请详述中国古代四大发明

四大发明在人类文明史上的重要地位。印刷术、指南针、火药和造纸术，是我国古代的四大发明，是我国之所以成为文明古国的标志之一。古代，我国的科学技术在许多方面居于世界的前列。5世纪后的千余年里，欧洲处在封建社会之中。在这个漫长的时期里，我国的科学技术一直在向前发展，而欧洲的科学技术却停滞不前。只是到了十五、六世纪，由于封建制度的瓦解和资本主义制度的逐步形成，欧洲的近代自然科学才得以诞生。

我国的四大发明在欧洲近代文明产生之前陆续传入西方，成为“资产阶级发展的必要前提”(《马克思恩格斯全集》)，为资产阶级走上政治舞台提供了物质基础：印刷术的出现改变了只有僧侣才能读书和受高等教育的状况，便利了文化的传播；火药和火器的采用摧毁了封建城堡，帮助了资产阶级去战胜封建贵族；指南针传到欧洲航海家的手里，使他们有可能发现美洲和实现环球航行，为资产阶级奠定了世界贸易和工场手工业发展的基础。总之，我国古代的四大发明，在人类科学文化史上留下了灿烂的一页。这些伟大的发明曾经影响并造福于全世界，推动了人类历史的前进。

指南针的发明

中国古代四大发明之一。利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器，有多种形体。战国时期，已发现磁石吸铁的现象，并用天然磁石制造“司南之勺”，“其柄指南”。此后,经过长时期的实践,发现人工磁化的方法，造成更高一级的磁性指向仪器。宋代科学家沈括首先记载了地磁偏角，说用天然磁石摩擦钢针，使之磁化成为磁针，可以指南，而常微偏东，并介绍了四种支挂磁针的方法：一是浮于水面，二是放在指甲上,三是放在碗沿上,四是线缕悬挂（见彩图缕悬法指南针 据沈括记载复制模型）。宋军中配备指南鱼，是将薄铁叶剪成鱼形而磁化，用于阴天和黑夜判断行军方向。后来又发展成磁针和方位盘联成一体的罗经盘,即罗盘。曾三异在《因话录》中记载当时有“地螺”,“或有子午正针，或用子午、丙壬间缝针”。这种地罗还是一种水罗盘。当时，阴阳家用地罗看风水。在清丈田地和判决土地诉讼时,也使用地罗。据《萍洲可谈》、《宣和奉使高丽图经》、《诸蕃志》和《梦粱录》记载，至晚在北宋后期，指南针已用于航海，南宋时，使用“针盘”导航。这种针盘还使用“浮针”，这对于海上交通的发展，中外经济文化交流，起了极大作用。

最早的“指南针” 战国时代，我国人民利用磁铁造成了一种指示方向的工具，叫“司南”。“司南”就是指南的意思。

司南的形状和现在的指南针完全不同。它是根据我国古代的勺子的形状制成的，很象我们现在用的汤匙。

司南是怎样制成的呢？古书上缺少详细的记载，又没有实物留下来，所以我们没有办法知道它的准确形状。根据专家们的研究，司南大约是把整块的天然磁铁，轻轻地琢磨成勺子的形状，并且把它的S极琢磨成长柄，使重心落在圆而光滑的底部正中。

司南做好以后，还得做一个光滑的底盘。使用的时候，先把底盘放平，再把司南放在底盘的中间，用手拨动它的柄，使它转动。等到司南停下来，它的长柄就指向南方，勺子的口则指向北方。

司南的底盘是用青铜做的，有的是个涂漆的木盘，青铜和漆器都比较光滑，磨擦的阻力比较小，司南转动起来很灵活。这种底盘内圆外方，四周还刻有表示方位的格线和文字。现在的出土文物中，就有这样的铜盘和涂漆的木盘；还有东汉时候的一幅石刻，刻着一个小勺子放在一个小方台上，有人认为这就是司南。

司南是世界上最早的“指南针”。战国时候，有人去采玉，怕在荒山中迷路，就带上司南。

司南必须放在光滑的底盘上旋转，底盘还必须放平，否则就会影响它指南的作用，甚至会使它从底盘上滑下来。因此，人们发明司南以后，又继续不断地研究改进指南的工具。

指南鱼 公元九六零年，宋太祖建立宋朝，结束了五代十国时期的封建割据局面。北宋时候，农业、手工业和商业都有了新的发展。在这个基础上，我国的科学技术获得了辉煌的成就。宋朝时候，我国在指南针的制造方面，跟造纸法和印刷术一样，也有很大的发展。

