艾萨克·牛顿，世界上最著名的炼金术士

劳伦斯·普林西比在费城化学遗产基金会整理一批旧化学书籍时，偶然发现了一份牛顿爵士手写的被遗忘的手稿。任何牛顿的手稿都令人感兴趣，但这本手稿的价值，从字面上讲，堪比黄金——正如约翰霍普金斯大学的化学家和科学史学家普林西比立即认识到的那样。

他手捧泛黄的手稿，研究着潦草的文字，他明白自己正在审视科学史上保存最完好的秘密之一。如今被尊为现代物理学之父和微积分发明者的牛顿，当时正在描述哲人石的配方，哲人石是一种传说中的物质，据说能将铁和铅等贱金属变成黄金。

牛顿在炼金术方面的涉猎广为人知，但他相信自己找到了哲人石严密守卫的蓝图，这确实令人惊讶。

艾萨克·牛顿和罗伯特·玻意耳的黄金追求

牛顿并非他那个时代唯一试图制造黄金的知识巨匠。哲人石的配方来自他的长辈，著名的英国化学家罗伯特·玻意耳。原来，玻意耳也是炼金术的信徒。

普林西比和他的同事，印第安纳大学的科学史学家威廉·纽曼认为，如果两位有史以来最伟大的科学家都是虔诚的炼金术士，那么炼金术就需要一次彻底的改造，一次巨大的改造。他们认为，在当时，炼金术并非大多数人认为的那种误导性的伪科学。相反，它是现代化学发展中一个有价值且必要的阶段。

炼金术的一些标志性成就包括：创造新合金；制造酸和颜料；发明用于蒸馏的设备，蒸馏是制作香水和威士忌的过程；在现代原子理论出现几个世纪前构想原子；并通过反复进行受控实验，为科学方法提供了模板。

重新发现炼金术在历史中的地位

为了恢复炼金术应有的地位，普林西比和纽曼——两人分别进入该领域，但在1989年的一次会议上相遇后联手——查阅了中世纪的炼金术文本、信件和实验室笔记，这些都充满了奇怪的符号和编码语言。然后，他们做了一件近期闻所未闻的事情：他们复制了15世纪、16世纪和17世纪炼金术士使用的实验室玻璃器皿，并亲身重现了他们的实验。

“炼金术士认为他们能制造黄金是有原因的，”纽曼说，“他们对金属的性质有理论，让他们相信他们可以操纵其结构。他们还进行了实验，他们相信这些实验证明矿物可以生长。”

在一个没有显微镜能穿透活细胞，也没有对原子和分子本质的理解的时代，炼金术士与其说是误入歧途，不如说是信息不足，他们尽力理解一个他们看不见的世界。他们所理解的程度才是真正的奇迹：在追求今天看来无异于巫术的东西时，炼金术士实际上正在为现代实验科学奠定基础。

通往炼金术的意外之路

纽曼在20世纪70年代中期作为北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校的本科生时，对炼金术知之甚少。他当时的热情是文学。当他开始研究诗人威廉·布莱克和威廉·巴特勒·叶芝时，他做了年轻学者常做的事情：他查阅了他们的资料来源。

令他惊讶的是，他发现这两位诗人都从炼金术中汲取了灵感。纽曼指出，布莱克出生于1757年，叶芝于1939年去世：“他们反映了从18世纪末到20世纪初对炼金术的创造性兴趣——这正是启蒙运动和现代科学的‘理性’时期——与此同时，大多数历史学家却将炼金术斥为妄想。”他想知道，这到底是怎么回事？

杰伯和炼金术的中世纪遗产

纽曼决定更仔细地研究影响布莱克和叶芝的炼金术士。其中包括一位神秘的13世纪人物，名叫杰伯，其巨著名为《完美之和》。 “这不是一个谦虚的标题，对吧？”纽曼笑着说。

一些历史学家将杰伯认定为一位8世纪伊斯兰炼金术士的译名，但纽曼的研究发现证据支持另一种解释：杰伯实际上是保罗·德·塔兰托的化名，一位来自意大利南部的默默无闻的方济各会僧侣。对于在实验室里辛勤工作的炼金术士来说，杰伯是一位绝对可靠的大师；他的书被认为是炼金术的圣经。 “他就是有那么大的影响力，”纽曼说。

