正是由于火，铁匠们才能将铁块铸成美妙的形状，他们思想的形象：没有火，任何艺术大师也不能使黄金呈现出最纯真的色调。
不，无与伦比的凤凰也不能重新再生，除非经历烈火的煅烧。
——米开朗基罗《十四行诗》第五十九首火使炼金术臻于完善，无论是在熔炉中，还是在炉灶中。
——柏拉塞尔苏斯（Paracelsus）人类与火的关系神秘而离奇，火是希腊人四种元素中唯一没有被动物形象占有的一个元素（甚至没有火神）。近代物理学非常关注物质的不可见的细微结构，而这种结构又正是人们借助于火的锋芒揭示出来的。虽然，在几千年前，人们就在实践中进行过这种分析（例如对食盐以及各种金属的提炼），但是，这一进程最初产生于熊熊火焰所造成的神秘的魔幻气氛中：这是一种炼金术的感觉，以为各种物质实体都可以用一些不期而然的方式加以改变。
正是这种神奇的性质使火成为生命的一个源泉，成为一种把我们带进物质世界里隐秘的内在结构的活生生的东西。许多古老的秘诀都表明了这一点。
汞化物就是如此，越是加热，它的升华物就越奇妙。
朱砂变成了氧化汞，经过多次其它形式的升华，它将再一次变成朱砂，因此，它可以使人长生不老，这就是使从中国到西班牙的中世纪炼金术士们用以在围观者中引起敬畏之情的传统实验。他们取来朱砂这种红色颜料而这种颜料其实就是汞的硫化物，把它放在火上加热。热量排除了硫的成份，只留下神奇的银色液态金属汞的颗粒，这使得他们的赞助人不胜惊诧，敬畏之情油然而生。而当这种金属升华汞在空气中加热时，它受到氧化，又变成——不是如秘诀所说又变成朱砂——汞的红色氧化物。不过，那个秘诀也不算错：这种氧化汞可以再次变成升华汞，从红色又变成银白色，然后又变成氧化汞，又从银白色变成红色，这一切都是加热作用的结果。
尽管公元1500年前的炼金术士认为硫化汞和升华汞是构宇宙的两大要素，这一实验本身却并不重要。但这个实验确实表明了一个重要的事实，这就是，火并不总被认为是一种破坏性的元素，它也是一种改造性的元素。这始终是火的奇妙之处。
我仍然记得，阿尔多斯?赫胥黎（Aldous HUxley）在与我作彻夜长谈时，曾将他那白晰的手伸向壁炉中的火焰，说：“这就是变革之物。种种传说都表明了这一点。首先，是凤凰涅槃的传说，凤凰从火中再生，一次又一次，生生不息。”火是青春和热血的象征，并具有红宝石和朱砂、赭石和赤铁矿那样富于象征意义的色调，人们正是用这些颜色郑重其事地描绘着自己的形象。当希腊神话中的普罗米修斯（Prometheus）为人类盗来天火时，他也给人类带来了生命，使他们成为半神半人的人——这就是众神之所以要惩罚普罗米修斯的缘故。
从更为实用的意义上讲，火为远古人类所知已有数10万年的历史。这就意味着，远在智人时期，人类就已开始用火，正如我已强调过的，在北京人居住的洞穴中确实发现了用火的痕迹。从那时起，每一种文化形态中的人都一直在用火，尽管尚不清楚他们是否已经知道如何生火，过去人们曾经发现，有一个部落（缅甸南部的安达曼岛（Andaman）上热带雨林中的侏儒）非常小心地保存火种，因为他们没有掌握生火的技术。一般来说，不同文化形态中的人们为了同样的目的而使用火：取暖、驱赶野兽、清除林莽、改善日常生活——烹调、烘干木柴、加热和分解岩石。而用火揭开金属这一崭新物质材料的秘密，则是使人类文明向纵深发展的伟大变革。这是人类上升历程中一次伟大的技术进步，一次飞跃，其意义之深远，可与石制工具的伟大发明等量齐观。人类对火的应用，使火成为一种分解物质的更为精巧的工具。物理学是剖析岩石自然纹理的利刃；而火，这把灼热的宝剑，揭示了岩石可见的表层结构下面的秘密。
差不多1年以前，定居的农业社会出现后不久，中东的居民就已开始使用铜器。在人们找到一种系统的方法来获取那些金属以前，金属的应用并不普遍。我们知道，大约在7000多年以前，即大约公元前5000年时，在波斯和阿富汗人们开始从矿石中提炼金属。那时，人们煞有介事地把孔雀石放进火里，于是从火中流出了金属的红色液体，这就是铜——令人高兴的是，铜在不太高的温度下就熔化了。人们认出这是铜，因为他们有时候在天然结块的表面看到过这种东西，而且，铜以天然状态被人们敲打后制成用具已有2000年之久。