大约在北宋初年，我国又创制了一种指南工具——指南鱼。

当时有一部有名的军事著作，叫《武经总要》，其中说：行军的时候，如果迂到阴天黑夜，无法辨明方向，就应当让老马在前面带路，或者用指南车和指南鱼辨别方向。《武经总要》这部书是在北宋仁宗庆历四年（公元一零四四年）以前写成的。这就是说，在那个时候，我国已经有指南鱼，并且把它应用到军事方面去了。

指南鱼用一块薄薄的钢片做成，形状很象一条鱼。它有两寸长、五分宽，鱼的肚皮部分凹下去一些，使它象小船一样，可以浮在水面上。

钢片做成的鱼没有磁性，所以没有指南的作用。如果要它指南，还必须再用人工传磁的办法，使它变成磁铁，具有磁性。

关于怎样进行人工传磁，《武经总要》没有明白的记载，但是它指出，指南鱼要用“密器收之”，也就是说，要拿一个密封的合子藏起来。根据这一点来看，当时的人工传磁法大约是这样的：把钢片做的鱼和天然磁铁放在同一个密封的 合子里，使它们接触，时间久了，钢片做的鱼就也会具有磁性，变成磁铁。

原来，不管磁化或者没有磁化的钢铁里面，每一个分子都是一根“小磁铁”。没有磁化的钢条，它的分子毫无次序地排列着，“小磁铁”的磁性都互相抵消了。磁化了的钢条，所有的“小磁铁”都整整齐齐地排列着，同性的磁极朝着一个方向，不用说，整个钢条就具有磁性了。如果拿一块磁铁，紧紧擦着一根没有磁化的钢条，老是从这一头向另一头移动，那么，由于磁铁的吸力，普通钢条中的分子也都顺着一个方向排列起来，这样，就完成“传磁”的工作了。《武经总要》上讲到的“密器收之”，可能就是指这种人工传磁方法。

我国人民发明用人造磁铁做指南鱼，这是一个很大的进步。这说明我国人民在九百多年前就已具有相当丰富的磁铁知识了。

使用指南鱼，比使用司南要方便，它不需要再做一个光滑的铜盘，只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平，也不会影响指南的作用，因为碗里的水面是平的。而且，由于液体的摩擦力比固体小，转动起来比较灵活，所以它比司南更灵敏，更准确。

当时不但有钢片做的指南鱼，还有用木头做的指南鱼和指南龟。宋代《事林广记》记载了用木头做指南鱼的方法：用一块木头刻成鱼的样子，象手指那样大，在鱼嘴往里挖一个洞，拿一条磁铁放在里面，使它的S级朝外，再用蜡封好口。另外用一根针从鱼口里插进去，室南鱼就做好了。把指南鱼放到水面上，鱼嘴里的针就指向南方。

指南龟也是用木头刻成的，放磁铁的办法和木头指南鱼一样，插在尾部。指南龟不放在水里，人们在它的肚子下面挖一个洞，把它装在光滑的竹钉上面，使它便于自由转动，它尾部的那根针，也会自动指向南方。

这种木头指南鱼和指南龟，很可能是一些懂得方术的方士创造的，做成以后只是用来变戏法。所以《事林广记》的作者，把它们当作《神仙幻术》了。

火药的发明

中国古代四大发明之一。古代炼丹家制药时，逐渐发现硫黄(S)、 焰硝(KN□)和木炭(C)的混合物有燃烧和爆炸能力。唐末天□年间(904～906)，在战争中开始出现火药箭,还出现“发机飞火”的记载,即用抛石机投掷火药包，作燃烧性兵器。宋朝东京开封府(今河南开封)设广备攻城作，其中有生产火药的部门。《武经总要》一书记载了火药的三种配方,生产火药已达相当规模。尽管生产技术严格保密，仍传入辽朝，故从日本大量进口硫黄的同时，又严禁硫黄和焰硝向辽出口。宋神宗赵顼时，边防军中已大量配备火药弓箭、火药火炮箭等兵器。辽道宗时,也已在南京析津府(今北京)“日阅火炮”。南宋时，水军也配备了霹雳炮、火炮、火箭等兵器，在建康府（今江苏南京）、江陵府（今湖北江陵）等城市都设有火药兵器制造业。早期火药兵器威力有限，不可能取代冷兵器。但自南宋中期以后，火药兵器在兵器中的比重显著增大（见彩图火箭(模型)将火药筒缚在箭支的前部,利用火药燃烧时产生的后推力带动箭支前进,宋代军队配备的火药武器之一）。金朝火药制造技术来源于辽,金军攻宋之初,已使用火炮。此后，在宋、金、元之间的战争中，火药的使用愈益频繁。金末抗击蒙古军时，曾使用震天雷、飞火枪等火器。宋代出现了类似近代炮弹的铁火炮，却仍用抛石机投射；又发明了突火枪,以巨竹为筒,发射“子窠”,类似于后世枪炮，却尚未使用金属发射管。这是辽、宋、 金代火药兵器进步的极限，却已决定了后世火药兵器的发展方向。总之,辽、宋、金代可算是人类使用火药的奠基时期。到元、明又发现了铜铁铸造的管状火器——铳和炮。

