古代发明

发布网友 发布时间：2022-04-21 08:06

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热心网友 时间：2023-02-08 05:39

　　四大发明在人类文明史上的重要地位，是中国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曾经居于世界前列，但过去的光辉历史不等于现在的荣耀。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。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得以诞生，却突飞猛进，超越中国，领先于世界。从此，中国的科学发展基本上就一直落后与西方国家。以至于最后，西方列强利用中国发明的指南针，火药，直接打到了中国。在清朝，强迫中国割地赔款，使中国成为了一个半殖民地半封建的国家。
　　中国人都知四大发明，因此而津津乐道。但是，千百年已经过去，国人是否还有其他什么值得夸耀的大发明呢？与此同时，在世界各地，改变人类历史的大发明却层出不穷，不计其数。例如：蒸汽机，电力，电灯，电脑，汽车， 飞机，互联网，等等。尤其是美国人和欧洲人改变世界的大发明真是数不胜数，大家是否看到他们因为自己国家的大发明而沾沾自喜，乐此不疲得到处宣扬呢？他们的大发明是不是也是同样的屈指可数，就这四个呢？了解自己国家过去的光辉历史，固然重要，但是死抱着过去，就会导致裹足不前，故步自封，自我麻痹。中国人的大发明不应该只有这四个，应该随着历史发展，不断增加才对。所以四大发明的正确称呼应该是四大古发明。

　　起源

　　尽管中华文明有很多重要的成就都以“四大”“五大”等命名，如四大美人、四大古典小说、四书五经，四大发明的概念却来源于西方学者，并在之后被中国人接受。
　　这些发明的重要性最早可能是由英国哲学家弗朗西斯·培根提出的，他在1962年写到：“印刷术、火药和指南针。。。使世界产生了不计其数的变革，以至于没有任何帝国，教派，个人对人类事务产生如此重大的影响力。”培根是一个*家和哲学家，而不是科学家或考古学家，因此，他可能并不清楚这些发明的来源，没有提及这些是古中国的发明，而认为是西方的产物。然而，他的作品确实展现出了这些科技对中世纪的世界是多么的重要。
　　现在所指的四大发明最早是由19世纪的传教士和汉学家约瑟夫·爱德肯提出的。当爱德肯比较中国和日本时，提出学者们应当清楚日本没有像中国的造纸术、印刷术、指南针和火药那么重要的发明。这个发明清单被后来的著名英国生化学家、历史学家和汉学家李约瑟发扬光大。

　　指南针
　　指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针(俗称吸铁石)。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。
　　指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。

　　指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面，特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出，当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针，可见指南针刚开始使用时，使用还不熟练。二十几年后，许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载：“惟视星斗前迈，若晦冥则用指南浮针，以揆南北。”到了元代，指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航，在不同航行地点指南针针位的连线图，叫做“针路”。船行到某处，采用何针位方向，一路航线都一一标识明白，作为航行的依据。
　　指南针的发明是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中，进一步了解了磁的性质，并试图更多地应用这些性质。传说秦始皇修建阿房宫时，有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过，立刻会被吸住，被卫兵当场捕获。这样的故事还很多，《晋书.马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带，在敌人必经的狭窄道路两旁，堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时，被牢牢吸住，不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲，磁石对他们没有什么作用，可自由行动。敌人以为神兵，不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石，磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住，使其难以脱身。
　　魏晋南北朝时，我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁，于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法，他指出：优良磁石出产在南方，磁性很强，能吸引三、四根铁针，使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石，能吸引十多根铁针，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分，而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。
　　我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。
　　指南针在古代主要被堪舆家们用于相宅相墓，同时也被用于航海及其他。正是这后者对人类社会进步发挥了巨大作用，因而指南针才得以跻身于古代四大发明的行列。我国典籍记载指南针用于航海，始于宋代朱彧1119年写的《萍洲可谈》，书中写道：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”之后，类似的文献层出不穷，这表明在航海活动中，指南针普及得相当快。这一发明后来经阿拉伯传入欧洲，对欧洲的航海业乃至整个人类社会的文明进程，都产生了巨大影响。
　　指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，介绍司南必须从磁石说起。
　　磁石通常称为“吸铁石”，它把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子，所以人们称它为“慈石”。
　　磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极，一头叫正极，另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。
　　战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。《中国历史》课本插图——“司南”，是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史*载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的正极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。
　　到了宋代，劳动人民掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁体的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁体上摩擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验，还发现磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种发现在科学上叫磁偏角。而且指南针还能带给别人很好的辨别方向的用处.