到了公元之初，新大陆的居民也学会了使用和冶炼铜，但仅止于此。只有旧大陆的人们才继续使金属逐步成为文明生活的支柱。在自然界中，人类得以控制的范围突然间极大地扩展了。人类掌握了这样一种金属。它可以拉长，可以浇铸，可以锤锻，可以铸造；这种金属可以做成一件工具，一件装饰品，一件器皿；这种金属还可以扔进火里，重新加以铸造。它只有一个缺点：柔软。只要被拉紧，就像在拉一条绳索一样，它就会立刻变形。这是因为，如同每一种金属一样，纯铜是由一层层的晶体构成的。在如同薄饼一样的各个层次上，这一金属的原子分布在固定有序的晶格之中，每个晶格在另一晶格上滑动，直至最终被分开。当被拉紧的粗铜丝出现变细的地方（即当其弱点扩大了的时候），与其说它是由于耐不住拉力而断裂，倒不如说是由于内部晶格的滑动而导致断裂。
当然，6000多年前的铜匠并不这么看。他面临一个巨大的难题，就是这种铜不能制作兵刃。于是，人类上升的进程一度踌躇不前：下一步是制造坚硬而带有锋利刃口的金属制品。这似乎是一种对技术进步的强烈要求，因为，作为一种发现，下一步是那样的有悖常理而又美妙动人。
如果我们仅仅在近代意义上描绘人类上升历程的下一，事情就简单多了。我们已经知道，作为一种纯粹的金属，铜是柔软的，因为它内部的各层晶格的平面相互紧贴在一起，容易因滑动而相互分离。（通过锻造，也可以便它变得多少坚硬一些，因为在锻造时，大的晶格被打破，使它们变得参差不齐了。）可以断定，假如我们在晶体中加入某种坚韧的东西，就可以防止晶格的滑动，从而使这种金属变得坚硬起来。当然，就我在这里所描绘的细微结构而言，取代一些晶体状铜原子的柔韧的东西，必须是不同种类的原子。于是，人们不得不制造一种合金，由于这种合金中的原子不是同一种类，其晶体就更加坚硬。
这是近代的情况；只是在最近50年内，人们才开始懂得合金的特殊性能来源于它们的原子结构。然而，由于一时的幸运，也由于实验的结果，古代的冶炼工匠也发现了这个答案：这就是，当人们在铜中加入某种甚至更为柔软的金属（例如锡）时，他们就制成了一种比这两种金属都更坚硬、更耐用的合金一一青铜。很可能，这种幸运是由于在旧大陆，锡矿往往是伴随着铜矿而被人们发现的。事实上，几乎每一种纯粹的金属都是脆弱的，而许多杂质却足以使其变得更加坚硬。锡并不是唯一能够起这种作用的金属，它所起到的只是某种一般性的作用：给铜这种纯粹的材料增添了另一种原子的金属屑——不同粗度的粒子在晶格中粘连属”。后来，铁矿右经过提炼，铁这种金属立刻就被人们辨认出来，因为它早已为人们所利用。北美印第安人使用陨铁，却始终未能从矿石中提炼出铁来。
由于提炼铁要比提炼铜困难得多，铸铁自然只能是一个晚近得多的发现。人类实际应用铁的最初证据，大概要算嵌在一座金字塔上的工具残片；其年代被确定为公元前2500年以前。但铁的广泛应用是大约公元前1500年时从靠近黑海的赫梯人（Hittites）开始的——与中国精美绝伦的青铜器以及欧洲的巨石阵同时。
当黄铜发展成为它的合金——青铜的时候，生铁也发展成为它的合金——钢。在500年内，即到公元前1000年时，钢在古代印度制作出来，性能优异的不同钢种的制作方法也开始为人所知。但是，直到相当晚近的时候，钢的用途还是有限的，从很多方面来看，它还只是一种罕见的材料。直到200年前，英国谢菲尔德（Sheffield）的钢铁工业仍然规模狭小，技术落后。当教友派的本杰明?亨兹曼（Benjamin Huntsman）想要制造一种精密钟表的发条时，他不得不去找冶金学家，试图学会自己用钢来制造发条。
既然我已转向远东文明，回顾臻于完善的青铜器制作技术，那么，就让我再举出一些生产特殊性能的钢的技术的东方范例吧。在我看来，这种技术在日本刀的制作中达到了顶峰，而早在公元800年时，人们就开始以这样或那样的方式运用这种技术了。在一起，其滑动就受到制止。
由于青铜是人类的一项了不起的发现，我已尽量用科学术语描绘了它的本质。而同样了不起正是，对于已经掌握这项发明的人来说，它揭示了一种新的加工方法所具有的和所能发挥的潜在力量。青铜器的制作在中国得到最完美的表现。差不多可以肯定，青铜器的制作技术是从中东传到中国去的。在中东地区，大约在公元前3800年，人们就已发现了青铜。在中国，青铜器制作的鼎盛时期正好是我们所认为的中国文明的开端——公元前1500年以前的商朝。
商朝统治着分布在黄河流域的众多封建领地，第一次在中国大地上创立了统一的国家和文化。从各个方面来看，这又是一个制陶术得到发展，书写形式得以确立的创始时期。（陶器和青铜器上的书法艺术令人惊叹！）在这鼎盛时期制成的种种青铜器，引起了人们对神奇的东方艺术的强烈关注。