火枪 南宋时候，火药的使用越来越普遍了，火器也得到了进一步的发展。 为了防御金兵的侵扰，南宋的军事家们就不断想法改进武器。南宋初，宋高宗绍兴二年（公元一一三二年），有一个叫陈规的军事学家，发明了一种管形火

器——火枪，这在火器史上是一大进步。

这种火枪是用长竹杆做的，竹管里装满火药。打仗的时候，由两个人拿着，点着了火，发射出去，用它烧敌人。

这是我国最早出现的管形火器。把火药装在竹管里做成火枪，在火药的应用上是个了不起的进步。用抛石机发射火药，不容易准确地打中目标；有了管形火器，人们就可以比较准确地发射和适当地操 纵火药的起爆了。

火枪发明以后，经过不断的改进，到了南宋未年，又有人发明了突火枪。突火枪是用粗毛竹筒做成的，竹筒里放有火药，还放一种叫“子窠”的东西。用火把火药点着以后，起初发出火焰，接着“子窠”就射出去，并且发出象炮一样的声音。

这种“子窠”，究竟是什么东西呢？它很可能就是一种最早的子弹，可惜古书上没有说明。

火枪的作用只在烧人，突火枪却能发出子窠打人，比火枪又前进了一步。

火枪和突火枪，都是用竹管做的原始的管形火器，威力不大，但它们是近代枪炮的老祖宗。近代的枪炮，就是从它们慢慢发展来的。

震天雷炮和神火飞鸦 最早的飞弹。

明朝时候，由于火药技术的进步，人们还发明了原始的两级火箭。

根据茅元仪《武备志》一书的记载，当时有一种名叫“火龙出水”的火箭。用一根五尺长的大竹筒，做成一条龙，龙身上前后各扎两枝大火箭，火龙出水，这就是原始的两级火箭。这是第一级火箭，用来推动龙身飞行。在龙腹里，也装几支火箭，这是第二级火箭。使用的时候，先发射第一级火箭，飞到两三里远，引火线又烧着了装在龙腹里的第二级火箭，它们就从龙口中直飞出去，焚烧敌人。

明朝时候，技术水平最高的火箭，发射出去还能再飞回来。这种火箭叫“飞空砂筒”。根据《武备志》记载，这种火箭是把装上炸药和细砂的小筒子，连在竹杆的一端；同时，再用两个“起火”一类的东西，一正一反地绑在竹杆上。点燃正向绑着的“起火”，整个筒子就会飞走，运行到敌人的上空时，引火线点着炸药，小筒子就下落爆炸；同时，反向绑着的“起火”也被点着，使竹杆飞回原来的地方。这种“飞空砂筒”，不但是一种两级火箭，而且还能飞出去又飞回来，真是巧妙极了。

十四世纪末，我国还有人幻想利用火箭的力量来飞行。这件事写在外国人赫伯特·瑟姆的书中。他写道，十四世纪末年，有一个中国官吏，曾经在一把椅子后面，装上四十六支大火箭，人坐在椅子上，两手拿着两个大风筝。然后叫人用火把这些火箭点着，他想借着火箭推进的力量，再加上风筝上升的力量，使自己飞向前方，结果没有成功。这位官吏的幻想虽然没有实现，但是十分可贵，它和现在喷气式飞机的原理，是非常相近的。

造纸术的发明

东汉元兴元年(105)，蔡伦在前人造纸术的基础上，改革和推广了造纸技术。新的造纸术使旧的不便书写的麻纸变成了至今大致结构没有改变的良纸工艺。

在蔡伦造纸术出现之前，在中国，商代用甲骨，西周用青铜器，春秋时用竹简、木牍、缣帛作为记事材料。汉代，农业发达，经济繁荣，国力强盛，文化事业蓬勃发展。笨重的竹简和昂贵的缣帛已不能满足人们的需求，寻求新的书写材料已成为时势所趋，造纸术就因此应运而生。

据20世纪中叶以来在新疆、陕西、甘肃等地出土的麻质古纸，专家确认为西汉麻纸的片状纤维物，说明造纸术可能出现在蔡伦之前，而且可能与人们对纺织用麻的处理过程有关。但这些西汉麻质古纸上都没有发现可以辨识的书写文字，加上对化验分析结果解释不同，对西汉是否已出现了造纸术中术界尚有很大争议。闪此《后汉书·蔡伦传》对蔡伦发明造纸术的记载，是迄今为止有时间和人物的准确记载造纸术的最早记录，广为人们承认。

