中国四大发明之一：指南针，对世界文明发展的重大贡献

中国的四大发明

指南针

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贡献。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。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》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，指南车的发明亦谁一步把这种仪器提升至更高的境界。

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。

抌括对指南针放置方法也作过详细研究，总结出4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，药物学家寇宗奭的《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荡不定。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。把磁针放在碗口边绿上，也可以旋转自如，但同样易掉落。四、悬丝法。取一根新棉丝，用一点蜡黏在磁针中央，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。

指南针在公元11世纪时已是常用的定向仪器。指南针的最大贡献，是大大地促进了航海事业的发展。据考证，公元11世纪末，指南针就开始用于航海了。大约在12世纪末到13世纪初，指南针由海路传入阿拉伯，然后由阿拉伯传入欧洲。

造　纸

造纸术的发明，是我们中华民族对人类的一个重大贡献。公元89年，汉和帝即位，他提升一个小宦官蔡伦担任中常侍，让他参与国家大事。后来，蔡伦兼任尚方令，监督工匠为皇宫制造宝剑和其他用品。

蔡伦忠于职守，一上任就到各个作坊去视察。这一天，蔡伦来到制造麻纸的作坊里，看到许多大缸里泡着青麻的茎皮。蔡伦很是好奇，就问这些是干什么用的，一个工匠告诉他，“青麻加上石灰，在水缸里泡上十天半个月就泡烂了，然后捶打成浆，就可以造麻纸了”。蔡伦觉得这太神奇了，连忙惊叹说:“好，好啊!”可是工匠接着说:“用这种方法造出的麻纸虽然比丝棉纸或绸缎花费的成本低，但麻纸太粗糙，吸墨性不强，写起字也很不方便。”

蔡伦听了这一番话，心中若有所思。青麻纸现在还不尽如人意，但比从前用竹简写字方便得多，也比在绢帛上写字便宜得多。如果能把青麻纸改进一下，让它变得平滑光洁，又能吸墨，那就可以广泛使用了。

蔡　伦

此后半个月，蔡伦天天到造纸作坊去，观察工匠们的造纸过程，有时还帮忙挑水或者用榔头捶打青麻，很受工匠们的欢迎和尊重。

蔡伦时刻都在思考改进造纸的方法，但苦于无从人手。为此他饭也吃不香、觉也睡不安。一天中午，他趴在桌上小憩，恍惚之中，他来到作坊旁的晒纸场。明亮的阳光下，灰蒙蒙的青麻纸一会儿变成黄色，一会儿又变成白色了。他伸手去抚摸纸面，感到十分平滑。忽然，天空中传来一阵雷声，紧接着哗哗地下起大雨来。“快收纸!”他大声喊着，随后就一下子惊醒了，原来是一场梦!他再也睡不着了，心想:能否改变造纸原料的配方呢?

他从家里找出一小捆破布头，立即赶到作坊。他找来最有经验的工匠王腊，叫他把破布头洗净，加入泡料的缸里。七八天以后，纸晒出来了。这一次造出的纸平滑得多，和梦里见到的那种灰白的纸差不多。蔡伦的心中充满了无限的喜悦和希望。

随后，他和工匠王腊又经过多次试验，分别用柯皮、麻头、破布、旧渔网等做原料，再加入不同的填料和染料，制成了不同规格、不同质量、不同用途的纸。他造出的纸价廉物美，适合书写，很快得到了推广，并进入了寻常百姓家庭。(www.xing528.com)

蔡伦的造纸术，后来被传到世界各地，经过各地技术人员和工匠2000年的不断改进，造出了各种各样的书写纸、包装纸、建筑板纸等，为人类文明的传播做出了不可磨灭的贡献。

火　药

火药的发明应归功于炼丹家，它的问世经历了一个较长时间的孕育过程。在古代炼丹家的炼丹活动中，硫磺和硝是常用的药品。硫磺被视为“能化金银铜铁奇物”，硝石被认为可“久服轻身”，它们的易燃性亦在炼制活动中被炼丹家所认识。到了9世纪的唐代中叶时，炼丹家更发现了把硫磺、硝和炭混合在一起加热，会发生爆燃，引起火灾，烧伤人的手面，烧毁房屋。由此，人们便把以硫磺、硝和炭为主要成分配制而成的药物称为火药。在经过一段探索后，火药开始被实际应用。火药被引入医学，成为药物，用于治疗疮癣，以及杀虫、辟湿气瘟疫。