中国人在铸造青铜器时，先用一些支板围绕一个用陶土制成的型芯，做成铸模。这种支板在今天仍时有发现，所以我们知道青铜器是怎样制作的。我们可以仿照它的制作程序，先准备好型芯，在上面刻划图案，特别是将型芯上的文字印在按型芯制成的型套上。这种型套就成了一种陶土制成的外模，经过焙烧，外模变得坚硬了，足以承受炽热的金属熔液。我们还可以追溯青铜的传统冶炼方式。中国人使用的铜和锡的比例非常精确。在铜中加入5％到20％之间任何比例的锡，都可以制成青铜。但商朝最好的青铜器包含15%的锡，刃口极其锋利。按照这种比例制成的青铜要比黄铜差不多硬3倍。
商朝的青铜器是祭祀、敬神的用品。它们体现了中国的一种纪念性崇拜，与此同时，在欧洲，这种崇拜表现为修建“巨石阵”（Stonehenge）。从此，青铜成为一种适合于任何目的的材料。无论是在欧洲还是在亚洲发现的青铜，无不具有这种普遍的性质。但是，在中国人的技艺达到炉火纯青的顶峰时，青铜器所表现的尚不止于此。这些中国人制成的盛酒和食物的器皿——一半是为了赏玩，一半是为了敬神——之所以使人感到赏心悦目，在于它们构成了一种从青铜器制作技艺中自然而然产生出来的艺术。这种材料制约和指引着制作者，制作者对于器物形状和纹饰的构想与设计，在制作过程中显现出来。他创造的美，他显示出来的娴熟精湛的技艺，来自他对自己手艺的执着的追求。
这些古老的传统技术的科学内涵十分清楚。伴随火可以熔化金属这一发现而来的，是火可以将不同金属熔铸在一起，制成一种具有新的性能的合金这一更加微妙的发现。铜的发现如此，铁的发现也是如此。的确，各种金属的类似情形比比皆是。人们最初也只是利用处于自然形态的铁；流星陨落，把铁带到了地球表面，因此，铁的苏美尔语（Sumerian）名称就是“天外飞来的金就像所有的古代冶金术一祥，日本刀的制作也是在繁文缛节中进行的，其原因显而易见。当人们没有书面语言时，当人们没有什么可以称之为化学配方的东西时，人们就必须有一种确定操作程序的精确仪式，从而使这些程序为后人准确无误地记住。
于是，产生了一种行按手礼或坚信礼的仪式，一种耶稣授徒式的因袭相沿的方式，用这种方式，这一代人求神保佑，把铸刀的材料传给下一代，求神保佑火，保佑刀剑制作者。这位正在制作刀剑的人享有“活的文化纪念碑”的美称，这类称号通常是由日本政府正式授给那些专长古代艺术的大师们的。这位制剑人名叫月山贞一（Getsu）。从正规意义上说，他是刀剑制作家正宗（Masamune）这门手艺的嫡系传人，后者于12世纪使刀剑的制作臻于完善——目的是为了打败进犯的蒙古人，也许这只是一种传说：不过，当时，蒙古人在成吉思汗之孙——功名赫赫的忽必烈汗统帅下，确实三番五次想从中国大陆入侵日本。
铁的发现比铜更晚，这是因为冶炼铁的每一步骤都需要更多的热量——提炼、制作，自然也包括制成合金，即钢。（铁的熔点大约是1500摄氏度，差不多比铜的熔点高500度。）在进行热处理，以及对添加的元素的反应方面，钢都是一种比青铜更为敏感的材料。
铁与很小比例的碳混合，就可以制成钢，其间的比例变化则决定着钢的内在性能。
制作日本刀的过程表明了人们对碳含量热处理的精确掌握，依靠这种掌握，一块钢坯被制成了完全符合性能要求的刀剑。钢条的锻造并非易事，因为必须使两种不同的、难以相容的材料按一定比例结合在一把刀中。这把刀必须既育韧性又有硬度。一种材料不可能同时具有这两种特性，除非它包含不同层次。为了做到这一点，先要切断钢条，然后把两段重叠地锻压为一体，如此反复再三，在钢条内造成大量的内面层（inner surface）。月氏在制作刀剑时，反复锻炼钢条，达15次之多，这就意味着，钢条的内部层次多达2的15次方（215），即3层以上。每一层与性能有所不同的另一层紧密结合一起，这就好似使橡胶的韧性与玻璃的脆性相结合。这样制成的刀，实质上如同由两种不同特性结合而成的一大块三明治。
最后一个步骤，是把刀涂上厚薄不匀的粘土，加热后投入水中，粘土复盖的部位将以不同速度被冷却。在这最后关头，必须精确判断加热的温度，而在人们还不能用测量的方法来判断温度的文化形态中，“这只是一种纯实践的做法，观察正在加热的刀，直到它发出朝阳初升似的色泽。”平心而论，我应该说，欧洲的炼钢工人在历史上也曾依赖于对这种色彩变幻的观察：直到18世纪，人们还是根据各自设想的不同用途，使钢材在回火时呈现出金黄、紫红或天蓝的色泽。