蔡伦(62～121)，字敬仲，桂阳(今湖南郴州)人，明帝永平十八年(75)入宫为宦。章帝章和元年(87)任尚方令，掌管宫廷手工作坊。和帝元兴元年(105)发明造纸术。安帝元初元年(114)封龙亭侯。安帝建光元年(121)去世，葬在封地。

《后汉书·蔡伦传》记载：蔡伦造纸之前，书写记事的纸实际上是丝织物(缣帛)，蔡伦用树皮、麻头、破布、鱼网，经过挫、捣、抄、烘等一系列的工艺加工，制造植物纤维纸，一种至今大致结构没有改变的良纸，也是真正意义上的纸。105年，蔡伦向汉和帝献纸，受到和帝赞誉。造纸术于是广为天下所知，蔡伦造的纸被称为“蔡侯纸”；105年则被普遍认为造纸术的发明年代。

蔡伦对造纸术的改革和推广，使纸的使用在东汉后日渐多起来。从考古发掘出的东汉古纸看，已有不少带有书写字体，而且质量明显提高。这些东汉古纸，或是诗抄，或是书信，或是书札的残部，都是东汉末年的产物，准确的应属永初四年(110)前后。科学家对1974年甘肃武威旱滩坡的东汉晚期墓出土的留有字迹的古纸进行了细致的科学分析，发现古纸已具有一定的强度和柔性，厚度与现代机制原稿纸相当，原料为大麻等麻类纤维，纤维交结细匀紧密，且有单面涂布加工，说明当时的造纸工序已相当精细，造纸技术已达到一定水平。

东汉时纸的使用，有许多书稿文献都有记载。如《后汉书·邓皇后纪》中所说的贡纸和《后汉书·百官志》中所说的宫廷内专管纸墨的少府守宫令和尚书令右丞，说明纸在宫廷内已广为使用。而《后汉书·延笃列传》所载的牍记纸和书写纸及《北堂书抄》中所载的信纸，则说明一般官吏和士人也有使用纸书写的了。

造纸术的发明是中国古代最伟大的发明之一，也是人类文明史上一项最杰出的成就。纸的出现，是人类文明的基础，它作为一种新的信息载体在中国率先出现，使中国汉代的文明勃兴超过了其它的文明。公元八世纪左右，阿拉伯人才开始用中国的技术和设备造纸。

纸的出现和推广，使汉以后的文化生活出现了崭新的面貌。纸的质量越来越好。汉中平二年(185)，山东造纸能手左伯(字子邑)造出“左伯纸”，史称“子邑之纸，妍妙辉光”。公元2～5世纪，左伯纸、张芝笔和韦诞墨曾是文人墨士喜爱的文房用品。但纵观汉代的书写材料占主要地位的仍是简牍和缣帛。直到晋以后，经济发展，造纸术流传到长江流域和江南一带，造纸材料丰富，才出现了较多较好的纸。晋代盛行的读书、抄书和藏书之风都得益于纸的普及和推广。抄经热、藏书热和因传抄左思《三都赋》而出现的洛阳纸贵，都是纸普及后出现的前所未有的景观。

印刷术的发明

自从有了纸以后，随着经济文化的发展，读书的人多起来了，对书籍的需要量也大大增加了。

晋朝初年，官府有书二万九千九百四十五卷。南北朝时候，梁元帝在江陵有书籍七万多卷、隋朝嘉则殿中藏书有三十七万卷，这是我国古代国家图书馆最高的藏书记录。

除了官府藏书，私人藏书也越来越多。比如晋朝郭太，有书五千卷；张华搬家的时候，单是搬运书籍，就用了三十辆车子。

印刷术发明以前，只有官府和郭太、张华那样的富人才能有这么多的藏书，一般人要得到一两本书也很不容易，因为那时的书都是手抄本。要抄这么多的手抄本，得花费多少人力呀！这种情况如果不改变，怎么能够满足社会上的需要呢？

历史上常常有这样的情况：一项科学发明，只要社会上迫切需要它，同时又有产生它的物质条件，那么，它就会很诀出现的。雕版印刷术的出现就是这样。

在雕版印刷术出现以前，社会上已经广泛应用印章和拓碑。

印章有阳文和阴文两种，阳文刻的字是凸出来的，阴文刻的字是凹进去的。“如果使用阳文印章，印到纸上就是白底黑字，非常醒目。但是印章一般比较小，印出来的字数毕竟有限。

蔡伦(62～121)，字敬仲，桂阳(今湖南郴州)人，明帝永平十八年(75)入宫为宦。章帝章和元年(87)任尚方令，掌管宫廷手工作坊。和帝元兴元年(105)发明造纸术。安帝元初元年(114)封龙亭侯。安帝建光元年(121)去世，葬在封地。

