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　　我國古代四大發(fā)明是什么

　　中國四大發(fā)明是指古代中國的四種發(fā)明，一般是指造紙術(shù)、指南針、火藥、活字印刷術(shù)。

　　中國古代的4大發(fā)明中有3項與道家關(guān)聯(lián)密切。火藥是中國道人煉丹時的“副產(chǎn)品”;活字印刷術(shù)源自南北朝時期道家的雕版印刷改進而來，是畢昇發(fā)明的。而中國最早的司南理論則建立在陰陽五行學(xué)說基礎(chǔ)上。此一說法最早由英國漢學(xué)家李約瑟提出并為后來許多中國的歷史學(xué)家所繼承普遍認為這四種發(fā)明對中國古代的政治、經(jīng)濟、文化的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動作用且這些發(fā)明經(jīng)由各種途徑傳至西方對世界文明發(fā)展史也產(chǎn)生了很大的影響。

　　指南針

　　指南針，是用以判別方位的一種簡單儀器。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的南極利用這一性能可以辨別方向。常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面。司南的N指向北方E指向東方W指向西方S指向南方。

　　司南的發(fā)明是漢族在長期的實踐中對物體磁性認識的結(jié)果。古代中國人接觸了磁鐵礦開始了對磁性質(zhì)的了解。人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石引鐵的性質(zhì)。后來又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。經(jīng)過多方的實驗和研究終于發(fā)明了可以實用的司南。

　　司南的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國時期。它是用天然磁石制成的。樣子像一把湯勺圓底可以放在平滑的“地盤”上并保持平衡且可以自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)它靜止的時候勺柄就會指向南方。古人稱它為“司南”當(dāng)時的著作《韓非子》中就有“先王立司南以端朝夕。”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。《鬼谷子》中記載了司南的應(yīng)用鄭國人采玉時就帶了司南以確保不迷失方向。先秦時代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認識在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦即磁石主要成分是四氧化三鐵。這些發(fā)現(xiàn)很早就被記載下來了。《管子》的數(shù)篇中最早記載了這些發(fā)現(xiàn)“山上有磁石者其下有金銅。《山海經(jīng)》中也有類似的記載。《呂氏春秋》九卷精通篇就有“慈招鐵或引之也。那時的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。并認為“石是鐵的母親但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女，不慈的石頭就不能吸引了。漢朝以前人們把磁石寫做“慈石”是慈愛石頭的意思。西漢的時候人們已經(jīng)認識到磁石只能吸引鐵(現(xiàn)在我們知道磁石還可以吸引鎳)而不能吸引其他物品。西漢有一個名叫欒大的方士，他利用磁石的這個性質(zhì)做了兩個棋子般的東西，通過調(diào)整兩個棋子極性的相互位置，有時兩個棋子相互吸引有時相互排斥。欒大稱其為“斗棋”。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝并當(dāng)場演示。漢武帝驚奇不已龍心大悅竟封欒大為“五利”。欒大利用磁石的性質(zhì)制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。春秋時代人們已經(jīng)能夠?qū)⒂捕?度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具，因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。

　　東漢時的王充在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了明確的記錄：司南是用整塊天然磁石經(jīng)過琢磨制成勺型，勺柄指南極并使整個勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置于光滑的地盤之中，地盤外方內(nèi)圓四周刻有干支四維合成二十四向。這樣的設(shè)計是古人認真觀察了許多自然界有關(guān)磁的現(xiàn)象積累了大量的知識和經(jīng)驗經(jīng)過長期的研究才完成的。魏晉南北朝時中國先民對磁石的性質(zhì)已有了很多認識。就連當(dāng)時的詩人曹植在矯志詩中也用了“磁石引鐵于金不連。”的句子。可見他也了解磁石的性質(zhì)。南北朝梁代的陶弘景在《名醫(yī)別錄》中提出了磁力測量的方法，他指出優(yōu)良磁石出產(chǎn)在南方，磁性很強，能吸引三、四根鐵針使幾根針首尾相連掛在磁石上。磁性更強的磁石能吸引十多根鐵針，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不僅提出了磁性有強弱之分而且指出了測量方法。這可能是世界上有關(guān)磁力測量的最早記載。