杰伯开创性的化学和物理理论

无论杰伯是谁，纽曼都被他书中思想的广度所震撼，其中包含了从金属精炼的细节到物质基本行为的描述。很明显，中世纪的炼金术士们正在努力解决后来成为化学和物理学核心的基本问题。

例如，杰伯认为所有物质都由称为微粒的不可见粒子组成，这些微粒虽然无法直接观察到，但可以被操纵。他以微粒和孔隙的术语描述了各种物质转化（我们现在称之为化学反应），所使用的概念和术语预示了三个世纪后科学革命期间出现的思想。

炼金术的三元素

杰伯指导说，操纵微粒的方法是“尽可能地遵循自然”。换句话说，炼金术士必须辨别并模仿自然过程。然而，他们对自然过程的理解与我们大相径庭。“大多数炼金术士认为金属并非我们今天所认为的元素，”纽曼说，“而是硫和汞的化合物，或者有时是汞、硫和盐的化合物。”

他们推测，硫是使金属变硬的原因；汞使其更具流动性。在这种框架下，铁主要由硫组成。金，因其延展性和柔软性，主要由汞组成。尽管炼金术士们偏离了目标，但他们的概念与将纯金属与合金和矿石区分开来的理解相去不远。

哲人石的追求

对哪些物质是元素，哪些是复合材料的误解，导致炼金术士相信，只要他们掌握了正确的配方，就能从铅或其他贱金属中制造出黄金。而促成这一切发生的关键成分是什么？正是那难以捉摸的哲人石。

杰伯之前的炼金术士曾用各种来自植物和动物的成分来尝试制造哲人石。有些人甚至试验过人血。根据纽曼的说法，13世纪的哲学家罗杰·培根，最早通过实验推广科学的人之一，认为制造哲人石需要血液，因为每个人都被认为是整个世界的微观缩影。因此，人血至少包含自然界中的一点点万物。

杰伯试图通过去除硫和添加汞来制造黄金，他在《完美之和》中对这个想法嗤之以鼻。他写道，使用“血液、脂肪、唾液等有机材料是不合理的”，因为“大自然本身并不会用人血在地下制造金属。”杰伯的思维方式成为中世纪炼金术士的新标准，他们开始蒸馏汞并将其与不同的金属结合，以努力制造哲人石。

文艺复兴时期炼金术的演变

纽曼阅读古老的炼金术文本时，发现到15世纪末和16世纪初（达·芬奇时代和文艺复兴初期），炼金术士不仅提炼了汞，还提炼了他们关于物质的核心思想。纽曼将炼金术思想的这一转变与中欧银矿和铜矿矿工当时讲述的奇妙新故事联系起来，这些故事讲述了巨大的矿物干脉在地底下分支出树枝状的矿脉。

这些矿物发现是真实的——金属银的矿藏确实可以以巨大的、错综复杂的树形在岩石中蔓延——但这种解释却不是：这些矿藏与树木之间明显的相似性激发了一种观念，即矿物可能像生物一样生长和变化。文艺复兴时期的炼金术士现在理论认为，贱金属（早期炼金术士认为主要由硫组成）是金的不完全发育或不成熟的形式。

“换句话说，”纽曼说，“黄金是完美成熟的‘果实’，如果将地下贱金属留在地球中足够长的时间，它们最终会生长成黄金。”

炼金术的终极目标

循着这一思路，炼金术士认为，黄金一旦从地球中取出就会变得惰性并停止生长，就像花朵从植物上摘下后会枯萎一样。那么，应该有一种方法可以让开采出来的黄金复活。他们认为，复活黄金比通过添加和去除硫和汞来调整贱金属的配方更容易。

由此，文艺复兴时期的“加州淘金热”开始了。训练有素的知识分子炼金术士向富有的赞助人推销制造黄金的前景，而受教育程度较低的炼金术士则白天工作，晚上在临时厨房实验室里试图制造黄金。纽曼说：“17世纪是黄金时代，既寻找黄金，又制造黄金。”

伊雷内乌斯·菲拉莱特之谜

在他对这个非凡时代的持续调查中，纽曼对17世纪最具影响力的炼金术士之一——另一个神秘人物，一个名叫伊雷内乌斯·菲拉莱特的人——产生了兴趣，据说他生活在殖民时期的美洲。他的真实身份被保密，但他的炼金术著作在整个欧洲广为流传。