　　火药
　　用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的，而当时人们都把这三种东西作为治病的药物，所以取名“火药”，意思是“着火的药”。火药
　　自秦汉以后，炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹，从偶然发生爆炸的现象中得到启示，再经过多次实践，找到了火药的配方。三国时魏国有个聪明的技师马钧，用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”，开创了火药应用的先河。
　　唐朝末年，火药开始应用到军事上。人们利用抛射石头的抛石机，把火药包点着以后，抛射出去，烧伤敌人，这是最原始的火炮。后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近，点着引线以后，用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药，再加上一些沥清、桐油等，捣在一起做成毒球，点着以后，用弓箭射出，杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝，人们将火药装填在竹筒里，火药背后扎有细小的“定向棒”，点燃火管上的火硝，引起筒里的火药迅速燃烧，产生向前的推力，使之飞向敌阵爆炸，这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火*和*，这些都是用竹管制成的原始管形火器，是近代代*炮的老祖宗。

　　造纸术
　　造纸技术的发明，是中华民族对世界文明的杰出贡献之一。
　　发明人
　　东汉和帝元兴元年(公元105年)，蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上，发明了用树皮、破渔网、破布、麻头等作为原料，制造成了适合书写的植物纤维纸，才使纸成为人们普遍使用的书写材料。被称为“蔡侯纸”。
　　蔡伦只是改进造纸术，而不是纸的发明人。
　　造纸术在7世纪经朝鲜传到日本。8世纪中叶传到阿拉伯联合酋长国。到12世纪，欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。

　　活字印刷术
　　木活字
　　它开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时的毕升发展、完善，产生了活字印刷，并由蒙古人传至了欧洲，所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导，为知识的广泛传播、交流创造了条件。
　　雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字，然后再上墨，印到纸上。每印一种新书，木板就得从头雕起，速度很慢。如果刻版出了差错，又要重新刻起，劳作之辛苦，可想而知。
　　北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间，用质细且带有粘性的胶泥，做成一个个四方形的长柱体，在上面刻上反写的单字，一个字一个印，放在土窑里用火烧硬，形成活字。然后按文章内容，将字依顺序排好，放在一个个铁框上做成印版，再在火上加热压平，就可以印刷了。印刷结束后把活字取下，下次还可再用。这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术。
　　这种印刷方法虽然原始简单，却与现代铅字排印原理相同，使印刷技术进入了一个新时代。
　　后来，元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字，并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法，后来又发明了金属活字，使活字印刷得到了改进。唐代的雕刻印本传到日本，8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧。15世纪，德国人学会了用合金铸字，从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。
　　印刷术是按照或图画原稿制成印刷品的技术。中国是世界上最早发明主的国家。早期的印刷是把图文刻在木板上用水墨印刷的，现在的木版水印画仍用此法，统称“刻版印刷术”( 亦称“雕版印刷术”)刻版印刷的前身是公元前流行的印章捺印和后来出现的拓印碑石等。造纸和制墨等生产技术出现之后，逐渐发明了刻版印刷技术。刻版印刷的始创时间，现在众说纷纭，尚未定论。我认为它始创于东汉，发祥在洛阳，盛行于隋唐。世界上现存最早的印刷物是唐咸通九年(公元868年)印制的《金刚经》(它全郑长4877毫米，高244毫米，由七张粘连起来而成一卷。卷首有释迦说法图，末有“咸通九年四月十五日王(王+介)为二亲敬造普施”题记。原藏于甘肃敦煌千佛洞，19年发现。1907年为英国人斯坦因盗去，现存于英国伦敦不列颠博物馆)。
　　北宋科学家、*家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》，其中详细介绍了活板印刷术的全过程，通俗易懂，非常详细。
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热心网友 时间：2023-02-08 06:57