　　古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形，魚的腹部略下凹像一只小船磁化后浮在水面就能指南北。當(dāng)時以此做為一種游戲。但這種人工磁化方法的發(fā)明，對司南的應(yīng)用和發(fā)展起了巨大的作用，在磁學(xué)和地磁學(xué)的發(fā)展史上也是一件大事。北宋的沈括在《夢溪筆談》中還提到另一種人工磁化的方法“方家以磁石摩針鋒則能指南。這種方法比其他磁法簡單，而且磁化效果比地磁法好。摩擦法的發(fā)明不但世界最早，而且為有實用價值的磁指向器的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。

　　中國最早的司南理論是建立在陰陽五行學(xué)說基礎(chǔ)上的‘感應(yīng)說’。 11世紀中葉時中國大科學(xué)家沈括的《夢溪筆談》，介紹了司南的人工磁化方法、磁偏角的發(fā)現(xiàn)和司南的架設(shè)方法，但對司南為什么會指南卻莫可原其理。隨后，文人學(xué)者們從陰陽五行學(xué)說出發(fā)，結(jié)合當(dāng)時人們對大地形狀的認識提出各種司南理論。成書于宋代的《管氏地理指蒙》首先提出“磁針是鐵打磨成的，鐵屬金，按五行生克說金生水，而北方屬水因此北方之水是金之子。鐵產(chǎn)生于磁石，磁石是受陽氣的孕育而產(chǎn)生的，陽氣屬火位于南方因此南方相當(dāng)于磁針之母。這樣磁針既要眷顧母親又要留戀子女自然就要指向南北方向。”

　　從近代物理學(xué)的觀點來看，“蒙氏理論”完全異想天開，但從事物的屬性出發(fā)解釋其行為在東西方科學(xué)史上都是常用的做法。中國古代陰陽學(xué)說昌盛用陰陽學(xué)說闡釋司南指南及“常微偏東”的原理是再自然不過的事情。特別是該理論認為磁石不同端面有不同屬性它們決定磁針的指向這種說法，很容易啟發(fā)人們發(fā)現(xiàn)磁石的兩極并進一步聯(lián)想到磁極與磁針指向之間的關(guān)系，從而為正確認識這一問題找到可能的途徑。明萬歷年間公元1573-1620年，傳教士來華帶來西方的司南理論、地球?qū)W說以及相關(guān)科技知識，受其影響中國學(xué)者開始從新的視角探討司南理論問題。在此過程中陰陽五行的作用不斷淡化，力學(xué)角度的分析不斷增加。清末來華的傳教士，開始把西方近代磁學(xué)知識介紹給中國。

　　司南一經(jīng)發(fā)明很快就被應(yīng)用到軍事、生產(chǎn)、日常生活、地形測量等方面特別是航海上。司南在航海上的應(yīng)用有一個逐漸發(fā)展過程。成書年代略晚于《夢溪筆談》的《萍洲可談》中記有“舟師識地理夜則觀星晝則觀日陰晦則觀司南。”這是世界航海史上最早使用司南的記載。到了元代，司南一躍而成海上指航的最重要的儀器了。不論晝夜晴陰都用司南導(dǎo)航了。而且還編制出使用羅盤導(dǎo)航在不同航行地點司南針位的連線圖叫做“針路”。船行到某處采用何針位方向一路航線都一一標識明白作為航行的依據(jù)。

　　中國先民對磁石的性質(zhì)的研究和認識是司南發(fā)明和發(fā)展的基礎(chǔ)。

　　火藥

　　火藥是中國漢族發(fā)明于隋唐時期，距今已有一千多年了。火藥的研究開始于古代道家煉丹術(shù)：古人為求長生不老而煉制丹藥，煉丹術(shù)的目的和動機都是荒謬和可笑的，但它的實驗方法還是有可取之處，最后導(dǎo)致了火藥的發(fā)明。恩格斯高度評價了中國在火藥發(fā)明中的首創(chuàng)作用：“現(xiàn)在已經(jīng)毫無疑義地證實了火藥是從中國經(jīng)過印度傳給阿拉伯人，又由阿拉伯人和火藥武器一道經(jīng)過西班牙傳入歐洲。”火藥的發(fā)明大大的推進了歷史發(fā)展的進程，是歐洲文藝復(fù)興的重要支柱之一。

