一、著称于世的“四大发明”

指南针、造纸术、印刷木、火药并称我国古代科学技术的“四大发明”， 是古代劳动人民在长期的生产实践中集体智慧的结晶，为推动世界科学文化发展做出了卓越的贡献。

指南针的发明年代很早，已经有两千多年的历史。最初的指南针是用天然磁石琢成的，样子像一只勺，底圆，可以在平滑的“地盘”上自由旋转， 等它静止时，勺柄就会指向南方，称为司南。北宋初年的指南针，已经是天然磁石摩擦钢针制得的了。北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》里根据见闻写道： “方家以磁石磨针锋，则能指南。然常微偏东，不全南也。”这是世界上关于磁偏角的最早记载。直到 19 世纪电磁铁出现以前，几乎所有的指南针都是采用这种人工磁化法制成的。最初，人们使用的指南针可能没有固定的方向盘，南宋时期发展成磁针和方向盘联成一体的罗经盘或称罗盘，方位是 24 向。盘式由方形演变成圆形，只要一看磁针在方向盘的位置，就能确定出方位来，罗经盘的出现，无疑是指南针发展史上的一大进步。

指南针，作为一种指向仪器，在我国古代军事上、生产上、日常生活中， 尤其在航海事业上都起过重要作用。

早在公元前 2 世纪以前，我国劳动人民就发明了用麻绳头、破布、渔网

等废旧麻料制成的植物纤维纸，但比较粗糙，不便书写。公元 2 世纪，东汉的宦官蔡伦，在西汉造纸的基础上，增添了用树皮、特别是楮皮造纸，扩大了原料来源。并凭借着充足的人力和物力，监制组织生产了一批良纸，于公元 105 年献给了朝廷，从此造纸术在国内推广了起来。经过不断改进，在公

元 2 到 4 世纪，制出的纸张成本低廉，平滑合用，基本成了我国唯一的书写材料，有力地促进了科学文化的传播和发展。

明代宋应星的《天工开物·东青卷》中，关于竹纸和皮纸的记载，可以说是具有总结性的叙述。书中还附有造纸操作图，是当时世界上关于造纸的最详尽的记载。

我们的祖先发明火药至今已有一千多年了，古代炼丹家们把硝石、硫磺、木炭掺合在一起炼药时，发生了猛烈的燃烧，经过反复实践，他们认识到这

三种物质混合后遇火而燃的性能，从而发明了火药。

从唐朝末年起，火药开始应用在军事上。唐末宋初人们已经制成火药箭了，随后又在石炮的基础上创造了火炮。火药武器的出现，反过来推动厂火药的研究和大规模生产。北宋曾公亮等编写的军事著作《武经总要》（1044 年）里，不仅描述了许多火药武器，还记载了当时三种火药配方，已经很复杂了。北宋末年制造出“震天雷”是一种铁火炮，在明代人们还创造了早期的自动爆炸地雷、水雷和定时炸弹，利用火药燃烧喷射气体产生的反作用力， 制成把箭头射向敌方的火药箭，是一种雏形的两级火箭。

火药不仅在军事上，往生活和生产中也发挥了很大作用。南宋时即用火药制作爆竹和焰火，以后又用来采石、开山和狩猎。在现代社会里，火药更是广泛地应用于工农业生产的各个领域。

印刷术发明前，文化的传播主要靠手抄的书籍，7 世纪的初唐时期，我国发明了雕版印刷术，是在整块的木板上刻字进行印刷，一次就可印出几百、几千部书，但仍然很费工。宋代平民毕，生活在我国雕板印刷的全盛时代

（公元 1041～1048），他通过长期亲身实践，在世界上首先创造了活字印刷术。活字印刷是预备好一块铁板，铁板上面放了松脂、蜡、纸灰等，铁板四周置一铁框，铁框里排放用胶泥刻的活字，排满一铁框就是一版，接着在火

上烘烤，待脂蜡融化，用平板把版面压平，等铁板冷却，活字固定后即可印刷。用这种方法印刷数百到几千书籍“极为神速”。毕发明的活字排印方法和现在盛行的铅印排字原理基本相同，是印刷史上的一次重大革命。活字

印刷的另一发展，是用金属材料制成活字，公元十五六世纪，铜活字已正式流行于江苏、无锡、苏州一带。到了元代，农学家王祯创造木活字成功，他还发明了转轮排字架，用简单的机械，增加排字的效率。印刷术的发明，对人类文化的传播、发展起着重要作用，这一发明闪烁着劳动人民智慧的光辉。