打开古埃及化学

这是一个繁忙的一年的埃及古物学者;2022年是纪念发现了图坦卡蒙国王的坟墓的帝王谷由英国考古学家霍华德·卡特。一个考古化学家斯蒂芬•巴克利木乃伊制作专家英国约克大学,他说他刚刚回来Highclere城堡的研讨会,由卡那封夫人的伟大granddaughter-in-law第五卡那封伯爵,他资助卡特的探险队在1920年代。精美的文物出土的3350岁高龄的坟墓继续激发一种敬畏那些拜访他们,并提出问题的技术技能和科学能力古埃及创造者。

所有的科学,化学是一个古埃及人最密切相关。一个学派甚至属性词化学为埃及,埃及名字传下来通过希腊和阿拉伯炼金术士。这个词钡镁合金意思是“黑色的土地”,描述的颜色从尼罗河每年肥沃的黑土沉积。这不是偶然,这是名称[和]承认,古代的埃及人最好的化学家…甚至希腊人不情愿地承认[它],”巴克利说。但悉尼Aufrere,一个大学的埃及古物学者Provence-Aix-Marseille在法国,说,尽管它看起来是合乎逻辑的,“没有什么确凿的这个假设”。

当然,古埃及人在马尔科·伯莱塔,成为熟练的在意大利博洛尼亚大学的一位历史学家,称“化学艺术”。伯莱塔最近编辑的综合账户化学在古代的文化历史制定出高度发达的古代文明使用和控制化学知识。而实践技能存在,Aufere埃及使用化学定义为“mytho-scientific”。他们相信,例如,材料具有本质或散发出不同的神——磁铁矿与神荷鲁斯,泡碱盐与欧西里斯和树树脂被认为是上帝的眼泪。

化学似乎广泛的使用,但是它与宗教仪式是中央,冶金学家,香水和技艺是寺庙外工作,根据仪式规则。这导致保密自己的化学知识。短信,保持技术性质的,没有神话添加,非常罕见,“Aufere说。”的想法,我们发现暴露在寺庙最有可能出现在交易能够观察现象的物理化学性质的生产。”

五颜六色的化学家

没有短信,剩下的是物证,伯莱塔说:“这大量的项目,显示了埃及人的化学技能。但我们所不知道的是他们的成就不仅仅是经验的试验和错误——他们掌握基本化学原理吗?Aufere说不太可能他们能够合理解释现象的观察他们的宗教外框架,但化学家感谢耶Ragai,现在美国大学名誉教授在开罗,埃及,不是很确定。在学习他们的一些成就,她惊奇地发现有证据表明,他们的化学知识是也许比我们相信的。

化学家的核心技能是合成、文明和古埃及人是最早合成无机颜料——埃及的蓝色。伯莱塔说,这是他们想要模仿他们与神有关的宝石,尤其是天青石,罕见的lazurite-containing蓝色铝硅酸盐矿物,他们相信上帝的头发形成的。公元前2500年,他们开始合成钙铜tetrasilicate (CaO.CuO.4SiO蓝色色素₂)。它被制造成罗马时代,失去了这项技术之前,仅在19世纪被重新发现。

Ragai说看化学涉及你忍不住欣赏他们的技能。“我的一个学生想准备一些埃及蓝,你必须有一个氧化气氛,和催化剂。“原材料——硅石灰和铜-需要热通量如硼砂获得蓝色的颜色。最终产品的化学计量学也必须得到尊重。所以,在这里,我们确实有一些化学、Ragai说。也有证据表明,埃及化学家能够调整他们的炉条件和冷却速率故意创建一个选择绿色颜料。

古埃及人没有意识到最近观察到的埃及蓝色荧光在近红外区域——这已经成为管理者的一个简单的方法在文物确定它的存在在现代技术也可以显示应用程序,包括最近电池电极。

化学组成

最重要的一块拼图的古埃及化学合成的发现铅颜料用于古埃及人所穿的科尔眼妆,可以追溯到公元前2000年。出版于1999年,化学分析由菲利普·沃尔特在巴黎的卢浮宫,法国,显示保存完好的化合物包含在卢浮宫收藏的古埃及化妆罐包括天然色素方铅矿(PbS)和白铅矿(PbCO₃),而且羟氯铅矿(Pb (OH) Cl)和白色粉末角铅矿(Pb₂Cl₂有限公司₃)。很少发现自然和不太可能分解任何的产品。沃尔特认为,这些一定是综合用我们今天所说的湿化学。

