炼丹，是中国古代道家的主要道术之一。炼丹为炼制外丹与内丹的统称。外丹术源于先秦神仙方术，是在丹炉中烧炼矿物以制造“仙丹”。其后将人体拟作炉鼎，用以习炼精气神，称为内丹术。苏轼《送蹇道士归庐山诗》：“绵绵不绝微风里，内外丹成一弹指。”陈师道注：“道家以烹炼金石为外丹；龙虎胎息，吐故纳新为内丹。”
丹，是中药的一种剂型，古今许多药方都名之曰“丹”，以示灵验，如天王补心丹、至宝丹、山海丹等。这些方药，主要由动植物药配制而成，与本来意义上的丹毫不相千，只是借用“丹”名而已古代炼丹术对后世的深刻影响，由此可见一斑。
炼丹术，又称外丹黄白术，或称金丹术，简称“外丹”，以区别于长寿真人丘处机全真龙门派的“内丹”导引术。炼丹术约起于战国中期，秦汉以后开始盛行，两宋以后，道教提倡修炼内丹（即气功），“丹鼎派”风行一时而排斥外丹术；直到明末，外丹火炼法逐步衰落而让位给“本草学”。
炼丹是古人为追求“长生”而炼制丹药的方术。丹即指丹砂或称硫化汞，是硫与汞（水银）的无机化合物，因呈红色，陶弘景故谓“丹砂即朱砂也。”丹砂与草木不同，不但烧而不烬，而且“烧之愈久，变化愈妙。”
丹砂化汞所生成的水银属于金属物质，但却呈液体状态，具有金属的光泽而又不同于五金（金、银、铜、铁、锡）的“形质顽狠，至性沉滞。”。
由于丹砂的药理效用及其理化性能，古代炼丹家将其作为炼丹的主要材料。其形体圆转流动，易于挥发，古人感到十分神奇，进而选择其他金石药物来和液体汞（水银），按照一定配方彼此混合烧炼，并反复进行还原和氧化反应的实验，以炼就“九转还丹”或称“九还金丹”。这是人类最早的化学反应产物。
在古代，它被认为是具有神奇效用的长生不死之药。成书于秦汉之际最古本的“本草学”著作《神农本草经》，将五金、三黄、乒石等40多味药物分别列为上、中、下三品，指出其分等级的标准是：“上药令人身安、命延、升天、神仙，……”其中丹砂被列为炼丹的上品第一，是古代炼丹术最早选择的重要药物材料。炼丹家将丹砂加热后分解出汞（水银），进而又发现汞（水银）与硫化合生成黑色硫化汞，再经加热使其升华，就又恢复到红色硫化汞的原状。丹砂炼汞和汞、硫化合而还丹砂，实际上是属于化学的还原和氧化反应。
晋人葛洪《抱朴子？金丹篇》说：“凡草木烧之即烬，而丹砂炼之成水银，积变又还成丹砂，其去草木亦远矣，故能令人长生。”
炼丹可指：内丹术和外丹术二种。
1：内丹术
内丹术，乃道家及道教人士对气功之称，以修练成仙而达至长生不老为最终目的。此术以人体为丹炉，故称“内丹”，以别于“外丹”之用鼎为炉。内丹术起于战国之前，盛于唐宋。
传统上，气功之主要修练及研究者皆为道门人士，以及深受道门医学影响的医师。固华夏传统气功，均属内丹功。内丹功之根，乃是阴阳之变、五行生尅、天人合一、天人相应等道门理论，以及丹士所掌握的丰富中华医学知识。唐宋之时，道家已受阴阳家及儒家等外门影响，理论仍以老庄之学为根，然而整个体系，已远超老庄之学。纳外气、养内气、和阴阳、通经络、并以“炼精化气、炼气化神、炼神还虚”贯彻其中。
汉晋唐时代，内丹功渐与道门武学溶为一体，成为内家武学。内家武学暗藏内丹术，并能致用，固不少修道者亦以内家武学为炼丹修心之捷径。修炼内丹或内家拳，一般能使弱者体质于一两年内迅速转强。太极拳名家吴图南、陈微明等，均属此列。今练内家拳图以强身者众，唯多不知内家拳强身之妙，在其隐於心法中之内丹功。若只谙外形，实在无用，缺者正是内丹术。