指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针(俗称吸铁石)。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。
指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。
指南针辗转传入欧洲后在航海大发现中发挥出不可替代的作用。但科学史家清楚，最早解答“指南针为何能够指南”问题的并不是中国人，而是英国科学家吉尔伯特。那么，中国发明指南针后对指南针理论作过什么样的探讨？吉尔伯特的理论是否及时传到了中国？明末清初的“西学东渐”，又对我国指南针理论的发展有过哪些影响？上海交通大学科学史与科学哲学系教授关增建从2003年起开始着手研究这些基本上还是空白的问题。
“中国最早的指南针理论，是建立在阴阳五行学说基础上的‘感应说’。”关增建介绍，11世纪中叶时我国大科学家沈括还对指南针感到匪夷所思，他的《梦溪笔谈》介绍了指南针的人工磁化方法、磁偏角的发现和指南针的架设方法，但对指南针为什么会指南却没有一点概念——“磁石之指南……莫可原其理！”随后，文人学者们从阴阳五行学说出发，结合当时人们对大地形状的认识，提出各种指南针理论。例如，最晚成书于宋代的《管氏地理指蒙》，首先提出如下逻辑：
“磁针是铁打磨成的，铁属金，按五行生克说，金生水，而北方属水，因此北方之水是金之子。铁产生于磁石，磁石是受阳气的孕育而产生的，阳气属火，位于南方，因此南方相当于磁针之母。这样，磁针既要眷顾母亲，又要留恋子女，自然就要指向南北方向。”
关增建表示，从近代物理学的观点来看，“蒙氏理论”完全异想天开，但从事物的属性出发解释其行为，在东西方科学史上都是常用的做法。我国古代阴阳学说昌盛，用阴阳学说阐释指南针指南及“常微偏东”的原理，是再自然不过的事情。特别是，该理论认为磁石不同端面有不同属性，它们决定磁针的指向，这种说法很容易启发人们发现磁石的两极，并进一步联想到磁极与磁针指向之间的关系，从而为正确认识这一问题找到可能的途径。
南宋人的指南针原理，仍认为“指南针之所指，即阳气之所在”，只是围绕磁偏角现象，立论依据更多转向地理方位的坐标系统——中国古人认为地是平的、大小有限，这样地表面必然有个中心，过该中心的那条子午线就是唯一的南北方向。南宋人曾三异等认为，一旦测量地点不在这条南北线上，指南针所指向自然“少偏”。到明代，有人假托南唐人著作指出，指南正针由大地方位系统决定，而偏角则由天体方位划分系统所决定。关增建认为，这种说法“体现了传统指南针理论在阴阳感应学说和磁偏角的存在这一矛盾面前所表现出来的窘迫”。
明万历年间（公元1573～1620年），传教士来华，带来西方的指南针理论、地球学说以及相关科技知识。受其影响，中国学者开始从新的视角探讨指南针理论问题，在此过程中，阴阳五行的作用不断淡化，力学角度的分析不断增加，但吉尔伯特1600年提出的科学理论连西方学界都没统一，更谈不上入主东土。传教士中，1658年抵华的比利时耶稣会士南怀仁的指南针理论最系统，但他认为决定磁针指向的是地球的地理南北两极本身，理论仍然局限在古代科学的范围，而不像吉尔伯特认识到地球本身存在一个磁体。南怀仁理论在中国影响深远，直到19世纪中叶，我国仍有学者用它解释指南针问题。而此时，清末来华的传教士已开始着手把西方近代磁学知识介绍给中国了。
先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识，在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是四氧化三铁）。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现：“山上有磁石者，其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现，《吕氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招铁，或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为：“石是铁的母亲，但石有慈和不慈两种，慈爱的石头能吸引他的子女，不慈的石头就不能吸引了。”据说秦始皇统一六国后，在咸阳附近修阿房宫，宫中有一座门是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵器，入宫行刺，就会被磁石门吸住。这个故事告诉我们，古代劳动人民很早就掌握了磁学知识。
汉朝以前人们把磁石写做“慈石”，是慈爱石头的意思。
既然磁石能吸引铁，那么是否还可以吸引其他金属呢？我们的先民做了许多尝试，发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属，也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁，而不能吸引其他物品。
当把两块磁铁放在一起相互靠近时，有时候互相吸引，有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极，一个称N极，一个称S极。同性极相互排斥，异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理，但对这个现象还是能够察觉到的。
到了西汉，有一个名叫栾大的方士，他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西，通过调整两个棋子极性的相互位置，有时两个棋子相互吸引，有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝，并当场演示。汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质，制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。
地球也是一个大磁体，它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体，可以自由转动时，就会因磁体同性相斥，异性相吸的性质指示南北。这个道理古人不够明白，但这类现象他们很清楚。
指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。样子象一把汤勺，圆底，可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡，且可以自由旋转。当它静止的时候，勺柄就会指向南方。古人称它为“司南”，当时的著作《韩非子》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》中记载了司南的应用，郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。
春秋时代，人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具，因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型，勺柄指南极，并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置于光滑的地盘之中，地盘外方内圆，四周刻有干支四维，合成二十四向。这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象，积累了大量的知识和经验，经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。 但司南也有许多缺陷，天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱，而且它与地盘接触处要非常光滑，否则会因转动摩擦阻力过大，而难于旋转，无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量，携带很不方便，这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。
司南由青铜盘和天然磁*成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十四向，置磁勺于盘中心圆面上，静止时，勺尾指向为南。
指南针是磁铁做成的。磁铁能吸铁，通常称为“吸铁石”，古代称为“慈石”因为它一碰到铁就吸住，好一个慈祥的母亲吸引自己的孩子一样。后来，人们才称它为“磁石”。
每块磁铁两头都有不同的磁极，一头叫S极，另一头叫N极。我们居住的地球，也是一块天然的大磁体，在南北两头也有不同的磁极，靠近地球北极的是S极，靠近地球南极的是N极。我们知道，同性磁极相斥，异性磁极相吸引，所以，不管在地球表面的什么地方，拿一根可以自由转动的磁针，它的N极总是指向北方，S极总是指向南方。
指南针是利用磁铁的特性做成的，那么，世界上哪个国家最早发现磁铁和它的特性的呢？
二千多年以前，也就是春秋战国时候，我国已经用铁来制造农具了。劳动人民在寻找铁矿的时候，就发现了磁铁，并且知道它能够吸铁。
我国古书《管子》上有这样的记载：“上有慈石者，下有铜金。”“铜金”就是一种铁矿。《管子》这部书产生在公元前三世纪，这说明我国最迟在公元前三世纪就知道磁石能够吸铁了。
秦朝时候，还有这样有趣的传说，秦始皇统一中国以后，在陕西咸阳造了一个很大的阿房宫，阿房宫中有一个磁石门，完全用磁铁造成。如果有谁带着铁器想去行刺，只要经过那里，磁石门就会把这个人吸住。
另外，根据古*载，汉武帝时候，胶东有个栾大，献给汉武帝一种斗棋。这种棋子一放到棋盘上，就会互相碰击，自动斗起来。汉武帝看了非常惊奇。原来来大的棋子是用磁石做的，所以有磁性，能互相吸引碰击，只是汉武帝不懂这个道理罢了。
古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。当时以此做为一种游戏。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。