基于后来的罗马食谱,沃尔特尝试了一个方法来产生角铅矿。他利用矿石铅黄(PbO)碎用盐和混合水和在某些情况下碳酸钠。他中和产生的碱性溶液(罗马菜谱描述卸载掉每天的水解决方案和替代控制pH值)和几周后确定羟氯铅矿或角铅矿沉淀,与晶体相似的大小和形态在埃及发现的样本。他们的能力进行一个相对复杂的反应仍然惊喜Ragai。在这个特殊的例子中,[这]表明,他们可能有一些知识的pH值控制,缓冲动作和一些基本的定量化学。”

沃尔特的工作已经被证实了几个研究小组。2018年,露西尔·贝克的碳14测定实验室Paris-Saclay大学使用放射性碳年代测定法来证明古埃及化妆品样品包括人工合成的化合物。碳酸盐地质来源太老了还含有碳14,但那些用气压上创建派生碳(如碳酸盐蒸发盐)在过去的3000年里会的。贝克测试化妆品从卢浮宫藏品,包括一些著名的拿破仑·波拿巴18世纪探险,也产生了罗塞塔石碑。找到这样的样本并不容易,她补充说,在过去的考古学家只关注文物和令人沮丧的经常清理里面的任何物质。

从样品测试,被证实是一个合成化妆品,由相同的角铅矿化合物由沃尔特和发现可追溯到公元前1763 - 1216。贝克也可以carbon-date木盆(公元前1514 - 1412,阿蒙霍特普三世统治时期),包含了化妆。我们获得了很好的木箱结果之间的相关性和整容的结果。所以在这种情况下,(它)是直接证明这个化妆品是人工生产,”她总结道。这可能是最古老的证据使用的湿法化学生产化妆品,虽然只有一个样品的合成,似乎罕见。贝克也测试了一些样品从大英博物馆,而且到目前为止,还没有发现合成化妆品。

很可能我们目前区别化妆品、医疗、仪式和宗教不符合当时的古埃及人

更多的证据合成角铅矿来自考古学研究实验室的研究小组在英国牛津大学,抽样11科尔容器在伦敦大学学院的皮特里博物馆。他们做了一个广泛的化学分析接无机和有机组成部分。他们还发现铅化合物,可能被合成。他们找到了一个更大的比之前的现代品种分析,包括诸如矿物含锰和铜的,说Marabel Riesmeier,化学家的历史和科学哲学在英国剑桥大学从事该项目。她补充说他们也经常发现选民不会自然发生在一起,所以有一个深思熟虑的意图在其配方中。

2010年法国团队,包括沃尔特认为科尔配方由古埃及人制定医疗属性。在submicromolar他们显示铅浓度^{2 +}离子可以引起特定的氧化应激反应在皮肤细胞可以刺激免疫反应。鉴于铅的毒性这听起来有点违背常理,但Riesmeier说有时被夸大的危险。大多数的盐(化妆)不溶性。是否会被选为药用好处是高度投机,但Riesmeier总结说,“这很有可能,我们当前的区别是化妆品、医疗、宗教仪式,[和]不符合当时的古埃及人。

不可思议的木乃伊

Riesmeier和她的同事也发现了一个广泛的有机物质的动物和植物的起源,和许多让人想起有机材料与木乃伊——防腐过程现在古埃及人的代名词。巴克利已广泛研究木乃伊化和化学制剂的演变发展。虽然早期木乃伊最初被认为是简单的热引起的干燥,干燥的埃及沙漠,巴克利出土防腐的证据早在新石器时代晚期pre-pharaonic时代6000多年前。”在这个时候,他们已经使用天然产品,[树]树脂、植物性产品,有抗菌、抗真菌、杀虫[属性]在某种程度上,”巴克利说。“我们讨论的不是优秀的,全身保护,但是它会有一些对保护的影响。

到法老时期,古埃及人已经加大了木乃伊化的游戏,很大程度上是由于泡碱的使用,一个矿床组成的水合碳酸钠与额外的钠盐(重碳酸盐、氯化物和硫酸盐),发现在Wadi Natrun在埃及北部。巴克利怀疑它最初是用于解决保存器官公元前2600年左右,埃及人意识到,一旦把它们从身体将帮助保护。巴克利认为,这表明埃及人明白泡碱不仅仅是干燥剂,但更广泛的防腐剂的性质。在不同的历史时期,它被用来干瘪的身体作为干粉或解决方案。