2：外丹术
外炼丹者。丹术指道家通过各种秘法烧炼丹药，用来服食，或直接服食某些芝草，以点化自身阴质，使之化为阳气。另外，道家外丹也可指“虚空中清灵之气”。外丹术也可指炼金术或道家法术如符籙、雷法等。
“丹鼎派”是道教中以炼丹求长生成仙为主的各宗派的通称。最早由古代的神仙家、方仙道等发展而来。
3：炼丹所需物品
炼丹术所用的药物和工具同化学的产生有关，关于药物方面，化学史家袁翰青（1905—1994）曾根据炼丹文献作出一个不完全的统计，包括无机物和有机物在内，总共约有60多种。
当然、这统计还不够完整，因为不仅植物性、动物性药物没有列入，即使单从金石药来看，恐怕也不止这60多种。
不过，我们从这里可以对古代炼丹的常用药物得到一个大概的印象。
元素：汞、碳、锡、铅、铜、金、银等。
氧化物：三仙丹（HgO）、黄丹（PbO）、铅丹（Pb3O4）、砒霜（As2O3）、石英（SiO2）、紫石英（含Mn）、无名异（MnO2）、赤石脂（Fe2O3）、磁石（Fe3O4）、石灰（CaO）等。
硫化物：丹砂（HgS）、雄黄（As2S2）、雌黄（As2S3）、礜石（FeAsS）等。
氯化物：盐（包括戎盐、冰石等，NaCl）、硇砂（NH4Cl）、轻粉（Hg2CI2）、水银霜（HgCI2）、卤咸（MgCl2）等。
硝酸盐：硝石（KNO3或NaNO3）。
硫酸盐：胆矾（CuSO4？5H2O）、绿矾（FeSO4？7H2O）、寒水石（CaSO4？2H2O）、朴硝（Na2SO4？10H2O）、明矾石（K2SO4Al2（SO4）3－2Al2O3？6H2O）等。
碳酸盐：石碱（Na2CO3）、灰霜（K2CO3）、白垩（包括石钟乳等，CaCO3）、炉甘石（ZnCO3）、石曾（Cu（OH）2？2CuCO3）、空青（Cu（OH）2CuCO3）、铅白（Pb（OH）2－2PbCO3）等。
硼酸盐：蓬砂（Na2B4O7）。
氯化物：盐（包括戎盐、冰石等，NaCl）、硇砂（NH4Cl）、轻粉（Hg2Cl2）、水银霜（HgCl2）、卤咸（MgCl2）等。
硝酸盐：硝石（KNO3或NaNO3）。
硫酸盐：胆矾（CuSO4？5H2O）、绿矾（FeSO4？7H2O）、寒水石（CaSO4？2H2O）、朴硝（Na2SO4？10H2O）、明矾石（K2SO4？ Al2（SO4）3？2Al2O3？6H2O）等。
碳酸盐：石碱（Na2CO3）、灰霜（K2CO3）、白垩（包括石钟乳等，CaCO3）、炉甘石（ZnCO3）、石曾（Cu（OH）2？2CuCO3）、空青（Cu（OH）2CuCO3）、铅白（Pb（OH）2？2PbCO3）等。
硼酸盐：蓬砂（Na2B4O7）。
硅酸盐：云母（白色，H2KA13（SiO4）3）、滑石（H2Mgs（SiO3）4）、阳起石（Ca（Mg，Fe）3（SiO3）4）、长石（K2O？A12O3？6SiO2）、不灰木（石棉，H4Mg3Si2O7）、白玉（Na2O？Al2O3？4SiO2）等。
合金：鍮石（铜锌合金）、白金（白铜，铜镍合金）、白镴（铅锡合金）、各种金属的汞齐等。
