹術所使用和製取的藥物豐富了中醫中藥。中醫本源自道家。黃帝被視爲和老子一起奠定了道家的基礎。中醫的經典之一《黃帝内經》据傳説就是出自黃帝。因此中醫亦道亦醫，有的參與煉丹活動，便不足爲奇。反過來説，很多煉丹士煉出的丹藥是爲了修道者服食。他們可能是最早的藥物臨床試驗參與者。東漢《神農本草經》是最早的中醫藥物學著作。書中把藥物分成上、中、下三品，且劃分標準是「上藥令人身安、命延、升為天神……中藥養性，下藥除病」。其中收錄了大量煉丹使用的草藥和礦物，而朱砂被列為上品第一。可見上品藥完全是為修煉所用，下品藥才是治病救人的手段。後世丹家多爲著名醫家，比如葛洪著有《肘後備急方》，陶弘景著有《本草經集注》。大醫學家孫思邈也是個丹家。他的醫學著作《千金要方》及其補編《千金翼方》流傳千古。他在煉丹術方面著有《太清丹經要訣》，亦被後世丹家奉爲圭臬。
西元8世紀之後，中國煉丹術通過中亞傳播到西亞，并進一步傳播到歐洲。這種奇異的學問在西亞導致了阿拉伯煉金術在9世紀的興起，並間接激發了歐洲已經沉寂了數百年的煉金術重新復活。經過幾百年的積澱和發酵，近代化學終於從歐洲煉金術中脫穎而出。[6] 英國科學史家李約瑟評論中國煉丹術說：「整個化學最重要的根源之一——即使不是最重要的唯一根源——就是從中國傳出的。」[7]
題圖爲《武經總要》中製作火藥的方法。該書成書于1044年，作者為曾公亮、丁度和楊惟德。李約瑟《中國科學技術史》第五卷第七部分也收錄了這張圖片。（來源：wikicommons，公有領域）
引用與注釋
[1] 李道純：《中和集》卷二。
[2] 李道純：《中和集》卷三。
[3] 中國民間傳説豆腐也是煉丹術士發明的，並歸功於西漢淮南王劉安。這是一個大豆蛋白質在接觸硫酸鈣之後發生交聯並成爲固態的反應。劉安因此被尊爲豆腐行業的祖師。
[4] 參見：1）潘吉星：《中國古代四大發明：源流、外傳及世界影響》，中國科學技術大學出版社，2002年；2）劉旭：《中國古代火藥火器史》，大象出版社，2004年；3）王兆春：《中國古代軍事工程技術史(宋元明清)》，山西教育出版社，2007年。
[5] 容志毅：《東晉道士發明火藥新說》，《化學通報》，2009年第2期。
[6] 關於中國煉丹術西漸，請參見：1）瀋福偉：《中西文化交流史》，上海人民出版社，2017年；2）李約瑟：《中國古代科學》(重排版)，香港中文大學出版社，2017年。
[7]李約瑟：《中國科學技術史》第一卷，袁翰青等譯，科學出版社1990年版，“序言”，第7頁。
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