制作过程的高潮，与其说是戏剧性的倒不如说是化学反应的高潮，就是淬火，淬火使刀变得坚硬，并且使其中的不同性能固定不变。各个部位的不同速度的冷却造成了不同形状和尺寸的晶体：大而光滑的晶体分布在刀的柔韧的核心，小而粗糙的晶体则分布在锋刃处。橡胶和玻璃的两种不同性能终于在这把制成的刀中结合起来。这些性能也在刀的表面反映出来——呈现出一种绸缎似的熠熠光泽，日本人非常看重这一点。但是，对一把刀剑，对一种技术实践、一种科学理论的最终检验，应当是“它能用吗？”也就是说，这把刀能以仪式所规定的正规方式砍断一个人的躯体吗？传统的砍杀方式规定得很细致，简直就像烹调书上用图显示的牛肉切割法一样：“切成二号大小。”现在，人体已由捆扎的稻草人取代。而在过去，一把新制成的刀的确是要用来处死一个犯人的，借以检验刀的性能。
刀是日本武士的武器。依靠手中之刀，武士阶层得以在12世纪的日本经历分崩离忻和无穷内战之后幸存下来。他们的所有装备都是精工锻造的金属制品：钢片缀成的坚韧铠甲、马饰和马镫。然而，这些武士却不知道如何制造这些东西。就像别的文化形态中的骑士一样，他们凭借武力为生，依赖那些他们时而抢掠、时而保护的村民们所施展的技艺，为他们提供武器。久而久之，这些武土也就成为受雇于他人的雇佣兵，不惜为了金钱而效力卖命。
人们对物质世界怎样由各种元素组合而成的理解源于两个方面。一个是我在前面已经谈过的制造各种有用的合金的技术的开发，另一个就是炼金术。炼金术具有不同的特征。它的应用范围狭小，并不直接用于日常生活，而且还包含着某种思辨理论的实体。出于某些间接但并非偶然的原因，炼金术主要涉及另一种金属，即黄金，而黄金实质上却没有什么用处。
但黄金使人类社会为之倾倒，以致我如果不专门谈谈使黄金具有象征力量的种种特性，我就很不近情理了。
黄金在所有国家，在所有文化形态中，都是众人争夺的目标。各种具有代表性的黄金手工艺品的收藏，恰似一部记载各种文明演进的编年史。上了色彩的金念珠，16世纪，英格兰，蛇形金别针，公元前400年，希腊；阿布那（Abuna）的三重金冠，17世纪，阿比西尼亚（Abyssinian）；蛇形金手蜀，古罗马；阿开民王朝（Achaemenid）的金制祭器，公元前6世纪，波斯，马利克（Malik）金酒蛊，公元前8世纪，波斯;金制牛头，……庆典上用的金刀，奇穆人（Chimu），前印加帝国，秘鲁，公元9世纪，……16世纪的著名人物，本威努托?切利尼（Benvenuto Cellini)为弗兰西斯一世国王（King Francis I）雕刻了一个金制的盐碟。他回忆他的这位法国主顾曾经这样谈到他的作品：当我把这件作品放在国王面前时，他不胜惊喜，凝神屏息：目不转睛地盯着它。他惊讶地喊道：“这比我想象的要好上100倍！这个人是多么的不可思议呀！”
西班牙人在秘鲁掠夺了大量黄金；当年，印加贵族搜集黄金就像今天人们收集邮票一样，唾手可得。他们有所谓贪婪之金、华丽之金、装饰之金、尊崇之金、权势之金、祭献之金、舍身之金、温情之金、野蛮之金、奢靡之金，如此等等，不一而足。
中国人正确地指出了黄金风靡于世而不可抗拒的真实原因。葛洪曾经说过：“黄金入火百炼不消，埋之毕天不朽。”从这句话中，我们知道黄金具有某种独特的物理性能；这种性能在实践上可以测定，在理论上也可加以描述和概括。
制作一件黄金手工艺品的人不仅是一位技师，而且也是一位艺术家，要明白这一点并不难。然而，同样重要却不那么容易被承认的是。那从事试金化验的人也不仅仅是一位技师。
对他来说，黄金是科学的一个要素。掌握一门技术总是有用的，但是，正如任何技艺一样，使这门技术富有生气的，是它在一种整体的自然图式中的位置，即一种理论。
那些分析和提纯黄金的人们揭示了一种关于自然的理论：一种认为黄金虽然是无与伦比的，却可以用别的元素制成的理论。这就是为什么如此众多的古人竭思殚虑、不惜花费大量时间设计种种纯金提炼方法的原因。17世纪初，弗兰西斯?培根（FrancisBacon）对这个问题有过明确论述：黄金具有这样一些属性——沉重、坚实、稳定、柔韧、抗锈蚀、色泽金黄。如果有谁制成了具有这些属性的金属，人们就可以争辩它是不是黄金。
在若干次关于黄金性能的经典性试验中，有一次试验使黄金的特征表现得最为明显。这就是用烤钵试金法做的一次试验。先把一个骨灰罐，或烤钵，放在火炉中加热，达到比熔化纯金所需的温度还要高得多的温度。然后把含有各种杂质或渣滓的金子放进去，使其熔化。
