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第六章 四大发明

中华民族五千年的文明，对世界科技贡献最大的是中国古代的“四大发明”。“四大发明”，指造纸术指南针、印刷术与火药。
中国古代四大发明首推造纸法。根据考古发现，早在公元前二世纪的西汉年间，我国劳动人民就已经发明了造纸术，而且当时造出的纸已经可以用于书写。只是，那时候的造纸术比较复杂，流传也不广，造出的纸张书写效果也不是太好。到了公元105年，蔡伦在东汉京师洛阳总结前人经验，改进了造纸术，以树皮、麻头、破布、旧渔网等为原料造纸。大大提高了纸张的质量的生产效率，扩大了纸的原料来源，降低了纸的成本。

蔡伦，字敬仲，东汉桂阳郡耒阳（今耒阳市）人。东汉永平十八年，即公元75年，蔡伦入皇宫为宦官。公元92年，蔡伦被任命为尚方令，并监作宫廷器物兵械。蔡伦巧于思考，经他设计、监制的器物、刀剑“莫不精工坚密，为后世法”。东汉时，我国著书、记事都是用竹简和缣帛。竹简笨重，制作、书写、传递、保管都不方便；缣帛昂贵，一般人都用不起。蔡伦担任任尚方令后，利用供职之便，常到乡间作坊去察看。一天，蔡伦看见蚕妇缫丝漂絮后，竹簟上留下薄薄一层短毛丝絮，揭下像缣帛一样，可以用来书写。蔡伦得到启发，开始试验用植物纤维造纸。他收集树皮、废麻、破布、旧鱼网等原料，在宫廷作坊用锉、煮、浸、捣、抄各种方法，反复试验。经过近10年的努力，蔡伦终于造出植物纤维纸。公元107年，蔡将制造纸的过程、技术写成奏章，连同造出来的植物纤维纸，呈报汉和帝。汉和帝大加赞赏。蔡伦造纸技术很快传开到全国。造纸的原料到处都有，价格又低廉，全国各地都能制造这种纤维纸。人们把这种纸称为“蔡伦纸”。“蔡伦纸”发明之后，很快就向邻近国家推广，大约四世纪传至朝鲜，七世纪初传到日本。八世纪的时候又传到中亚、西亚的撒马尔罕、巴格达、大马士革等处。到了宋代，中国的造纸法又经由阿拉伯传到了非洲、欧洲。

与造纸密切相关的是印刷术。早在在公元前，我国的劳动人民已懂得印章捺印的方法，后来又会拓印碑石，到了隋朝，人们发明了雕版印刷，就是把图文刻在木板上用水墨印刷的。雕版印刷盛行于唐朝，到了宋朝的时候已经非常完备。北宋宋代庆历年间，即公元1041年，毕升发明了活字印刷术，更是印刷术的一大改革。

毕升，徽州（今安徽歙县）人。公元1041年，毕升首创泥活字版，使书籍印刷更为方便。据记载，毕升发明在胶泥片上刻字，一字一印，用为烧硬后，便成活字。排版前，先在置有铁框的铁框的铁板上敷一层搀和纸灰的松脂蜡，活字依次排在上面，加热，使蜡稍溶化，以平板压平字面，泥字即因着在铁板上，可以象雕板一样印刷。此外，他还研究过木活字排版。活字可以多次使用，比整版雕刻经济方便。

雕版印刷术在发明后不久，即传至日本，后来又在十二世纪传入埃及。欧洲大约在十四世纪才有木版印刷的图像，现行之木版水印画依然采用雕版印刷之方法。活字印刷术则在大约十四世纪传到朝鲜、日本，复由中亚传至小亚细亚与埃及，并影响于欧洲。欧洲最早用铅、锑、锡合金所制之活版印刷，乃1450年德人古腾堡（J.G.Gutenberg）所创，距毕升之发明已四百余年了。

四大发明的另外两个发明是指南针和火药。指南针在战国时已出现，称司南，其实早在传说中黄帝与蚩尤大战的时候，黄帝的部下应龙就发明了指南车。到了北宋指南针开始用作海上导航，称罗盘。之后，阿拉伯人才将罗盘技术传到欧洲。以前不少西方人认为首先用指南针航海的是阿拉伯人，其实中国之用罗盘见于文字明确记载的至少比西方早八十至一百年。因此，用罗盘导航也是由中国通过海上的交通、贸易，传给阿拉伯人，再由阿拉伯人传至全世界。

火药的诞生一开始与炼丹术有关，古人为求长生不老而炼制丹药，炼丹术的目的和动机都是荒谬和可笑的，但它的实验方法还是有可取之处，最后导致了火药的发明。当时发明的火药，现在叫黑火药；因为它呈褐色，又有人叫它褐色火药。它是硝酸钾、硫黄、木炭三种粉末的混合物。这种混合物极容易燃烧，而且燃烧起来相当激烈。唐代孙思邈的《丹经》已记载有原始火药的配方。10世纪，中国的军队首先将火药用于军事。在后来的宋辽金元的战争中，人们多方使用火器，如霹雳炮、铁火炮等。大约宋人制造火药、火器的技术后来火药由蒙古人和阿拉伯人传入欧洲。直至19世纪，黑色炸药一直是世界上唯一的爆炸材料。

指南针、造纸法、印刷术与火药，作为中国古代的四大发明，象征着中华民族悠长久远而灿烂辉煌的文明，它们的外传更是中外交通的缩影与文化交流的佳话，对于近代欧洲的崛兴影响深远，如印刷术推动文艺复兴，指南针促进地理大发现，而火药、火炮则成了摧毁中世纪欧洲封建堡垒的重型武器。