第一章为炼丹术研究的一些理论思考。中国古代炼丹术的研究历程大体可以分为三个阶段：20世纪20年代至建国以前、建国后至80年代以前以及80年代后至今。尽管不同阶段的研究表现出不同特点，但总体而言三个阶段均不脱早期西方科学史研究的巢窠，即过于偏重实证主义编史学方法。无论是对炼丹术历史脉络的梳理、炼丹典籍的考证分析，还是采用现代科技手段对炼丹过程进行模拟实验，研究者主要以近现代科学为尺度来挖掘、证明炼丹术中的科技成就，而对炼丹术的社会性及其对当时社会经济、科技、文化等因素的影响关照不足。随着研究的深入，这种过度依赖实证主义的研究方式其严重弊端日益显现，无论从科学史还是历史学的角度而言均需要冲破藩篱。

首先，西方科学史在早期主要秉承实证主义编史学方法，一般称其为“内史”。实证主义方法存在很大缺点，它往往过于注重罗列科学大事记而忽视经济、政治、文化、军事等社会因素对科学发展的影响作用。20世纪30年代之后“外史”方法以及内史中的思想史学派异军突起，推动着科学史研究走向深入，科学的社会性以及历时性得到重点关照。然而炼丹术研究未能及时吸收国外科学史研究的新方法，至今仍是内史占绝对主导地位，从而形成诸多研究盲点。

其次，西方科学史与历史学相脱离的先天缺陷被带入炼丹术研究，一方面强化了实证主义在炼丹术研究中的地位，另一方面则人为割裂了炼丹术与古代社会的有机联系。与近代科学不同，炼丹术并非一种客观理论与纯粹技术，其形而下的“技”与形而上的神学密切结合在一起，而且前者附属于后者。面对这种复杂对象，仅仅以科学史的手段易于割裂历史对象之间的有机联系，这对炼丹术与古代史的研究均产生了不利影响。

第二章提出科学史研究的一种新策略。对以往炼丹术研究的反思表明，炼丹术研究绝非单纯的科学史研究，它既需要科学史的综合方法，又不能忽视其复杂特性，科学与历史（非科学的文化）之间需要寻找一个恰当的平衡点。然而科学史研究中的“巴特菲尔德悖论”表明，即使是在科学史内部要恰当地处理好移时与历时的关系也存在相当大的困难，那么炼丹术研究如何对待科学与历史、当下与古代的关系呢？在研究古代科学史时，学者往往通过变更科学定义等方式来容纳非西方或近代以前的所谓“科学”，本书反其道而行之，提出一种新的尝试策略。实证主义观念认为，作为人类智识的最高阶段，科学是累加而成的客观真理，它是所有前科学与非科学文化的最终形态。然而仅就历史存在而言，近代以前严格意义上的科学并不存在，尤其在中国，近代式的科学更不存在，相反倒是众多不同于科学体系的分类标准及其知识体系在这里已经繁衍、发展了数千年。因此，不妨将科学还原至近代的、西方的初始位置上，所谓科学即近代以来的西方科学，并将其视为与所有非科学文化处于同等地位的知识。本书的“知识”指的是某种具有相对普适性的外向认识模式或范式，非少数人而是某个地域、国家、民族、大型文化组织等的主体意识，它与科学具有相似的功能向度与价值向度，但其分类标准与量化尺度则允许与科学不尽相同，甚至相悖。根据这种定义，知识只是一种与特定时代、特定群体相关的“客观”认识范式，譬如说巫术之于原始群落，阴阳五行之于古代中国等，它与纯粹作为行为准则的伦理、道德等不同，而且它仅仅指一种相对认识体系，彼此之间无关乎纯粹的是与非。在近代科学产生之时，诸多不同的知识体系同时存在于科学之外，正如科学自身不断发生变异而出现所谓的“科学革命”类似，非科学的知识体系同样存在变化，当一种知识被代之以另外一种知识时，知识断裂便发生了。在断裂前后，少数人的观念可能保持不变，然而对一个比较独立的社会群体而言，知识范式的改弦更张则不可避免。知识范式一经改变，处在不同范式中的人看到的将会是完全不同的世界，并进而决定人们对过去历史的评价以及在当下社会中的行为。知识断裂主要有三种发生形式：时间维度上的自身变异、空间维度中的彼此取代，以及不同知识相互间的化合。

知识以及知识断裂概念的提出，意在为非西方文化的科学史研究提供一条有效策略，使得在以近现代科学作为理所当然的参照系的科学史研究中能够兼顾考察对象的特性及其历史合理性。具体到炼丹术研究，以新知识观来考察它的产生、发展与衰颓，我们可以将其归结为“由丹而仙”观念的兴替过程。这里的“由丹而仙”与科学同为一种知识范式，尽管炼丹术被视为近代化学的前身，但在历史上“由丹而仙”与近现代科学是一种不同的知识存在形式，无论其生与息均非单纯的主观信仰现象，而有着深刻的理性与逻辑认识基础。合理认识“由丹而仙”现象，有助于从更深层次上把握炼丹术的存在本质及其技术转移现象对古代社会多方面产生的巨大影响等问题。

第三章考察了汉代神仙思想及活动的知识根源。早期神仙服食药物与本草学的比较表明，本草学的出现相当程度上借鉴了神仙服食的成果。反过来讲，也即神仙服食活动在当时是一种具备理性认识的合理现象，这是认识早期服食活动以及炼丹术出现的一个重要基础。服食与本草的这种密切关系在炼丹术出现以后得到进一步继承与发扬。

第四、五章分别考察了“由丹而仙”观念的形成过程及其在医药学与黄白术中的扩张。汉代服食黄金与炼丹术的兴起是神仙服食知识进一步发展的结果。还丹观念的出现最终引起神仙方术的裂变。魏晋之际，最初由少数丹家倡导的炼丹术成为仙术的最高形式，“由丹而仙”观念逐渐超越道教。自晋至唐，炼丹活动愈来愈趋向于广泛，它不再仅仅是一种道教现象，“由丹而仙”的知识已经成为一种相当普遍的社会意识。在这种知识范式中，人们进行了广泛实践，医药学领域与炼丹术相互融摄，特别是仙丹医用趋势的出现对医学产生了重大影响。除此之外，大量被今人称之为科学技术的内容也在这种广泛实践中产生与发展出来。

最后两章主要讨论了宋代炼丹术的技术转移现象及其影响。唐末五代至两宋时期，由于外丹术的现实困惑以及文化转型两种主要因素的制约，“由丹而仙”观念受到普遍怀疑，尽管现实中的烧炼金丹黄白现象仍方兴未艾，但作为一种知识范式它已经失去效用危机，也即唐代以降的金丹黄白活动已经不再是“由丹而仙”知识范式的有机组成部分。由于“由丹而仙”观念的破产，以往道中秘宝纷纷出世，更兼以宋代官方以及社会观念的鼓励与支持，金丹术与黄白术出现大规模的民间应用现象，本书称之为炼丹术的技术转移。五代两宋时期，医学方面的本草学与方剂学，冶金工艺等领域分别对金丹术与黄白术进行大量融摄吸收，这种状况一方面表明“由丹而仙”观念的破产绝非金丹黄白术的立即否定，而应该是一个渐进过程；另一方面又使我们看到知识范式转换以后对社会所产生的巨大影响，炼丹术的衰落并非一个简单的神话破灭现象。若再放眼宋元以后古代科技的发展状况，“由丹而仙”观念对古代科技的双重影响更发人深省。