（金子的熔点相当低，约为1000摄氏度，与铜的熔点差不多。）于是，杂质从金液中分离出来，吸附在缽壁上：就这样，立刻产生了一种分离，这一次是物质世界的渣滓与火光映照下的纯金的分离。炼金术士们关于合成金子的梦想，最终将在这些经过试金而留存下来的纯金颗粒面前接受现实的检验。
黄金的所谓抗腐蚀（我们应称之为化学腐蚀）能力是非凡的，它因此而弥足珍贵，独具一格。黄金的这种性能具有一种象征意味，这在哪怕是最为古老的炼金方法中也是明白无误的。现存的第一部关于炼金术的文献来自中国，约有2000多年的历史。这部文献谈到如何制造金子，以及如何用它来延长人的寿命。在我们看来，这是一种异乎寻常的联系。我们认为黄金弥足珍贵，是因为它稀世罕见，而对炼金术士们来说，黄金之珍贵，在于它不被腐蚀。当时人们还不知道有哪一种酸或碱可以腐蚀黄金。而那些帝王的金匠们确实是采用酸处理的方法来提炼，或者如他们自己所说，来分离纯金的，这种方法比烤缽法更省事。
当人生被看作（对大多数人来说也确乎如此）是寂寞、枯燥、平庸、粗鄙而又短暂易逝的时候，对那些炼金术士来说，黄金代表着人体内一种永恒不灭的活力。他们提炼黄金的不懈努力，同时也是对长生不老之药的执著寻求。黄金是永垂不朽的象征——但我不应该说只是“象征”，因为那些炼金术士认为黄金同时是物质世界和生命世界不可侵蚀性的体现。
因此，当炼金术士们试图把贱金属变成黄金时，他们在那熊熊火焰中寻求的就是使这些金属的可蚀性向不可蚀性的转化，他们试图从日常可见的金属中提炼出那永恒不灭的物质。
这如同使青春永驻的努力一样：作为一种基本的配伍成份，每一种抗衰老的药方都包含有金子，炼金术士还劝告他们的主人用金杯饮酒，以延年益寿。
炼金术决不仅仅是一套刻板的把戏，或者是一种宜人的神秘气氛中的模糊信念。从一开始，它就是一种关于世界是怎样与人的生命相联系的理论。在人们还没有明确地区分存在与过程、元素与行为等范畴时，炼金术涉及的那些元素意味着人性的几个方面——正如希腊人的四种元素是构成人的气质的四种体液一样。因此，在炼余术士的工作中包含着一种极为深刻的理论：当然，这种理论最初起源于希腊人关于土、火、空气和水的观念。但是，到了中世纪，这种理论则采取了一种新的而又非常重要的表现方式。
在炼金术士们看来，人体的微观世界与大自然的宏观世界之间，存在着一种契合关系。
大规模的火山爆发，犹如群情鼎沸，暴风骤雨，恰似人的嚎陶大哭。在这些肤浅的比附后面，隐含着一种更为深刻的观念。这就是宇宙万物与人的血肉之躯，都是用同样的材料、按照同样的原则、由同样的元素构成的。炼金术士认为这样的元素有两种。一种是水银，它代表着各种致密和持久的东西。另一种是硫黄，它所代表的是各种易燃和暂时的东西。所有物质的实体，包括人的肉体，都是由这两种元素构成的，也可以用这两种元素再造出来。比如，炼金术士们相信，所有的金属都是在地球内部由水银和硫黄生成，就像骨骼在胚胎内由卵子生成一样。他们对这样的比附深信不疑。其实，这种比附至今还保存在某些医学象征之中。对于女性，人们至今沿用炼金术关于铜的，就是说，关于柔软东西的标志：维纳斯（金星）。对于男性，人们则沿用炼金术关于铁的，即关于坚硬东西的标志：玛尔斯（火星）。
今天看来，这种理论极为幼稚，是无稽之谈与荒唐比附的大杂烩。但我们今天的化学在500年以后也会显得幼稚可笑。每一种理论都以某种类比为基础，不过，它迟早总是要失败的，因为任何一种类比终究会被证明为荒诞不经的。一种理论只是在它所处的时代有助于解决那个时代所面临的难题。直到大约公元1500年时，人们还是用截肢的办法来解决医疗中的难题，因为古人相信，所有的疗法要么来源于动物，要么来源于植物——这是一种生机论（vitalism），这种理论难容把人体的化学成份与其它化学成份等同视之，因此，它使当时的医学在很大程度上局限于使用草药。
这时，炼金术士们大胆地把一些矿物质引进了医学领域：例如，盐就是这一转变的契机，有位炼金术的新理论家将盐当作他的第三个元素。他发明了一种新疗法，用以治疗1500年时肆虐欧洲大陆的一种前所未知的疾病——梅毒。直到今天，人们仍不知道梅毒是从哪里传来的。它可能是由哥伦布船上的水手带回欧洲的；也可能是随着蒙古人的入侵从东方传入的，要么就是人们从前根本没有认识到这是一种特殊的病症。对这种疾病的治疗实际上依赖于一种最有效力的炼金术金属即水银的应用。在通向近代化学的道路上，使这种疗法行之有效的人成为从旧炼金术向新炼金术转变的一块里程碑，从此陆续产生了医学化学、生物化学和生命化学。这位大师16世纪时在欧洲工作，具体地点是瑞士的巴塞尔（Basel）。