　　火藥的發(fā)明 煉丹家雖然掌握了一定的化學(xué)方法，但是他們的方向是求長生不老之藥，因此火藥的發(fā)明具有一定的偶然性。煉丹家對于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石藥在使用之前，常用燒灼的辦法“伏”一下。“伏”是降伏的意思，使毒性失去或減低，這種手續(xù)稱為“伏火”。雖然煉丹家知道硫、硝、碳混合點火會發(fā)生激烈的反應(yīng)，并采取措施控制反應(yīng)速度，但是因藥物伏火而引起丹房失火的事故時有發(fā)生。唐代的煉丹者已經(jīng)掌握了一個很重要的經(jīng)驗，就是硫、硝、碳三種物質(zhì)可以構(gòu)成一種極易燃燒的藥，這種藥被稱為“著火的藥”即火藥。由于火藥的發(fā)明來自制丹配藥的過程中，在火藥發(fā)明之后曾被當(dāng)做藥類。火藥的配方由煉丹家轉(zhuǎn)到軍事家手里，就成為中國古代四大發(fā)明之一的黑色火藥。

　　球狀火藥包扎在箭桿頭附近，點著引線以后用弓箭將火藥射出去，燒傷敵人。還有把火藥、毒藥再加上一些瀝青、桐油等做成毒球點著以后，用弓箭射出殺傷敵人是后來的“萬人敵”。到了宋朝人們將火藥裝填在竹筒里，火藥背后扎有細小的“定向棒”，點燃火管上的火硝引起筒里的火藥迅速燃燒產(chǎn)生向前的推力，使之飛向敵陣爆炸。這是世界上第一種火藥火箭。以后又發(fā)明了火槍和槍，這些都是用竹管制成的原始管形火器是近代槍炮的老祖宗。

　　歐洲人約在13世紀時才懂得黑火藥的作用而經(jīng)過數(shù)個世紀的發(fā)展與改良主要是粒狀火藥和火帽等發(fā)明黑火藥兵器乃逐步取代冷兵器在陸地戰(zhàn)爭戰(zhàn)術(shù)、攻城筑城技術(shù)以及海軍戰(zhàn)列艦的發(fā)展和戰(zhàn)術(shù)等各方面造成革命性的影響而黑火藥作為爆炸藥和推進劑一直到十九世紀中后期才逐漸被無煙火藥、三硝基甲苯、苦味酸、季戊炸藥、旋風(fēng)炸藥等新發(fā)明的炸藥所取代這些新炸藥則不是中國人的發(fā)明。

　　造紙術(shù)

　　中國是世界上最早養(yǎng)蠶織絲的國家。漢族勞動人民，以上等蠶繭抽絲織綢剩下的惡繭、病繭等，則用漂絮法制取絲綿。漂絮完畢篾席上會遺留一些殘絮。當(dāng)漂絮的次數(shù)多了篾席上的殘絮便積成一層纖維薄片，經(jīng)晾干之后剝離下來可用于書寫。這種漂絮的副產(chǎn)物數(shù)量不多，在古書上稱它為赫蹏或方絮。這表明了中國漢族造紙術(shù)的起源同絲絮有著淵源關(guān)系。

　　造紙術(shù)也稱蔡侯紙，是東漢和帝元興元年(公元105年)蔡倫，在總結(jié)前人制造絲織晶的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，用樹皮、破漁網(wǎng)、破布、麻頭等作為原料制造成了適合書寫的植物纖維紙，改進了造紙術(shù)才使紙成為人們普遍使用的書寫材料。被稱為“蔡侯紙”。

　　在古代，埃及有紙草紙，歐洲有羊皮紙，中國歷史上有絲絮紙和作書寫用的縑帛紙和蔡侯紙，其中只有植物纖維制造的蔡侯紙對世界造紙業(yè)的發(fā)展及人類文化的傳播具有深遠影響，其基本工藝一直沿用至今。根據(jù)史書記載和后人研究，蔡倫造紙術(shù)的基本點歸納起來就是用植物纖維為原料經(jīng)過切斷漚煮、漂洗、舂搗、簾抄、干燥等步驟制成的纖維薄片。沒有經(jīng)過造紙基本步驟處理的纖維薄片，不具備紙的基本性能，就不能稱之為中國古代傳統(tǒng)概念上的紙。埃及的紙莎草紙和歐洲中世紀普遍使用的羊皮紙，因為原料單一改進余地有限，被中國紙所取代。如今還有個別的地方還使用造紙術(shù)來造紙。

　　大約在3500多年前的商朝中國就有了刻在龜甲和獸骨上的文字稱為甲骨文。到了春秋時用竹片和木片替代龜甲和獸骨稱為竹簡和木牘。甲骨和簡牘都很笨重，戰(zhàn)國時思想家惠施喜歡讀書，每次外出游學(xué)身后都跟著五輛裝滿竹簡的大車，所以有學(xué)富五車的典故。西漢時在宮廷貴族中又用縑帛或綿紙寫字。縑是細絹、帛是絲織品的總稱，吏一方縑帛上寫字時便于書寫，不但比簡牘寫得多而且還可以在上面作畫，但是價格昂貴只能供少數(shù)王宮貴族使用。