图坦卡蒙是可能是木乃伊在天然碳酸钠溶液,根据巴克利。埃及的木乃伊化技能在他的统治下达到顶峰在十八王朝。他们的想法是提到1914年由药剂师阿尔弗雷德·卢卡斯,原保管人曾与卡特和那些被称为埃及古物学的福尔摩斯。他的分析发现的木乃伊斑点的氯化钠和硫酸皮肤,但没有碳酸盐。这困惑他和他最终得出结论,泡碱没有使用。现在巴克利说这将是一个解决方案的特点。还剩两个盐,只是中性的盐[和]只是坐在那里,但是你没有碳酸盐,碳酸氢盐因为他们结合的组织。

在解决方案,高pH值会阻止细菌中,巴克利说,通过防止酶功能。解决方案可以分散深入组织和胶原蛋白结构的变化,可能通过阳离子结合蛋白羧基残留物,提供更完整的保存。巴克利说结果不会有些憔悴的皇家木乃伊,我们今天所看到的,随着时间的推移变得干燥;的身体仍会有大量的组织和水在它。从自己的木乃伊化实验,包括捐赠人体,巴克利认为,如果做得非常仔细,结果几乎完美的保护。“当他们进入坟墓,他们看起来完全相同的(当他们还活着);他们看起来好像睡着了。”

巴克利说另一个发现显示了一个高水平的复杂性和控制是他们的使用的有机树脂从各种各样的来源。除了使用这些混合物作为防水,有证据显示这些也适用于身体在使用天然碳酸钠。因为碱碳酸盐,碳酸氢盐的本质,如果你不把这个有机层,漂白皮肤白色幽灵。如果你穿上这个有机屏障材料,然后把它放在一个天然碳酸钠溶液,然后得到很好保护,但也保持肤色,”巴克利说。

但多少化学知识这些高级丧葬实践表明是有争议的。显然,一些经验、实验和观察…但我怀疑有一些了解特定的产品被使用在非常特殊的情况下,”巴克利说。Ragai指出,一些幸存的古埃及医学文本,如埃德温·史密斯纸莎草,认为古王国的起源,几乎表现出理性和科学的诊断方法,更符合我们会看到科学的方法。“如果他们在他们的医疗方法,那么同样的推理可以应用到化学路径,”她表示。

熟练的金属

古埃及人也显示了巨大的金属加工技术。他们从来没有能够熔炼铁——他们唯一的铁陨石,适当地称为“金属的天堂”——但他们善于工作铜、银和金。他们生产对象(如图坦卡门的黄金面具,由铜合金23克拉黄金,石英和黑曜石的眼睛和镶嵌青金石。让Ragai印象最深的一个技术是他们的焊接方法,称为胶体或化学硬焊,在黄金首饰的制造。

这用铜粉盐如孔雀石(碱式碳酸铜),粘。加热后一起盐的熔点降低,黄金联系减少。铜和黄金合金形成焊缝。说,这是化学Ragai。

所以我们会承认类似传统的化学实验室在古埃及的研讨会吗?相对很少有人知道他们的实验室和设备。许多埃及寺庙的房间,被称为实验室。“文本刻在所谓的实验室在寺庙Edfu,菜谱的房间,香水和乳香的列表(乳香)雕刻…还有食谱唤起染色过程,尤其是在Dendara的殿,“Aufere说。在法老时代,几乎可以肯定没有任何我们可能会联想到一个实验室的玻璃器皿,玻璃吹制才到达埃及的罗马帝国。

化学和化工产品,像现在,真的非常重要

化学文献的缺乏也离开我们缺少埃及人如何看待物质世界的信息,如果他们有任何理论框架来描述物质的性质。这种类型的思维往往归功于希腊人,如德谟克利特提出了原子公元前400年左右。伯莱塔说,这种关注哲学思考可能是由于希腊人的相对缺乏自然资源和材料阻止他们发展的实际和经验技能埃及人。

很可能大部分的科学,现在被认为是希腊文化的产物是埃及传下来的。“各种各样的食谱,如何使人造珍珠或人工宝石…这些都是更古老的食谱,追溯到[的]埃及的传统,“伯莱塔说。

巴克利表示同意。“实际性的化学家,他们实际使用的一些东西在实验室里我们将认识到,早在亚里士多德和其他人来说,[]是谁第一个因为一些这方面的试验。

“这表明观点和材料和人比我们想象的更多的传播,“伯莱塔说。在化学这并不奇怪,因为化学、化工产品及化工商品,像现在,真的非常重要。”

瑞秋巴西是一个基于科学作家在伦敦,英国