那一年是1527年。
人类上升的历程中，有一个从神秘而无个性的知识的幽暗之乡，迈步走向开放的、个人发现的新体系的时刻。我选择的代表这一转折的人叫“受洗的奥尼俄卢斯?菲利普斯.塞俄弗那斯图斯?朋巴斯图斯?冯?胡恩海恩”（christened Aureolus phili ppusTheophrastus Bombastus von Hohenheim）。谢天谢地，他给自己取了一个比较简洁的名字，叫作“帕拉塞尔苏斯”（Paracelsus），毫不隐讳他对塞尔苏斯（celsus）以及其它死去1000多年的中世纪流行医学著作的作者的公然蔑视。1500年时，在医学、科学和艺术方面，人们把古典作家的著作仍然看作是包含着人类历史上某个黄金时代的、鼓舞人心的智慧的纪录。
帕拉塞尔苏斯于1493年出生于苏黎世附近，于1541年在萨尔茨堡（Salzburg）去世，年仅48岁。他对当时的一切学问都提出了挑战：例如，他是识别一种工业疾病的第一人。
在帕拉塞尔苏斯对当时最古老的医学实践传统进行的毕生无畏的战斗中，也有一些既荒诞不经又讨人喜欢的插曲。他的头脑是各种学说和理论永不枯竭的源泉，但其中有不少学说自相矛盾，许多理论甚至今人无法容忍。他是一个拉伯雷式的（Rabelaisian）、狂放不羁的传奇人物，常和学生狂饮作乐，追蜂逐蝶，浪迹天涯，漫游了旧大陆的许多地方，而且直到近代，在各种版本的科学史著作中，他都彼描绘成一个江湖郎中。但事实并非如此，他是一个兴趣多样而又才华横溢的人。
事实上，帕拉塞尔苏斯是一个十分了不起的人物。从他那里，人们第一次明确地领悟到，科学的发现产生于一种人格，各种富有生气的发现都是由一个一个的个人作出的。帕拉塞尔苏斯是一个讲求实效的人，懂得对于病人要对症下药（他是一个杰出的诊断家），由医生直接施治。他打破了这样一种传统：内科医生是皓首穷经、死背教条的饱学之士，而可怜的病人的命运则掌握在唯医生之命是从的助手手中。“没有一个外科医生不应该同时又是一个内科医生”，帕拉塞尔苏斯写道，“如果一个内科医生同时不是一个外科医生，他就只是一个偶像，或者什么也不是，只是一个涂抹装扮出来的怪物。”
这些警句并没有使帕拉塞尔苏斯的竞争对手因此更喜欢他，但是，在那宗教改革的年代，这些话却使他在那些善于独立思考的人中间颇具吸引力。他的坎坷生涯使他来到巴塞尔，在那里赢得了唯一的一次胜利。1527年，在巴塞尔，约翰?弗洛本尼留斯斯（JohannFrobenius），伟大的新教信徒和具有人文主义精神的印刷商，腿部受到严重感染，马上就要被截肢了，在绝望之中，他央求他在宗教改革运动中的朋友们请来了帕拉塞尔苏斯。帕拉塞尔苏斯断然抛弃了学究的空论，保住了约翰?弗洛本尼留斯的腿，成功地完成了一次使他享誉整个欧洲的手术。伊拉斯莫斯（Erasmus）在给帕拉塞尔苏斯的信中写道：“你把弗洛本尼留斯、我生命的一半从地狱里带回来了。”就时间和地点而言，医学中反传统的新的化学治疗方法与路德（Luther）在1517年发动的宗教改革运动并驾齐驱，这绝非偶然。这一重要的历史性时刻的中心就是巴塞尔。在那里，人文主义甚至在宗教改革前就已蓬勃兴起。
在那里，有一所具有民主主义传统的大学。因此，尽管医学界人士怀疑帕拉塞尔苏斯，市政厅仍坚持允许他在大学任教。而弗洛本尼留斯家族正在印行包括伊拉斯莫斯的著作在内的各种书籍，这些书籍把新的世界观传遍各个领域，传遍天涯海角。
于是，一次伟大的变革在欧洲兴起了，它甚至可能比马丁?路德发动的宗教和政治的大变动还要伟大。决定人类命运的具有象征意义的年代很快来临，这就是1543年。在这一年中，有三本著作问世，改变了整个欧洲的思想：一本是安德里斯?维萨里（AndreasVesalius）的《人体解剖图》，一本是阿基米德（Archimedes）的希腊文数学与物理学著作的第一个译本，还有一本是尼古拉?哥白尼（Nicolaus Copernicus）的《天体运行论》（TheRevolution of the Heavenly Orbs），这部著作把太阳置于宇宙的中心，从而开创了我们今天所说的“科学革命”。