纽曼的侦探工作证明，菲拉莱特并不真实存在。另一位受人尊敬的美国炼金术士乔治·斯塔基为了提升自己的事业，凭空创造了他。在斯塔基所在的欧洲炼金术圈子里，他可以吹嘘自己是唯一见过伟大的菲拉莱特的人。更好的是，斯塔基向罗伯特·玻意耳透露，菲拉莱特告诉了他制作哲人石的绝密过程的一部分。

玻意耳对炼金术的迷恋

1651年，波义耳上钩了，他请求斯塔基教他化学，以便他能自己制造哲人石。（根据纽曼的说法，波义耳被认为是现代化学之父，但在师从斯塔基之前，他对化学几乎一无所知。）

普林西比在20世纪90年代中期发现的一本玻意耳的笔记本描述了，一位流浪的炼金术士如何在玻意耳眼前将铅 seemingly 变成了黄金。“操作中使用的粉末没有称重，”玻意耳写道，“我无法精确地说出有多少铅被转化了，但我记得黄金的重量远超半盎司。”

无论波义耳实际上看到了什么，都足以让他相信制造黄金是可能的。

普林西比沉浸于炼金术

和纽曼一样，这位科学家对炼金术迷宫般世界的沉浸始于大学时代，在他那个案例中是20世纪80年代早期，在他阅读了15世纪由一位有影响力的炼金术士和据称是本笃会僧侣的巴西尔·瓦伦丁所著的寓言作品《十二把钥匙》之后。在他的作品中，瓦伦丁包含了一幅插图，普林西比怀疑这幅插图描绘了一种使黄金——通常是最稳定的元素之一——变得易挥发的方法。

他四处寻找其他描述黄金挥发性的文献，结果发现了一大批玻意耳关于炼金术的著作。其中一份手稿描述了一种当时被称为“哲学汞”的真实物质——一种液态汞，可以缓慢溶解黄金，这是炼金术制造黄金的一个关键阶段。

牛顿寻找哲人石

今天，普林西比怀疑“哲学汞”就是艾萨克·牛顿多年来向玻意耳寻求的珍贵成分——制造哲人石的关键组成部分。但和大多数炼金术士一样，玻意耳将他炼金术工作的细节隐藏起来；他甚至保留了制造“红土”配方的一部分，他相信“红土”是哲人石的直接前身。

“红土被认为是离哲人石最近的物质，”普林西比解释说，“据说它可以把铅变成黄金，但效率远低于哲人石本身。人们认为，如果你能制造出红土，那么从那里得到哲人石就会相对简单。”

科学透明的时代还有一两个世纪之遥。

牛顿秘密的炼金术实践

牛顿比玻意耳更加神秘，他用代码、隐晦的化学符号和生动的比喻来掩饰他的炼金术研究（他写了超过一百万字关于这个主题的未发表手稿）。他的笔记包含神秘的引用，例如“绿狮”、“海王星三叉戟”和“朱庇特的权杖”。纽曼尚未弄清楚这些术语指的是什么物质。

纽曼在2002年意识到，要真正理解牛顿在实验室里看到了什么，他需要亲自重复一些古老的炼金术实验。他首先在印第安纳大学化学系的帮助下，建造了炼金炉和玻璃器皿的复制品，包括蒸馏装置。

一项关键的炼金术实验被称为“黛安娜之树”，这是一种看起来很神奇的演示，表明金属可以像植物一样生长。纽曼了解到“黛安娜之树”确实有效。“如果你将银和汞的固态汞齐浸入含有溶解银和汞的硝酸中，你就会产生微小的、像树枝状的固态银枝条，”他说。

如今，这个过程被认为是简单的化学问题。但在牛顿看来，“黛安娜之树”证明金属可以生长，因此“拥有某种生命”。

炼金术士的实验遗产

生长中的金属树的形象可以在另一种实验中找到，斯塔基、玻意耳，很可能还有牛顿都进行过这种实验：尝试合成哲人石。普林西比研究了这三人所有的炼金术作品，得出了与纽曼相同的结论，并决定他也必须亲自复制这些早已被废弃的炼金术实验。