北宋时，曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼型，置炭火中烧之，侯通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时，置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。蘸入水中，可把这种排列较快地固定下来，而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明，对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法：“方家以磁石摩针锋，则能指南。”按沈括的说法，当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针，就能使针带上磁性。从现在的观点来看，这是一种利用天然磁石的磁场作用，使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向，从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的发明不但世界最早，而且为有实用价值的磁指向器的出现，创造了条件。
《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关我国古代科学技术的著作，书中谈到磁学和指南针的一些问题。他在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象：“以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理应有异，未深考耳。”这是说，用磁石去摩擦缝衣针后，针锋有时指南，也有时指北。从现在的观点来看，磁石都有N和S两个极，磁化时缝衣针针锋的方位不同，则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理，他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。
关于磁针的装置方法，沈括介绍了四种方法：
1.水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。
2.碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。
3.指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向。
4.缕悬法——在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。
沈括还对四种方法做了比较，他指出，水浮法的最大缺点，水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，转动很灵活，但容易掉落。沈括比较推重的是缕悬法，他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。
南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。这种指南鱼与《武经总要》一*载的不一样，是用木头刻成鱼形，有手指那么大，木鱼腹中置入一块天然磁铁，磁铁的S极指向鱼头，用蜡封好后，从鱼口插入一根针，就成为指南鱼。将其浮于水面，鱼头指南，这也是水针的一类。
指南龟是当时流行的一种新装置，将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内，在木龟腹下方挖一光滑的小孔，对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上，这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。由于支点处摩擦力很小，木龟可以自由转动指南。当时它并没有用于航海指向，而用于幻术。但是这就是后来出现的旱罗盘的先声。
指南龟发明年代不晚于1325年。木块刻成龟型，龟腹部中心嵌以磁体，木龟安放在尖状立拄上，静止时首尾分指南北。
要确定方向除了指南针之外，还需要有方位盘相配合。最初使用指南针时，可能没有固定的方位盘，随着测方位的需要，出现了磁针和方位盘一体的罗盘。罗盘有堪舆用的罗经盘和水罗盘、旱罗盘。
方位盘仍是二十四向，但是盘式已经由方形演变成圆形。这样一来只要看一看磁针在方位盘上的位置，就能断定出方位来。南宋时，曾三异在《因话录》中记载了有关这方面的文献：“地螺或有子午正针，或用子午丙壬间缝针。”这是有关罗经盘最早的文献记载。文献中所说的“地螺”，就是地罗，也就是罗经盘。文献中已经把磁偏角的知识应用到罗盘上。这种罗盘不仅有子午针（确定地磁场南北极方向的磁针），还有子午丙壬间缝针（用日影确定的地理南北极方向）这两个方向之间的夹角，就是磁偏角。
盘面周围刻二十四方位，内中盛水，磁针横穿灯草，浮于水面。
现在人们已经知道，地球的两个磁极和地理的南北极只是接近，并不重合。磁针指向的是地球磁极而不是地理的南北极，这样磁针指的就不是正南、正北方向而略有偏差，这个角度就叫磁偏角。又因为地球近似球形，所以磁针指向磁极时必向下倾斜，和水平方向有一个夹角，这个夹角称为磁倾角。不同地点的磁偏角和磁倾角都不相同。成书于北宋的《武经总要》在谈到用地磁法制造指南针时，就注意利用了磁倾角。沈括在《梦溪笔谈》谈到指南针不全指南，常微偏东。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁倾角的发现使指南针的指向更加准确。
指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面，特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出，当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针，可见指南针刚开始使用时，使用还不熟练。二十几年后，许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载：“惟视星斗前迈，若晦冥则用指南浮针，以揆南北。”到了元代，指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航，在不同航行地点指南针针位的连线图，叫做“针路”。船行到某处，采用何针位方向，一路航线都一一标识明白，作为航行的依据。
指南针的发明是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中，进一步了解了磁的性质，并试图更多地应用这些性质。传说秦始皇修建阿房宫时，有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过，立刻会被吸住，被卫兵当场捕获。这样的故事还很多，《晋书.马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带，在敌人必经的狭窄道路两旁，堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时，被牢牢吸住，不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲，磁石对他们没有什么作用，可自由行动。敌人以为神兵，不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石，磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住，使其难以脱身。
魏晋南北朝时，我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁，于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法，他指出：优良磁石出产在南方，磁性很强，能吸引三、四根铁针，使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石，能吸引十多根铁针，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分，而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。
我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。
指南针在古代主要被堪舆家们用于相宅相墓，同时也被用于航海及其他。正是这后者对人类社会进步发挥了巨大作用，因而指南针才得以跻身于古代四大发明的行列。我国典籍记载指南针用于航海，始于宋代朱彧1119年写的《萍洲可谈》，书中写道：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”之后，类似的文献层出不穷，这表明在航海活动中，指南针普及得相当快。这一发明后来经阿拉伯传入欧洲，对欧洲的航海业乃至整个人类社会的文明进程，都产生了巨大影响。
指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，介绍司南必须从磁石说起。
磁石通常称为“吸铁石”，它把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子，所以人们称它为“慈石”。
磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极，一头叫正极，另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。
战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。《中国历史》课本插图——“司南”，是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史*载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的正极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。
到了宋代，劳动人民掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁体的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁体上摩擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验，还发现磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种发现在科学上叫磁偏角。而且指南针还能带给别人很好的辨别方向的用处.