《后汉书·蔡伦传》记载：蔡伦造纸之前，书写记事的纸实际上是丝织物(缣帛)，蔡伦用树皮、麻头、破布、鱼网，经过挫、捣、抄、烘等一系列的工艺加工，制造植物纤维纸，一种至今大致结构没有改变的良纸，也是真正意义上的纸。105年，蔡伦向汉和帝献纸，受到和帝赞誉。造纸术于是广为天下所知，蔡伦造的纸被称为“蔡侯纸”；105年则被普遍认为造纸术的发明年代。

蔡伦对造纸术的改革和推广，使纸的使用在东汉后日渐多起来。从考古发掘出的东汉古纸看，已有不少带有书写字体，而且质量明显提高。这些东汉古纸，或是诗抄，或是书信，或是书札的残部，都是东汉末年的产物，准确的应属永初四年(110)前后。科学家对1974年甘肃武威旱滩坡的东汉晚期墓出土的留有字迹的古纸进行了细致的科学分析，发现古纸已具有一定的强度和柔性，厚度与现代机制原稿纸相当，原料为大麻等麻类纤维，纤维交结细匀紧密，且有单面涂布加工，说明当时的造纸工序已相当精细，造纸技术已达到一定水平。

东汉时纸的使用，有许多书稿文献都有记载。如《后汉书·邓皇后纪》中所说的贡纸和《后汉书·百官志》中所说的宫廷内专管纸墨的少府守宫令和尚书令右丞，说明纸在宫廷内已广为使用。而《后汉书·延笃列传》所载的牍记纸和书写纸及《北堂书抄》中所载的信纸，则说明一般官吏和士人也有使用纸书写的了。

造纸术的发明是中国古代最伟大的发明之一，也是人类文明史上一项最杰出的成就。纸的出现，是人类文明的基础，它作为一种新的信息载体在中国率先出现，使中国汉代的文明勃兴超过了其它的文明。公元八世纪左右，阿拉伯人才开始用中国的技术和设备造纸。

纸的出现和推广，使汉以后的文化生活出现了崭新的面貌。纸的质量越来越好。汉中平二年(185)，山东造纸能手左伯(字子邑)造出“左伯纸”，史称“子邑之纸，妍妙辉光”。公元2～5世纪，左伯纸、张芝笔和韦诞墨曾是文人墨士喜爱的文房用品。但纵观汉代的书写材料占主要地位的仍是简牍和缣帛。直到晋以后，经济发展，造纸术流传到长江流域和江南一带，造纸材料丰富，才出现了较多较好的纸。晋代盛行的读书、抄书和藏书之风都得益于纸的普及和推广。抄经热、藏书热和因传抄左思《三都赋》而出现的洛阳纸贵，都是纸普及后出现的前所未有的景观。

印刷术的发明

自从有了纸以后，随着经济文化的发展，读书的人多起来了，对书籍的需要量也大大增加了。

晋朝初年，官府有书二万九千九百四十五卷。南北朝时候，梁元帝在江陵有书籍七万多卷、隋朝嘉则殿中藏书有三十七万卷，这是我国古代国家图书馆最高的藏书记录。

除了官府藏书，私人藏书也越来越多。比如晋朝郭太，有书五千卷；张华搬家的时候，单是搬运书籍，就用了三十辆车子。

印刷术发明以前，只有官府和郭太、张华那样的富人才能有这么多的藏书，一般人要得到一两本书也很不容易，因为那时的书都是手抄本。要抄这么多的手抄本，得花费多少人力呀！这种情况如果不改变，怎么能够满足社会上的需要呢？

历史上常常有这样的情况：一项科学发明，只要社会上迫切需要它，同时又有产生它的物质条件，那么，它就会很诀出现的。雕版印刷术的出现就是这样。

在雕版印刷术出现以前，社会上已经广泛应用印章和拓碑。

印章有阳文和阴文两种，阳文刻的字是凸出来的，阴文刻的字是凹进去的。“如果使用阳文印章，印到纸上就是白底黑字，非常醒目。但是印章一般比较小，印出来的字数毕竟有限。

蔡伦(62～121)，字敬仲，桂阳(今湖南郴州)人，明帝永平十八年(75)入宫为宦。章帝章和元年(87)任尚方令，掌管宫廷手工作坊。和帝元兴元年(105)发明造纸术。安帝元初元年(114)封龙亭侯。安帝建光元年(121)去世，葬在封地。

《后汉书·蔡伦传》记载：蔡伦造纸之前，书写记事的纸实际上是丝织物(缣帛)，蔡伦用树皮、麻头、破布、鱼网，经过挫、捣、抄、烘等一系列的工艺加工，制造植物纤维纸，一种至今大致结构没有改变的良纸，也是真正意义上的纸。105年，蔡伦向汉和帝献纸，受到和帝赞誉。造纸术于是广为天下所知，蔡伦造的纸被称为“蔡侯纸”；105年则被普遍认为造纸术的发明年代。