过去与未来之间所进行的全部斗争，终于在1527年由在巴塞尔的明斯特城外的一次独特行动预言式地作了总结。在那里，帕拉塞尔苏斯公然把亚里士多德的阿拉伯追随者阿维森纳（Avicenna）的一木古代医学教科书，扔进了传统的学生集会上的熊熊篝火之中。
那个仲夏之夜的篝火具有某种象征意义，我想在这里联系起来谈谈。火是炼金术士的元素，人类借助于火，得以深入认识物质的内部结构。那么，我们要问，火本身也是一种物质吗？如果你相信火是一种物质，你就不得不赋予它种种不可思议的物质属性——例如，火比什么东西都更轻，毫无重量可言。在帕拉塞尔苏斯以后200年，迟至1730年，坚持“燃素说”的化学家们正是这样，试图把“燃素”当作物质的火的最后体现。然而，事实上并不存在什么燃素，正如没有什么生机论一类的原理一样——火并不是一种物质，同样，生命也不是物质。火是变化的过程，依赖于这个过程，物质元素以新的联系方式重新组合起来。只有当火本身被理解为一个过程时，化学过程的本质才被人充分理解。
帕拉塞尔苏斯的这一行动向人们宣告：“科学不能回首返顾。过去并没有什么黄金时代。”从帕拉塞尔苏斯生活的时代开始，又过了250年，人们才发现一种新的元素——氧，从而使火的本质终于得到解释，并使化学走出了中世纪的桎梏，大大向前发展了。奇怪的是，作出这一发现的约瑟夫?普利斯特列（Joseph Priestley）并不是要研究火的本质，而是要研究希腊人所说的元素中的另外一种，即看不见而又无处不在的“空气”。
约瑟夫.普利斯特列实验室的大部份遗物现存于美国华盛顿哥比伦亚特区的史密森尼亚机构（Smithsontian lnstitution）。当然，它们没有什么理由一定要存放在那里；这些设备理应存放在英国的伯明翰，这个工业革命的中心，普利斯特列在那里完成了他最杰出的工作。那么，为什么这些东西又到了华盛顿呢？这是因为，一场骚乱迫使普利斯特列于1791年离开伯明翰，逃到了美国。
普利斯特列的故事是创新与传统之间展开的又一场典型的冲突。1761年，他28岁时，应邀到一所不信奉英国国教的学院讲授现代语言，而他自己是一个唯一神教派的信徒。在那些没有受过英国国教坚信礼的人心目中，这所学院享有大学的地位。在那一年，他受一位同事所作的科学讲座的鼓舞，打算写一本电学著作。后来他又转向化学实验。美国革命和后来的法国革命使他激动不已（他曾经受到本杰明?富兰克林的鼓励）。在攻占巴士底狱两周年的庆祝活动中，亲王室的平民烧毁了被普利斯特列描绘为世界上设备最为精良的一个实验室。那以后，他去了美国，但却没有受到人们的欢迎，只有几个在智力上可以与他媲美的人赏识他，托马斯?杰佛逊（Thomas Jefferson）当上美国总统时，曾对约瑟夫.普利斯特列说：“你的生命是人类所珍视的不多的几个生命之一。”
但愿我能够说，毁坏了普利斯特列在伯明翰的的实验室的那场骚乱，打破了一个漂亮、可爱、颇具魅力的人的美梦。然而，我又怀疑自己这些评语是否真实可信。我不认为普利斯特列比帕拉塞尔苏斯更讨人喜爱。我猜测他是一个乖戾、冷僻、刚愎、刻板、拘谨、克已的人。然而，人类之上升并不全是由可爱的人们促成的。它是由那些具有两种品质——非常诚实、正直，而又不乏天才——的人促成的。普利斯特列可说是二者兼备。
他发现，空气不是一种元素的实体：空气是由几种气体组成，在这些气体中，氧气——他称之为“无燃素气体”——对于动物的生命来说至关重要，不可或缺。普利斯特列是一位卓越的实验专家，小心翼翼地推进他的实验。1774年8月1日，他制成了一些氧气，惊讶地看到一支蜡烛在氧气中燃得分外明亮。那一年的10月，他到了巴黎，把这个发现告诉了安东尼.拉瓦锡（AntoineLavoisier）和其他人。但在他回到英国，于1775年3月8日把一只老鼠放进氧气中以前，他并不知道人在这种空气中呼吸是多么惬意，后来，普利斯特列不胜惊喜地写信给富兰克林说：“迄今为止，只有两只老鼠和我本人享受了呼吸这种空气的殊荣。”
普利斯特列还发现绿色植物在阳光下呼出氧气，从而为吸入氧气的各种动物提供了基本的生存条件。那以后的100年中，人们进一步认识到这一现象极端重要，如果没有植物制造氧气，动物就根本不会得到产生。然而，在18世纪70年代，还没有人想到这一点。
拉瓦锡那清醒的、革命性的头脑赋予氧的发现以深远意义（他在法国大革命中猝然去世）。拉瓦锡重复了普利斯特列的实验，而这次实验几乎可以说是我在本章开始时描述的炼金术实验方法的拙劣模仿。他们两人都是用一块凸透镜（取火镜，在当时很时髦），将盛在一个可以看到气体产生并将它收集起来的烧瓶里的红色氧化汞加热。生成的气体就是氧气。