热心网友 时间：2023-02-08 08:31

四大发明在人类文明史上的重要地位，是中国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曾经居于世界前列，但过去的光辉历史不等于现在的荣耀。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。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得以诞生，却突飞猛进，超越中国，领先于世界。从此，中国的科学发展基本上就一直落后与西方国家。以至于最后，西方列强利用中国发明的指南针，火药，直接打到了中国。在清朝，强迫中国割地赔款，使中国成为了一个半殖民地半封建的国家。
　　中国人都知四大发明，因此而津津乐道。但是，千百年已经过去，国人是否还有其他什么值得夸耀的大发明呢？与此同时，在世界各地，改变人类历史的大发明却层出不穷，不计其数。例如：蒸汽机，电力，电灯，电脑，汽车， 飞机，互联网，等等。尤其是美国人和欧洲人改变世界的大发明真是数不胜数，大家是否看到他们因为自己国家的大发明而沾沾自喜，乐此不疲得到处宣扬呢？他们的大发明是不是也是同样的屈指可数，就这四个呢？了解自己国家过去的光辉历史，固然重要，但是死抱着过去，就会导致裹足不前，故步自封，自我麻痹。中国人的大发明不应该只有这四个，应该随着历史发展，不断增加才对。所以四大发明的正确称呼应该是四大古发明。
　　起源
　　尽管中华文明有很多重要的成就都以“四大”“五大”等命名，如四大美人、四大古典小说、四书五经，四大发明的概念却来源于西方学者，并在之后被中国人接受。
　　这些发明的重要性最早可能是由英国哲学家弗朗西斯·培根提出的，他在1962年写到：“印刷术、火药和指南针。。。使世界产生了不计其数的变革，以至于没有任何帝国，教派，个人对人类事务产生如此重大的影响力。”培根是一个*家和哲学家，而不是科学家或考古学家，因此，他可能并不清楚这些发明的来源，没有提及这些是古中国的发明，而认为是西方的产物。然而，他的作品确实展现出了这些科技对中世纪的世界是多么的重要。
　　现在所指的四大发明最早是由19世纪的传教士和汉学家约瑟夫·爱德肯提出的。当爱德肯比较中国和日本时，提出学者们应当清楚日本没有像中国的造纸术、印刷术、指南针和火药那么重要的发明。这个发明清单被后来的著名英国生化学家、历史学家和汉学家李约瑟发扬光大。
　　指南针
　　指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针(俗称吸铁石)。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。
　　指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。
　　指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面，特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出，当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针，可见指南针刚开始使用时，使用还不熟练。二十几年后，许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载：“惟视星斗前迈，若晦冥则用指南浮针，以揆南北。”到了元代，指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航，在不同航行地点指南针针位的连线图，叫做“针路”。船行到某处，采用何针位方向，一路航线都一一标识明白，作为航行的依据。
　　指南针的发明是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中，进一步了解了磁的性质，并试图更多地应用这些性质。传说秦始皇修建阿房宫时，有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过，立刻会被吸住，被卫兵当场捕获。这样的故事还很多，《晋书.马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带，在敌人必经的狭窄道路两旁，堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时，被牢牢吸住，不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲，磁石对他们没有什么作用，可自由行动。敌人以为神兵，不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石，磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住，使其难以脱身。
　　魏晋南北朝时，我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁，于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法，他指出：优良磁石出产在南方，磁性很强，能吸引三、四根铁针，使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石，能吸引十多根铁针，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分，而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。
　　我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。
　　指南针在古代主要被堪舆家们用于相宅相墓，同时也被用于航海及其他。正是这后者对人类社会进步发挥了巨大作用，因而指南针才得以跻身于古代四大发明的行列。我国典籍记载指南针用于航海，始于宋代朱彧1119年写的《萍洲可谈》，书中写道：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”之后，类似的文献层出不穷，这表明在航海活动中，指南针普及得相当快。这一发明后来经阿拉伯传入欧洲，对欧洲的航海业乃至整个人类社会的文明进程，都产生了巨大影响。
　　指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，介绍司南必须从磁石说起。
　　磁石通常称为“吸铁石”，它把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子，所以人们称它为“慈石”。