蔡伦对造纸术的改革和推广，使纸的使用在东汉后日渐多起来。从考古发掘出的东汉古纸看，已有不少带有书写字体，而且质量明显提高。这些东汉古纸，或是诗抄，或是书信，或是书札的残部，都是东汉末年的产物，准确的应属永初四年(110)前后。科学家对1974年甘肃武威旱滩坡的东汉晚期墓出土的留有字迹的古纸进行了细致的科学分析，发现古纸已具有一定的强度和柔性，厚度与现代机制原稿纸相当，原料为大麻等麻类纤维，纤维交结细匀紧密，且有单面涂布加工，说明当时的造纸工序已相当精细，造纸技术已达到一定水平。

东汉时纸的使用，有许多书稿文献都有记载。如《后汉书·邓皇后纪》中所说的贡纸和《后汉书·百官志》中所说的宫廷内专管纸墨的少府守宫令和尚书令右丞，说明纸在宫廷内已广为使用。而《后汉书·延笃列传》所载的牍记纸和书写纸及《北堂书抄》中所载的信纸，则说明一般官吏和士人也有使用纸书写的了。

造纸术的发明是中国古代最伟大的发明之一，也是人类文明史上一项最杰出的成就。纸的出现，是人类文明的基础，它作为一种新的信息载体在中国率先出现，使中国汉代的文明勃兴超过了其它的文明。公元八世纪左右，阿拉伯人才开始用中国的技术和设备造纸。

纸的出现和推广，使汉以后的文化生活出现了崭新的面貌。纸的质量越来越好。汉中平二年(185)，山东造纸能手左伯(字子邑)造出“左伯纸”，史称“子邑之纸，妍妙辉光”。公元2～5世纪，左伯纸、张芝笔和韦诞墨曾是文人墨士喜爱的文房用品。但纵观汉代的书写材料占主要地位的仍是简牍和缣帛。直到晋以后，经济发展，造纸术流传到长江流域和江南一带，造纸材料丰富，才出现了较多较好的纸。晋代盛行的读书、抄书和藏书之风都得益于纸的普及和推广。抄经热、藏书热和因传抄左思《三都赋》而出现的洛阳纸贵，都是纸普及后出现的前所未有的景观。

印刷术的发明

自从有了纸以后，随着经济文化的发展，读书的人多起来了，对书籍的需要量也大大增加了。

晋朝初年，官府有书二万九千九百四十五卷。南北朝时候，梁元帝在江陵有书籍七万多卷、隋朝嘉则殿中藏书有三十七万卷，这是我国古代国家图书馆最高的藏书记录。

除了官府藏书，私人藏书也越来越多。比如晋朝郭太，有书五千卷；张华搬家的时候，单是搬运书籍，就用了三十辆车子。

印刷术发明以前，只有官府和郭太、张华那样的富人才能有这么多的藏书，一般人要得到一两本书也很不容易，因为那时的书都是手抄本。要抄这么多的手抄本，得花费多少人力呀！这种情况如果不改变，怎么能够满足社会上的需要呢？

历史上常常有这样的情况：一项科学发明，只要社会上迫切需要它，同时又有产生它的物质条件，那么，它就会很诀出现的。雕版印刷术的出现就是这样。

在雕版印刷术出现以前，社会上已经广泛应用印章和拓碑。

印章有阳文和阴文两种，阳文刻的字是凸出来的，阴文刻的字是凹进去的。“如果使用阳文印章，印到纸上就是白底黑字，非常醒目。但是印章一般比较小，印出来的字数毕竟有限。

印 刷 术

甲.雕皮印刷的发展经过: .殷商时代的书绘雕刻 秦代的雕造 汉代以石刻经 纸张的发明 魏晋南北朝书本雕刻 五代雕刻经传 未代雕皮兴盛 毕升发明活字皮 元代王桢的改良 明代邱报使用活字板 清代铜活字印刷。

指 南 针

指南针是中国史上的伟大发明之一,也是中国对世界文明发展的一项重大页献。指南针是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器。上图是司南模型。

磁石的这种特性,被古人利用来制成指南工具。最早出现的指南工叫司南,战国时已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成,样子像一只勺,重心位于底部正中,底盘光滑,四周刻二十四向,使用时把长勺放在底盘上,用手 轻拨,使它转动,停下后长柄就指向南方。东汉王充(论衡．是应篇)记载了它的形状和用法。(鬼谷子．谋篇)里还谈到郑国人到远处去采玉,就带了司南,以免迷失方向。另外,指南车的发明亦进一步把这种仪器提升至更高的境界。下图分别为指南鱼想像图及恋挂型指车针复原模型。