硫　磺

火药被引入军事，成为具有巨大威力的新型武器，并引起了战略、战术、军事科技的重大变革。大约在10世纪初的唐代末年，火药开始在战争中使用。初期的火药武器，爆炸性能不佳，主要是用来纵火。随着工艺的改进，火药的爆炸性能加强，新型的火器亦不断出现。《武经总要》中，记载有个火药配方，其中硝、硫、碳3者的比例分别为6030%:10%; 61.54%:30.77%:7.69%;74%:26%(硝:硫)，已接近于现代黑色标准火药的配比。该书中还记载了一种叫做“霹雷火球”的火器，点燃后声如霹雳，为爆炸性火器之肇始。13世纪上半叶，制造出具有巨大爆炸力的火器。1232年，元兵攻打金人的南京(今河南开封)时，金兵曾使用一种叫“震天雷”的器，“火药发作，声如雷震，热力达半亩之上，人与牛皮皆碎迸无迹，甲铁皆透”，可见爆炸威力之强。

新式的管形火器也在13世纪的南宋时期出现。管形火器的出现，表明人类已在更高的层次了解火药的性能，能够更加有效地控制和操纵烈性火药。最先出现的管形火器是火枪，发明于1233年。它用巨竹制成，用以喷射火焰。1259年又发明了突火枪，也是用巨竹制成，内安子窠，点燃后“子窠发出，如炮声，远闻百五十余步”。宋时一步为5尺，约相当于1.58米。到了宋末或元初，管形火器已先后用铜或铁铸制，大型的叫火铳，小型的叫手铳，已经具备了近现代枪炮的雏形。

火药在古代还用来制作娱乐用的焰火。逢年过节时，不管达富贵人还是平民百姓，都喜欢放爆竹、燃焰火，增添节日的喜庆。此外，火药被利用于开山、破土、采矿等。

火药的发明是我国人民对世界科学所做的巨大贡献之一，为人类的文明史写下了不朽的篇章。12世纪时，火药还未传入欧洲，士兵们只得像唐·吉诃德那样，骑在马上用盾牌、长矛、刀剑进行冲杀。人民根本无法用这些原始的武器，冲开贵族领主们所盘踞的坚固城堡。一直到元代初期，蒙古人西征中亚、波斯等地时，阿拉伯人才通过交战知悉了包括火箭、毒火球、火炮、震天雷在内的火药武器，进而掌握了火药的制造和使用。欧洲人又是在和阿拉伯的战争中，接触和学会了制造火药和火药武器的。火药、火器传到欧洲，不仅对作战方法本身，而且对资产阶级战胜封建贵族起了一定作用。恩格斯曾这样评价过:“火药和火器的采用绝不是一种暴力行为，而是一种工业的，也就是经济的进步。”

活字印刷术

公元1041～1048年，平民出身的毕昇用胶泥制字，把胶泥做成四方长柱体，一面刻上单字，再用火烧硬，使之成为陶质，一个字为一个印。排版时先预备一块铁板，铁板上放松香、蜡、纸灰等的混合物，铁板四周围着一个铁框，在铁框内摆满要印的字印，摆满就是一版。然后用火烘烤，将混合物熔化，与活字块结为一体，趁热用平板在活字上压一下，使字面平整。便可进行印刷。用这种方法，印二三本谈不上什么效率，如果印数多了，几十本以至上千本，效率就很高了。为了提高效率常用两块铁板，一块印刷，一块排字。印完一块，另一块又排好了，这样交替使用，效率很高。常用的字如“之”、“也”等字，每字制成20多个印，以备一版内有重复时使用。没有准备的生僻字，则临时刻出，用草木火马上烧成。从印板上拆下来的字，都放入同一字的小木格内，外面贴上按韵分类的标签，以备检索。毕昇起初用木料作活字，实验发现木纹疏密不一，遇水后易膨胀变形，与粘药固结后不易去下，才改用胶泥。

毕　昇

这就是最早发明的活字印刷术。这种胶泥活字，称为泥活字，毕昇发明的印书方法和今天的比起来，虽然很原始，但是活字印刷术的三个主要步骤——制造活字、排版和印刷，都已经具备。北宋时期的著名科学家沈括在他所著的《梦溪笔谈》里，专门记载了毕昇发明的活字印刷术。

毕昇发明活字印刷，提高了印刷的效率。但是，他的发明并未受到当时统治者和社会的重视，他死后，活字印刷术仍然没有得到推广。他创造的胶泥活字也没有保留下来，但是他发明的活字印刷技术，却流传下去了。

1965年在浙江温州白象塔内发现的刊本《佛说观无量寿佛经》经鉴定为北宋元符至崇宁(1100～1103)年活字本。这是毕昇活字印刷技术的最早历史见证。