　　磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极，一头叫正极，另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。
　　战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。《中国历史》课本插图——“司南”，是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史*载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的正极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。
　　到了宋代，劳动人民掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁体的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁体上摩擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验，还发现磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种发现在科学上叫磁偏角。而且指南针还能带给别人很好的辨别方向的用处.
　　火药
　　用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的，而当时人们都把这三种东西作为治病的药物，所以取名“火药”，意思是“着火的药”。火药
　　自秦汉以后，炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹，从偶然发生爆炸的现象中得到启示，再经过多次实践，找到了火药的配方。三国时魏国有个聪明的技师马钧，用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”，开创了火药应用的先河。
　　唐朝末年，火药开始应用到军事上。人们利用抛射石头的抛石机，把火药包点着以后，抛射出去，烧伤敌人，这是最原始的火炮。后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近，点着引线以后，用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药，再加上一些沥清、桐油等，捣在一起做成毒球，点着以后，用弓箭射出，杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝，人们将火药装填在竹筒里，火药背后扎有细小的“定向棒”，点燃火管上的火硝，引起筒里的火药迅速燃烧，产生向前的推力，使之飞向敌阵爆炸，这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火*和*，这些都是用竹管制成的原始管形火器，是近代代*炮的老祖宗。
　　造纸术
　　造纸技术的发明，是中华民族对世界文明的杰出贡献之一。
　　发明人
　　东汉和帝元兴元年(公元105年)，蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上，发明了用树皮、破渔网、破布、麻头等作为原料，制造成了适合书写的植物纤维纸，才使纸成为人们普遍使用的书写材料。被称为“蔡侯纸”。
　　蔡伦只是改进造纸术，而不是纸的发明人。
　　造纸术在7世纪经朝鲜传到日本。8世纪中叶传到阿拉伯联合酋长国。到12世纪，欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。
　　活字印刷术
　　木活字
　　它开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时的毕升发展、完善，产生了活字印刷，并由蒙古人传至了欧洲，所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导，为知识的广泛传播、交流创造了条件。
　　雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字，然后再上墨，印到纸上。每印一种新书，木板就得从头雕起，速度很慢。如果刻版出了差错，又要重新刻起，劳作之辛苦，可想而知。
　　北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间，用质细且带有粘性的胶泥，做成一个个四方形的长柱体，在上面刻上反写的单字，一个字一个印，放在土窑里用火烧硬，形成活字。然后按文章内容，将字依顺序排好，放在一个个铁框上做成印版，再在火上加热压平，就可以印刷了。印刷结束后把活字取下，下次还可再用。这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术。
　　这种印刷方法虽然原始简单，却与现代铅字排印原理相同，使印刷技术进入了一个新时代。
　　后来，元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字，并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法，后来又发明了金属活字，使活字印刷得到了改进。唐代的雕刻印本传到日本，8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧。15世纪，德国人学会了用合金铸字，从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。
　　印刷术是按照或图画原稿制成印刷品的技术。中国是世界上最早发明主的国家。早期的印刷是把图文刻在木板上用水墨印刷的，现在的木版水印画仍用此法，统称“刻版印刷术”( 亦称“雕版印刷术”)刻版印刷的前身是公元前流行的印章捺印和后来出现的拓印碑石等。造纸和制墨等生产技术出现之后，逐渐发明了刻版印刷技术。刻版印刷的始创时间，现在众说纷纭，尚未定论。我认为它始创于东汉，发祥在洛阳，盛行于隋唐。世界上现存最早的印刷物是唐咸通九年(公元868年)印制的《金刚经》(它全郑长4877毫米，高244毫米，由七张粘连起来而成一卷。卷首有释迦说法图，末有“咸通九年四月十五日王(王+介)为二亲敬造普施”题记。原藏于甘肃敦煌千佛洞，19年发现。1907年为英国人斯坦因盗去，现存于英国伦敦不列颠博物馆)。
　　北宋科学家、*家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》，其中详细介绍了活板印刷术的全过程，通俗易懂，非常详细。
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热心网友 时间：2023-02-08 10:23