他从斯塔基等炼金术士那里筛选出配方，经过“一个涉及各种材料和多次蒸馏的漫长过程”后，他获得了哲学汞，就像玻意耳350年前那样。普林西比将哲学汞与黄金混合，将其密封在一个玻璃蛋中，然后观察。正如斯塔基和其他炼金术士所报告的，蛋内开始发生奇怪的事情。混合物开始冒泡，像“发酵面团一样”膨胀，普林西比说。

然后它变成了糊状和液体，经过几天的加热，它变成了他形容为“树状分形”的东西：另一棵金属树，就像矿工在地下看到的树一样，只不过这棵是由金和汞制成的。

炼金术士在塑造现代科学中的作用

普林西比的树，就像任何炼金术士设法创造的所有树一样，当然没有真正生长出任何黄金；产生的黄金量不大于他投入的量。但这些实验证明了普林西比长期以来一直怀疑的一件事。炼金术士并非盲目地修修补补。事实上，他们产生了被他称为“扎实的、反复且可重复的实验室观察结果集合”。

在他们严密控制的实验中，他们让金属冒泡，改变颜色，并生长出闪亮的丝状物，而且他们一遍又一遍地做着，以一种粗糙的方式奠定了科学实验的基础。在此过程中，他们正在学习化学的基本原理：分解矿石，用酸溶解金属，以及从溶液中沉淀金属。

牛顿的精神崩溃与炼金术的终结

自从他发现那份独特的牛顿手稿以来，普林西比就一直在思考这位历史上最杰出的科学家当时脑子里在想些什么。牛顿和玻意耳认为他们离制造黄金还有多远？他们是否相信，只要再做一些调整，他们的实验最终就会成功？普林西比说，是的，他们很可能相信。

否则，高度不关心政治的玻意耳为什么要游说议会推翻一项禁止制造黄金的法律呢？“他是一个非常严谨的人，在进行转化之前，他想确保这不违法，”普林西比说。

1691年玻意耳去世后，他们严肃态度的进一步证据浮出水面。玻意耳生前视其红土配方如珍宝般守护。但去世后，他的遗嘱执行人，同时也是炼金术士的哲学家约翰·洛克则慷慨得多，他将配方和玻意耳生前制作的样品一起寄给了牛顿。

没有人知道牛顿对红土做了什么。普林西比指出，牛顿在玻意耳去世一年后精神崩溃，并怀疑那次发作是否是由汞中毒引起的。毕竟，制造红土的第一步需要反复加热和冷却汞。

“他拿到这个配方副本后不久，就开始蒸馏汞，”普林西比说。但纽曼认为，牛顿的精神崩溃也可能与洛克试图将他介绍给一位富有的寡妇有关。“牛顿对女性有一种病态的恐惧，大约在那段时间，洛克正在催促他约会。这可能就是导致他崩溃的原因，”他指出。

据历史学家盖尔·克里斯蒂安森称，牛顿据信死时仍是处男。

炼金术在现代化学中的遗产

无论这两位17世纪科学巨匠如何熟练地操纵红土并将目标锁定在哲人石上，他们都无法制造出黄金。我们现在知道，这种转化需要的不是化学反应，而是核反应，远远超出了当时技术的范围。

到18世纪初，炼金术士放弃了对黄金的追求。“他们已经认识到，实际上，他们制造哲人石的尝试从未成功，”纽曼说。但这并不意味着他们的其他工作被放弃了。正如纽曼所说，“18世纪化学的目标——即通过分析和合成了解物质的组成，并制造有用的产品，如药品、颜料、瓷器和各种精炼化学品——在很大程度上继承了16世纪和17世纪的炼金术士。”

没有那些开创性的炼金术士，这一切都不可能实现。“他们是前现代化学技术的大师，”纽曼说。随着化学的真正力量和局限性逐渐清晰，对哲人石的兴趣也随之消退，就像几个世纪前对古典四元素的信仰消退一样。几乎一夜之间，对炼金术的看法与一种无情的原始科学世界观混淆起来，这个世界充满了神秘主义者和迷信的傻瓜。

至于艾萨克·牛顿从约翰·洛克那里得到的珍贵红土样本，它很可能在牛顿1727年去世后被扔掉了。除非有人保存了下来。想象一下，牛顿图书馆里一本书的扉页之间夹着一小包哲人石。如果它真的存在，为了炼金术和科学的缘故，让我们希望纽曼和普林西比能找到它。

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