混合的石质：高岭土（SiO2、Al2O3等）、禹余粮（含褐铁旷和粘土的砂粒）、石中黄子（夹有黄色粘土的砂粒）等。
有机溶剂：醋（CH3COOH）、酒（CH3CH2OH）。
4：炼丹所需设备
炼丹在修炼活动或过程中显得极其神秘诡异。如认为丹处所的选择，应在人迹罕到、有神仙来往的名山胜地，否则“邪气得进，药不成也。”开鼎时，术士须斋戒洁顶冠披道，跪捧药炉，面南祷请大道天尊；再如入山炼，须选“开山月（三或九月）”的吉日良辰；筑坛要烧符篆，炉鼎插置宝剑古镜。如此等等，无一不充斥了极其浓厚的迷信色彩。但古代炼丹家亲自从事采集配制药，并通过反反复复的大量化学实验，有意无意地发展了原始化学事业，可以被视为现代化学之祖。英国李约瑟博士在《中国科学技术史》中称：中国炼丹家乃世界“整个化学最重要的根源之一。”
关于工具和设备，见于炼丹文献的大约有十多种，就是丹炉、丹鼎、水海、石榴罐、甘蜗子、抽汞器、华池、研磨器、绢筛、马尾罗等。
丹炉也叫丹灶。南宋吴悞《丹房须知》（公元1163年成书）有“既济炉”和“未济炉”。安置在丹炉内部的反应室，就是丹鼎，又名“神室”、“匮”、“丹合”，有的像葫芦，有的像坩埚，有的用金属（金、银、铜）制作，有的用瓷制。《金丹大要》有“悬胎鼎”，内分三层，“悬于灶中，不着地”。《金华冲碧丹经要旨》说，神室上面安置有一种银制的“水海”，用以降温。《修炼大丹要旨》中另有一种“水火鼎”，可能是鼎本身具有盛水的部分。
总之，这些东西是炼丹的主要工具，可以放在炉中加热，使药物在里面熔化并起反应，或使它升华。
除丹鼎外，拣丹家还有专用于从丹砂中抽汞的蒸馏器，可以叫它“抽汞器”。《金华冲碧丹经要旨》所载的是简单的一种，分两部分，上部形似圆底烧瓶，叫做“石榴罐”，下部作桶形，叫做“甘埚子”。用的时候加热，使罐中生成的水银蒸气在甘祸子的冷水中成为液体水银。南宋吴悞《丹房须知》有另一种比较复杂的蒸馏器的图，虽然没有说明用什么材料制成以及大小、用法等，但是从图上可以清楚出地看，下部是加热的炉，上部是盛丹砂等药物的密闭容器，旁边通一根管子，使容器里所生的水银蒸气可以流入放在旁边的冷凝罐里。这样的蒸馏设备，即使在今天看来也是相当完善的，当然是在长期炼丹实践中逐步改进的产物，它的成型当在吴悞之前。西方科学史家一向认为蒸馏器是阿拉伯人发明的，其实我国古代炼丹家早已有制造这种设备的传统。
5：炼丹与炼金
炼丹家不但通过火法炼成能使人“长生”的神丹，还能利用神丹“点铁成金”。
葛洪《抱朴子·金丹篇》说：“神丹既成，不但长生，又可作黄金。”为什么要点化黄金？魏伯阳在《周易参同契》中称：“金性不败朽，故为万宝物。”自然界中的金、银、玉石等矿物，其性质稳定，不易发生朽坏变化，故炼丹家认为人类服用金、银、玉等“不败朽”的物质，就能将其性质转移到人体，可以使血肉之躯也同样“不败朽”，进而引发出通过炼丹方法以升炼金银，即将汞（水银）与铅、铜、铁等贱金属按不同比例配方烧炼成黄色或白色的金或银。
所以外丹术又称金丹术或黄白术。外丹术点化金银在思想认识上属于形而上学的观点，这充分反映在葛洪的《抱朴子？黄白篇》中：“变化者，乃夭地之自然，何嫌金银之不可以异物作乎？”他列举了驴马相交偶而生骡及驱驻（驴）、熔铅化作黄丹及胡粉等事例，提出自然界各种物质不但可以变化，而且其变化无极的观点；但却根本忽视了事物转化的条件，将变化绝对化了。