但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品较低,磁性较弱。到了宋代,人们发明了人工磁化方法,制造了指南鱼和指南针,而指南针更为简便,更具实用价值。它是以天然磁石摩擦钢针制成,在地磁作用下保持指南性能;以后把它装置在方位盘上,就称为罗盘。这是指南针发展史上的一大飞跃。下图是清代所使用航海罗盘。

沈括对指南针放置方法也作过详细研究,总结出四种不同的方法,并作了比较:

一,水浮法。把指南针浮在水面以指示方向,至于具体方法,沈括没有说明。到北宋晚期,药物学家寇宗的(本草衍义．磁石条)才有介绍,原来是在指南针上穿上灯心草,就可以把针浮起。水浮法的缺点是磁针会随水摇摆不定。

二,指甲旋定法。把磁针放在指甲上,可以灵活运转,但缺点是容易滑落。

三,碗唇旋定法。把磁针放在碗口边缘上,也可以旋转自如,但同样易掉落。

四,悬丝法。取一根新棉丝,用一点蜡粘在磁针中央,悬挂在没有风的地方磁针即可指示方向。

比较之下,沈括认为这个方法最为理想。下图为沈括指南针的四种试验复原设计。

指南针在公元十一世纪时已是常用的定向仪器。指南针的最大页献,是大大地促进了航海事业的发展。据考证,公元十一世纪末,指南针就开始用于航海了。大约在十二世纪末到十三世纪初,指南针由海路传入阿拉伯,然后由阿拉伯传入欧洲。

火 药

火药是中国四大发明之一。火药,顾名思义就是(着火的药)。它的起源与炼丹术有着密切的关系,是古代炼丹士在炼丹时无意中配制出来。下图为元代铜火铳。

它是硫黄,硝石,炭的混合物,而前两项在汉代成书的中国第一部药物学典籍(神农本草经)里都被列为重要的药材。就是火药本身也被归入药类,明代李时珍的(本草纲目)中说,火药能治疮癣,杀虫,辟湿气和瘟疫。火药的发明是人们长期炼丹,制药实践结果,至今已有一千多年历史。

唐朝末年,火药已被用于军事。唐昭宗天佑元年(904年)杨行密的军队围攻豫章,部将郑 (以所部发机飞火,烧龙沙门,带领壮士突火先登入城,焦灼被体)<九国志．郑 传>。这里所说的(飞火),就是(火炮),(火箭)之类。(火炮)是把火药制成环状,把吊线点燃后用抛石机抛掷出去;(火箭)则是把火药球缚于箭镞之下,将吊线点燃后用弓射出。到了宋代,战争接连不断,促进火药武器的加速发展。北未政府建立了火药作坊,先后制造了火药箭,火炮等以燃烧性能为主的武器和(霹雳炮),(震天雷)等爆炸性较强的武器。南未在1259年造出了以巨竹为筒,内装火药的(突火枪)。到了元代又出现铜铸火统,称为(铜将军)。这些都是以火药的爆炸为推动力的武器,在战争中显示了前所未有的威力。下图为南未突火枪和北未火药箭。

火药还用来制造爆仗,流星,烟火之类娱乐工具。自然也用于生产事业,不过那是后来的事了。

在12,13世纪,火药首先传入阿拉伯国家,然后传到希腊和欧洲乃至世界各地。对人类社会的文明进步,对经济和科学文化的发展,起了推动作用。美法各国直到十四世纪中叶,才有应用火药和火器的记载。

1.殷代的甲骨文版,己能以雕刻方法,雕书画之形于牛头骨,鹿头骨,人头骨,白陶,灰陶,玉器,石器,角器等物上。且雕刻技芸,颇为精巧。大小字 ,均甚美观。右图为泥活字盘。

2.秦始皇凡见名山,必立石以刻其丰功伟绩以夸后世。

3.秦人刻石纪功,西汉不师其制。而汉代之木刻,亦甚少传世,石刻要待东汉才告风行,碑碣之数,不可胜数。右图为东汉(熹平石经)拓本。

4.魏晋南北朝,为中国书法芸术最灿烂的时代,南北朝碑刻尤多。南朝虽定立碑之禁,而不能久。其时,雕刻之工程,因时劫之需求,而大有进步。右图为中国古代木刻制作图。

5.书籍雕板,始之时不能考究,自五代,晚唐才考究雕皮印书,其源头与汉魏雕刻石经,六朝石刻佛像佛经,唐开元间刻道德经等,均有前因后果的关系。而五代时雕印之风,各地皆有,除长乐老人冯道雕印九经外,有蜀地母昭裔,复有和凝其人,篆板印刷,造福人群。 右图为唐咸通九年印制,是现存最早有年代可考的雕皮印刷品。