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杜诗
中文名称: 杜诗

又名: 字君公

性别: 男

所属年代: 汉代

生卒年: ?—前38

生平简介

杜诗，（?-38）东汉机械工程家。字君公。河南汲县（今河南）人。光武帝时，为侍御史。建武七年（公元31年），任南阳太守时，创造水排（水力鼓风机），以水力传动机械，使皮制的鼓风囊连续开合，将空气送入冶铁炉，铸造农具，用力少而见效多。他还主持修治陂池，广开田池，使郡内富庶起来。有“杜母”之称。南阳人称赞说：“前有召父（召信臣），后有杜母”。
杜诗 字公君。河内汲县(今属河南)人。生年不详；东汉建武十四年(公元
38年)卒于南阳郡(今河南南阳)。机械、农田水利。

杜诗青年时期就才能出众，在河内郡(今河南武陟西南)任吏员时，人们赞扬
他处事公平。光武帝初年，为侍御史。当时将军萧广放纵士兵，在洛阳民间为非
作歹，老百姓惶恐不安。杜诗通告萧广约束部下，萧广不予理睬。杜诗下令按法
诛萧广，并将经过情形向上汇报，得到表扬。光武帝见他能干，又派他去河东郡
(今山西夏县西北)诛剿降汉复又叛变的杨异等人。杜诗到了大阳(今山西平陆西
南，属河东郡)，听说杨异率部下企图北渡，立即派人设法焚烧掉他们的渡船；
另又派人收服河东郡的地方军，并进行突然袭击，终于歼灭杨异等人。杜诗被迁
为成皋(今河南荥阳■水镇)令，任职3年，政绩裴然。再迁为沛郡(今安徽濉溪县
西北)都尉，转汝南(今河南平舆县北)都尉，“所在称治”。建武七年(公元31
年)，杜诗迁升为南阳郡太守。在南阳郡任职7年，“*清平，以诛暴立威，善
于计略，省爱民役”，“政化大行”。在此期间，他还做了两件在科学技术史上
有意义的事：一是兴修水利；一是制做水排。建武十四年病死，身后“贫困无田
宅，丧无所归”。最后由朝廷赐赙才得以丧葬。

秦汉时期，长江长江流域的灌溉以汉水支流唐白河地区的发展最为显著，而唐白
河的灌溉又以今河南的南阳、邓县、唐河、新野一带较为发达。唐白河地区为浸
蚀、冲积平原冲积平原，年降雨量约900毫米左右，气候温和，适于作物生长。这里开发
较早，到西汉中期经济已相当发达。农田水利在西汉后期有突飞猛进的发展。元
帝时(公元前48—前33年)，南阳太守召信臣对此地的水利和农业生产有特殊贡献，
因而受到当地百姓的拥戴，被誉为“召父”。东汉时期，南阳水利事业进一步兴
盛，杜诗在这方面也作出了很大成绩，促进了当地农业生产的发展。史载，杜诗
“修治陂池，广拓土田，郡内比室殷足”。

所谓“水排”，就是利用水力推引鞲鞴鼓风的器具，用于冶金。生铁的早期
发明，是中国对世界冶金技术的杰出贡献。要获得液态生铁，需有较高的炉温。
有风就有铁，鼓风技术对于生铁冶铸的发展有着极重要的意义。《礼记》礼记说：
“良冶之子，必学为裘。”从商周以来，都用皮囊鼓风，子继父业，年轻工匠必
须学会缝制皮囊的技巧。说明早期冶铸匠师高度重视鼓风器具的制做。鼓风装置
由人力驱动(人排)发展到用畜力和水力驱动(马排、水排)，是东汉冶铁技术的重
大创新。由于杜诗的倡导，水排至迟在公元1世纪上半叶于南阳地区已较多地使
用。《后汉书·杜诗传》说杜诗“造作水排，铸为农器，用力少，见功多，百姓
便之”。水排的功效不仅比人排，就是比马排也高得多，《三国志·魏志·韩暨
传》写道：“旧时冶作马排，每一熟石，用马百匹。更作人排，又费功力。暨乃
以长流为水排，计其利益，三倍于前。”鉴于杜诗的功绩，南阳老百姓把他比之
召信臣，说：“前有召父，后有杜母。”元代《王祯农书》详细记述了立轮式和
卧轮式水排的形制，并绘有图形。

文献

原始文献

[1](刘宋)范晔撰，(唐)李贤等注：后汉书·杜诗传，中华书局， 1965。

研究文献

[2]《中国水利史稿》编写组：中国水利史稿·上册，水利电力出版社，
1979。[3]华觉民等编译：世界冶金发展史，科学技术文献出版社，1985。

（科学出版社《中国古代科学家传记》）

附

中国古代发明家

姓名 领域 年代 发明作品 简介
石申 天文学 战国时期 第一部天文巨著“天文” 石申--战国时期的天文学家，石申第一部天文巨著“天文”。西汉后，人们尊称“天文”一书为“石氏星经”。书中标有 121 颗恒星的位置，书中还记有水、木、金、火、土五大行星的运行及交食等情况。石申编制了最早的星表。并称之“少阳”已认识到能自身发光。

