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尽管理、气、数的原理应用在炼丹术上或者比应用在天文学上较为隐晦和难以捉摸，但中国的炼丹术家凭着他们对阴阳五行和数的知识，尝试把铜、铅等金属炼成黄金，以求达到长生不老的目的。《参同契五相类秘要》是一部重要的炼丹理论书籍，它的开端便有下列一个表:
阳 一 二 三 四 五
水 火 木 金 土
阴 六 七 八 九 十
这个表对于阴阳、五行和数字的分配，与"河图"是一致的(参考本书第一篇)，可见理、气、数的原理和炼丹术有密切的关系。炼丹失败固然可以归咎于炼丹过程的疏忽，但也可以归咎于命运，而命运就是数的另一面。因此，一个人必须命中注定与仙有缘才能炼成金丹，否则必定失败。
炼丹术的起源
中国炼丹术的发明源自古代神话传说中的长生不老的观念。如后羿从西王母处得到不死之药，嫦娥偷吃后便飞奔到月宫，成为月中仙子。我们没有确切的纪录知道古代的服药者吃甚么丹药以求长生，但若根据晋人编纂的《列仙传》，他们所服食的包括丹砂、云母、玉、代赭石、石、松子、桂等未经制炼的矿物和植物。
"驺衍"此方术已于战国时萌芽，秦始皇、汉武帝亦好神仙和长生之说。诸方士如李少君、栾大等在朝廷服务，武帝时刘安也是著名的炼金丹人物，其著作《淮南子》曾提到汞、丹砂、雄黄等药物。至景帝炼金风气流行，西汉末的王莽也喜神仙思想和炼丹术。另外，道教亦与炼丹术扯上关系，道教创办者张陵亦被称精通此术。
东汉前炼丹术有两个不同传统:一是致力寻找长生不老药；二则试造黄金。东汉时两个传统汇合为一，炼丹术家尝制长生不老药，而促成两个传统结合的因素实与医药发展有关，因此许多著名炼丹家如葛洪、陶弘景等同时是大医药家。葛洪对炼丹术和早期的化学贡献保留在《抱朴子内篇》内，纪录了许多长生不老药(如太清丹、金液)及它们的制炼方法。
以上是一种流传已久的信仰，更指出凡人也能脱胎换骨成神仙，此变形可用阴阳五行的理论作解释 中国炼丹术的黄金时代
葛洪时代后长生不老药的故事继续吸引了许多皇帝，如此魏道武帝拓跋珪于京师设仙坊炼药，太武帝拓跋焘召韦文秀问方士金丹之事和命人入山访仙，徐謇采营炼丹为孝文帝制金丹，实现"延年法"等。右图为(丹房须知)所载火炉。
后晋末至晚唐期间中国炼丹术进入黄金时代。著名炼丹术家、医药家和药物学家贡献至极，他曾为梁武帝萧衍炼丹，传有《道藏》中《三十六水法》的书，对研究化学中以水为媒介的无机反应颇有帮助。与此同时，炼丹术家楚泽编订了苏元明的著作《太清石壁记》，记载了各种丹药的成份和炼制方法，如九鼎丹法，苏�"金英丹方"中也解释当时化学家所用的隐名。
许多皇帝因服食丹药中毒身亡，如晋哀帝、唐宪宗、唐穆宗等，因此许多专家均提出方术丹药不可尽信的警告。如金英丹含水银和砷，含有毒素，但中国人仍坚持炼丹，因不是所有丹药都是有毒的，有人亦以金丹毒为戒，改用其它方法追求长生，而且中国人"以毒攻毒"的观念在现代医学上是成立的。
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