6.北未初,雕皮印书虽已风行,但先佛藏而后传书。未代的书藉主要有官刻书藉,家塾刻书,坊本三种。

7.雕刻木皮盛行后,对促进文化,固有甚大贡献。但遂板雕, 费其钜。后有未人毕升,发明活字皮。沈括(梦溪笔谈)记:<有布衣毕升,又为活皮。其法用胶泥刻字,薄如钱唇,每字为一印,火烧令坚。先设铁板,其上以松脂腊和纸灰之类冒之。欲印则以一铁范置铁皮上,乃密布字印。>此法大大加速印刷速度,以<一板印刷,一板已自布字.......更互用之。右图为木活字的制造。

8.元代王桢,将排版,检字,造轮,锼修以至刷墨等过程,悉心研究。右图为王桢发明的排字轮盘,它是依据韵部将活字排列。

9.活板到明代,不仅用以印刷书籍,进而印邸报,不仅用枣梨木刻,且用铜锡铸字。右图为欧洲早期的印刷机。

造 纸 术

造纸是一项重要的化学工艺，纸的发明是中国在人类文化的传播和发展上，所做出的一项十分宝贵的贡献，是中国化学史上的一项重大的成就。

在纸还未发明之前，甲骨、竹简和绢帛是古代用来供书写、记载的材料。但由于西汉的经济、文化迅速发展，甲骨和竹简不能满足发展的需求，从而促使了书写工具的改进。

当时人们已开始应用小块的丝绵制成的纸，因为考古学家于1933年在新 罗布淖尔发现了一张古纸，它是”麻物、白色，作方块薄片，四周不完整，长约40厘米，宽约100厘米，质甚粗糙，不匀净，纸面尚有麻筋，盖初做纸时所做，故不精细也〃由于古汉时的纸张是由麻缕和丝绵，加上制法粗糙，所以纸张的质量不太好。而麻缕和丝绵都有其本身的作用，如要把它们用作造纸的原料，就必然会受到很大的限制，而难以得到迅速的发展，来满足文化生活上对纸张的要求。

在新的客观形势要求下，蔡伦的出现便为造纸术带来新突破，在《东汉观记》卷二上记 载：”蔡伦··有才学，尽忠重慎，每次休沐，闭门以绝宾客，曝体田野。典作尚方，造意用树皮及敝布、鱼网作纸。元兴元年奏上，帝善其能，自是莫不用，天下咸称蔡侯纸〃。从以上看来，蔡伦是用树皮、破布、鱼网造纸的。

虽然在蔡伦之前也有纸的存在，但是原料左身就有很大的局限，而蔡伦对新原料的发现，

解决了这个问题。因为破布、破鱼网早已结束了它们本身的任务，成了废物而又用作做原料，对造纸工业起了极大的推动作用。

新原料的使用必然提出新技术的要求，但是由于典籍流失，实际的操作如何，已缺乏记载，无从考知，但大概是先张布或网撕破或剪断，然后放在水里浸渍相当长的时间并且需要加以舂捣，才能做成纸浆。用树皮做纸张，困难更大一些．除初步切短和后部舂捣外，中间还需要烹煮和加入石灰浆之类的促烂剂。下图是中国古代造纸工程之(抵压 覆)及(乾焙火烘 )。

最重要的是造纸事业经过蔡伦的发明创造，才由自发的阶段转入独立自主的阶段。蔡伦以前，造纸只是纺织业中附带的一个小部分，并未形成一种独立行业。但是到了蔡伦时期，使造纸业从纺织业中独立出来。它有自己的目的和需要，于是就有了迅速的发展。

在蔡伦之后，纸张大大地推进了书籍抄写和文化传播的事业。在两晋南北朝的时候，由于书法和绘画的需要，纸张的要求慢慢提高，尤其在书法上，因为书法对纸和笔的要求都是十分高的，所以纸张私质素是有必要提高的。

但是由于南北两朝的文化和背景都各有不同，所以两地所用的造纸原料都各有不同。

南朝的纸张以藤皮为主要原料，所这成的藤纸是一张质量优良的纸张，产地是剡溪。它是当时劳动人民根据蔡伦利用树皮造纸的经验，就地取材地制造出来的，藤纸的出现，适应了东晋偏安的地方形势，又符合于当时所谓“江左风流”的士族的需要。北朝的造纸原料却有所不同，主要以楮梭为主。

四大发明也是在古代很多的发明中提取的，和许多发明相比，这四个发明给人类社会的发展进步带来了巨大的推动

很好的文章.

最后的评语很恰当，四大发明也是在古代很多的发明中提取的，和许多发明相比，这四个发明给人类社会的发展进步带来了巨大的推动

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