其实炼丹家通过飞砂炼汞法所点化而成的金银，虽然其色泽与金银相似，但它们并非真正的金银，而是作为药用的合金，称药金、药银。
这种药金、药银在古代还是比较贵重的。所谓“金成者，药成也。”在古代炼丹家看来，所炼神丹能否点化金银被视为修炼成功与否的重要标志；点金不成，需要按照卦交变化调整火候，反复烧炼，经九转而成丹。因其有点化功效，又称之为“丹母”。
6：炼丹与火药
火药最早是中国人发明的，在西汉时期的道家典籍《淮南子》中就有关于火药成分之一——硫磺的记载。在《神农本草经》中，硫磺和硝石被作为可治病的上品药物列了出来。硝石也是一种矿物，出产于四川、甘肃一带。它是一种强氧化剂，在加热时能放出氧，容易发烟发火，所以也被人称为烟硝或火硝。由于硝石的化学性质活泼，能和许多物质发生作用，所以方士在炼丹中，常用硝石来改变其他药品的性质。
西汉时淳于意曾用硝石治疗王美人的疾病。炼丹家们又在他们长期的炼丹实践中将硝石、硫磺、雄黄和松脂、油脂、木炭等材料不断地混合、煅烧，这就使火药的发明成为必然。
炼丹家们还对硫磺的各种特性进行了“实验”观察和研究，他们发现，硫不仅能和铜铁起化合反应，而且能制伏神奇的水银(汞)。硫的化学性质非常活泼，很容易着火，跟空气中的氧起化合反应，这使人们很难制伏它。古人为了驯服它这种暴烈的性格，就尝试着对硫磺进行“伏火”处理。
所谓“伏火”原本也是一种治疗疾病的方法，炼丹家们根据中医理论中的阴阳、五行和脏象经络之说，认为硝石和硫磺都是阳物(因为它们都能着火)，会有阳火之毒，能败人五脏。为了使人服食之后不仅没有任何毒性，而且能滋润五脏，使人体内五脏之气和合混融，助益长寿，就必须设法制伏火毒，这就是“伏火”。“伏火”的具体方法也很简单，就是“以毒攻毒”，用火烧一下，火毒也就自然被消除。
方士们在炼丹的实践中，渐渐发现硫磺、硝石、木炭三种东西混在一起，弄得不好，就要引起燃烧甚至爆炸。这种情况发生得多了，自然会引起方士的注意。于是就有人专门进行这类试验，不断积累经验，改进配方。由于硫磺和硝石都是能治病的药，又因为它们和木炭合在一起会发火，因此人们就把这三样东西的混合物叫做火药，意思就是“发火的药”。由于这种混合物颜色接近黑色，所以通常又被人称为黑火药。
关于黑火药配方和燃烧的最早记载，出自唐代初年著名中医、“药王”、养生家兼炼丹家孙思邈所著的《丹经内伏硫磺法》一书。这也是世界上最早的关于轻工业火药原始配方的记载。它描述了对硫磺的伏火方法：把沙罐或销银锅埋进土里，罐口或锅口与地面齐平，周围要用土夯实，把硝、硫各二两放进去。然后用火烧皂角子三杖，不要烧成灰，而烧成炭就行，再一个个放入罐或锅中。这时，刚刚烧过的皂角子带着余火与硝石和硫磺接触，硝和硫就会自动燃烧起来。等待焰烟冒完之后，用木炭堆到罐口上加热，就得到了一服黑火药的配方。这里，黑火药的三种主要成分都已齐备：硝、硫和炭。只因为炭没有研碎，未与硝、硫充分均匀混合，因此反应不够剧烈。加之“伏火”的目的在于防止和避免发生剧烈的燃烧和爆炸，一些措施也只使反应出现燃后冒出紫青焰火的结果。
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