　　人們都知道蔡倫造紙，實際上在東漢蔡倫大規(guī)模造紙之前中國人就已經(jīng)發(fā)明了造紙術(shù)，20世紀在中國各地出土的許多西漢時期的古紙片可以證明這一點。這并非否定蔡倫造紙之功，而是說蔡倫的造紙術(shù)并非是突然之間的發(fā)明，它有一個技術(shù)積累的過程。西漢時期出土的植物纖維紙是蔡倫造紙的前身。蔡倫擴大了造紙原料的范圍，破布、魚網(wǎng)、樹皮、麻頭等都可以造紙，其中樹皮造紙更是他的發(fā)明。他的造紙工藝更為精細，造紙術(shù)到他這里擺脫了紡織品附庸的地位——此前都是利用紡織之后拋棄的副產(chǎn)品來造紙的。蔡倫將造紙發(fā)展為一種獨立的工藝。

　　活字印刷術(shù)

　　它開始于隋朝的雕版印刷，經(jīng)宋仁宗時的畢昇發(fā)展、完善，產(chǎn)生了活字印刷，并由蒙古人傳至了歐洲。所以后人稱畢升為印刷術(shù)的始祖。中國的印刷術(shù)是人類近代文明的先導(dǎo)為知識的廣泛傳播、交流創(chuàng)造了條件。

　　雕版印刷是用刀在一塊塊木板上雕刻成凸出來的反寫字，然后再上墨印到紙上。每印一種新書，木板就得從頭雕起，速度很慢。如果刻版出了差錯又要重新刻起，勞作之辛苦可想而知。北宋刻字工人畢昇在公元1004年至1048年間，用細質(zhì)且?guī)в姓承缘哪z泥做成一個個四方形的長柱體在上面刻上反寫的單字一個字一個印放在土窯里用火燒硬形成活字。然后按文章內(nèi)容將字依順序排好放在一個個鐵框上做成印版再在火上加熱壓平就可以印刷了。印刷結(jié)束后把活字取下下次還可再用。這種改進之后的印刷術(shù)叫做活板印刷術(shù)。

　　這種印刷方法雖然原理簡單，卻與現(xiàn)代鉛字排印原理相同，使印刷技術(shù)進入了一個新時代。

　　后來元代著名農(nóng)學(xué)家與機械學(xué)家王楨發(fā)明了木活字，并創(chuàng)造出比較簡捷的適于漢字復(fù)雜特點的轉(zhuǎn)盤排字方法，后來又發(fā)明了金屬活字，使活字印刷得到了改進。唐代的雕刻印本傳到日本，8世紀后期日本完成了木板《陀羅尼經(jīng)》，以后又傳到朝鮮、阿拉伯一帶和東歐。15世紀德國人學(xué)會了用合金鑄字，從此畢升首創(chuàng)的活字印刷在歐洲各地推廣開來。

　　印刷術(shù)是按照或圖畫原稿制成印刷品的技術(shù)，中國是世界上最早發(fā)明印刷術(shù)的國家。早期的印刷是把圖文刻在木板上，用水墨印刷的木版水印畫，仍用此法，統(tǒng)稱“刻版印刷術(shù)”( 亦稱“雕版印刷術(shù)”)。刻版印刷的前身是公元前流行的印章捺印和后來出現(xiàn)的拓印碑石等。造紙和制墨等生產(chǎn)技術(shù)出現(xiàn)之后，逐漸發(fā)明了刻版印刷技術(shù)。刻版印刷的始創(chuàng)時間應(yīng)該于東漢，發(fā)祥在洛陽盛行于隋唐。世界上現(xiàn)存最早的印刷物是唐咸通九年(公元868年)印制的《金剛經(jīng)》，它全長4877毫米、高244毫米，由七張粘連起來而成一卷。卷首有釋迦說法圖，末有“咸通九年四月十五日王玠為二親敬造普施”題記。原藏于甘肅敦煌千佛洞1899年發(fā)現(xiàn)。1907年為英國人斯坦因盜去現(xiàn)存于英國倫敦不列顛博物館)。

　　中國的四大發(fā)明在人類科學(xué)文化史上留下了燦爛的一頁。這些偉大的發(fā)明，曾經(jīng)影響并造福于全世界，推動了人類歷史的前進。