这是一次决定性的实验；但是，对拉瓦锡来说，这是证实化学分析可以定量化这一想法的最直接的途径。
这个想法看来简单，其实很激进；这意味着在两个方向上进行一种炼金术式的实验，并准确测定相互置换的份量。首先，各前进的方向上，加热水银（使其氧化），测得从加热开始到结束时水银从一个密封容器中吸收的氧气的确切份量。然后，把这个过程倒过来做一遍，将水银的氧化物，用火猛浇，再次把氧从中分离出来。这样，水银留下来了，氧气则逸入容器之中，这里，关键的问题是：“究竟有多少氧气呢？”结果与当初吸入的份量完全相等。这一实验过程立刻表明了它的意义，对一种原料的分解和结合确定了两种存在物各自的份量。于是，过去说的什么要素、本原、燃素，统统不复存在。两种具体的元素，水银和氧，确确实实是结合在一起，然后又分离开来了。
想从古代铜匠的原始方法和炼金术士的神秘推想，一下子跃进到近代科学最强有力的观念——原子观念上来，似乎是一种愚蠢的奢望。但这条路线倒是非常直接的。这距离用原子概念来表述那些由拉瓦锡定量分析过的化学元素，仅仅一步之遥。这一步是由坎伯兰（Cumberland）手工织机工人之子约翰?道尔顿（JohnDalton）完成的。
在谈论过火、硫黄、加热的水银之后，这个故事不可避免地要在寒冷潮湿的曼彻斯特达到高潮。在那里，在从1803年到1808年期间，一个名叫道尔顿的教友派学校校长出人意外地把拉瓦锡曾经作过精辟论述的关于化合的模糊知识，转变成近代原子论的精确概念。这是在化学领域里一个充满奇妙发现的时代——仅仅在5年之内，就发现了10种新的元素，而道尔顿对其中任何一种都不感兴趣。说实话，他多少是一个平淡无奇的人物。（他的确有色盲。他自己曾谈到所患先天性红绿不辨的缺陷，这种缺陷长期以来被称为“道尔顿病”，（Daltonism）。）道尔顿是一个生活有规律的人，每周星期四总要去乡下玩木滚球。使他感兴趣的是乡村的景物，是至今仍为曼彻斯特风光特色的种种东西：流水、沼气、二氧化碳。道尔顿思忖着有关这些东西由于重量而结合在一起的方式的种种具体问题。水由氢和氧构成，为什么特定份量的氢和氧相结合就会产生特定份量的水？为什么当二氧化碳产生后，或甲烷生成后，这些东西重量不变？
1830年的整整一个夏天，道尔顿都在潜心研究这个问题。他写道：“就我所知，对元素粒子的相对重量的研究完全是一件新的工作。最近，我深入研究了这个问题，并已取得相当的成功。”他认识到，这个问题的答案应当是：是的，古老的希腊原子学说是千真万确的。不过，原子不是抽象的，在物理学意义上，原子具有代表不同元素的重量。一种元素的原子（道尔顿称为“最终的或基本的粒子”）彼此相同，但与别的元素的原子则全然相异，而且，它们的差异表现为物理学意义上的重量差异。“我有理由认为，确有一些可以恰如其份地称为基本粒子的东西存在，它们决不可能从这一种变成另外一种。”
1805年，道尔顿首次发表了他关于原子理论的如下见解：即使是最小量的碳，如一个碳原子，在结合成二氧化碳时，也总是带有一定量的氧——两个氧原子。
如果与必要数量的氢原子相结合的两个氧原子生成水，那么，一个氧原子构成一个水分子，另一个氧原子则构成另一个水分子。
其重量是正确的：生成一个单位的二氧化碳的重量的氧原子将生成两个单位的水分子。
那么，不含氧原子的化合物——如沼气和甲烷，其中碳与氢相结合——的重量是否如此呢？
是的，完全如此。如果从单个的二氧化碳分子，或从两个水分子中移出那两个氧原子，实际比例仍然精确无误：正好是生成甲烷的氢和碳的份量。
相互结合的不同元素的重量比例恒定不变，这表明它们的原子结合方式有一种潜在的图式。
这就是原子的精确算术。这种算术从化学理论中产生了近代原子论的基础。这是来自有关金、铜和炼金术的无数推测臆想的具有深刻意义的第一课，经过道尔顿达到了登峰造极的地步。
另一课则是关于科学方法的。道尔顿是一个生活很有规律的人。57年来，他每天步行到曼彻斯特郊外，测量降雨量和气温——在这种天气做这类事情是十分单调乏味的。他积累了大量的资料，却得不出什么结果。不过，从一个探索性的，几乎是孩子气的问题，即与简单分子结构密切相关的重量问题中，却产生了现代原子理论。这就是科学研究的真谛：提出一个不得要领的问题，你也许就已经踏上了通往正确答案的道路。