刘焯 天文学 隋代 《皇极历》 刘焯--隋代天文学家。创制了《皇极历》，他首先考虑到了日、月视运动的不均匀性，创立了等间距二次差内插法。计算日月视运动的速度。同时他把差岁改为 75 年差一度。

一行 天文学 唐代 《大衍历》 一行--唐代天文学家。他编制出一部新的历法《大衍历》，它包括十篇历议，是古代非常先进的历法。早在公元前 13 世纪，中国人以太阳和月亮运动为依据，创立了一种阴阳历法。

杨忠辅 文学家 南宋时期 《统天历》 杨忠辅--中国南宋时期天文学家。他创制了《统天历》，他确定回归年长度为 365.2425 日。并发现回归年长度有消长现象。

洛下闳 天文学 汉代 赤道式仪器 洛下闳--中国汉代天文学家。改创了赤道式仪器，定下了赤道式浑仪的基本结构。

苏颂 天文学 宋代 天象仪 苏颂--中国宋代天文学家。和韩公廉合作制成了天象仪及水运仪象台，是中国古代第一架天象仪。有 8 人高，每层有门，一到时间门开，木人出来报时。（后面有漏壶和机械系统）。

莘七娘 10 世纪 孔明灯,走马灯 莘七娘——在10世纪时发明了松脂灯（孔明灯）作为打仗时的信号灯，这是中国人最早利用热气球。同时发明了走马灯，这是航空燃气涡轮的始祖。

裴秀 224~271 创立了绘制平面地图的理论“制图六体” 裴秀——在中国最早创立了绘制平面地图的理论“制图六体”。并绘制了《禹贡地域图》。

马钧 机械设计 三国时代 龙骨水车（又叫翻车） 马钧——魏国人，杰出机械设计和创造家。三国时代创制了龙骨水车（又叫翻车），他能连续提水，灌溉用的水机具——桔槔。结构非常巧妙，有天下之名巧之称

李春 桥梁设计 605~617 赵州桥 李春—— 605~617 年，首创了在主拱图上设小腹拱的敞肩式拱桥。有名的赵州桥就是他设计的。

丁缓 发明家 汉代 被中香炉、常满灯、旋转风扇 丁缓——汉代，在 180 年生于长安。发明的物品有被中香炉、常满灯、旋转风扇，有长安巧工之称。

沈括 科学家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年，宋朝科学家，石油命名最早由他提出。

蔡伦 62~121 纸 蔡伦—— 62~121 年，蔡伦采用树皮、麻头、破布、旧鱼网为原料造纸成功。 105 年将此发明报皇帝。于 114 年被皇帝封为龙亭侯。当时人称纸为蔡侯纸。 12 世纪，造纸术间接传到欧洲。 13 世纪，蒙古人用蔡侯纸在波斯发行第一批纸币。 14 世纪，朝鲜、越南、日本也开始使用纸币。纸牌然后经由阿拉伯国家再传到欧洲。

毕升 1041~1048 活字印刷术 毕升—— 1041~1048 年，中国北宋人。发明了活字印刷术。

杜诗 91~不祥 水力鼓风机 杜诗—— 91 年，河南人。首创了水力鼓风设备水排。即利用水力推动风扇鼓风。是世界上最早的水力鼓风机，比欧洲早了 1100 年。

浦元 三国时期 淬火技术 浦元—— 300 年，三国时期。首创淬火技术，使钢刀坚而有弹性。

孙子 三国时期 孙子算经 孙子—— 300 年，乘余定理的起源一题为“物不知数”，写了“孙子算经”一书系统论述了筹算记数制。

秦九韶 数学 1202~1247 创立解一次同余式的“大 衍求一术”和求高次方程数值解的正负开方术 秦九韶—— 1202~1247 年，中国数学家。写有《数书九章》，创立解一次同余式的“大 衍求一术”和求高次方程数值解的正负开方术。

李治 数学 测园海镜 李治——中国数学家，著有“测园海镜”是中国第一本系统改述“天元术”的巨书。

沈括 宋朝 沈括发现用细线系在磁针的*（指南针），并将其悬挂起来。经过观察、发现，写进了他的著作《梦溪笔谈》中。以后人们把用磁铁制作的针成为指南针，还有指南桌。 13世纪到东方玩的意大利人马可、波罗见到了指南针，并把它传到了欧洲。

墨子 公元前 400 年 提出光是直线传播的论点 墨子——公元前 400 年，墨子一书论述了杠杆平衡，提出光是直线传播的论点。

热心网友 时间：2023-02-08 12:31

中国古人发明,指南针、印刷术、火药、造纸术这四大发明尽人皆知,其实,中国古人的科技发明远不止此。
2016年7月15日，中国科学院自然史研究所首次向世界公布了一份“中国古代发明创造清单”。这份历时3年编纂的清单，主要从“突出原创性”、“反映古代科技发展的先进水平”和“对世界文明有重要影响”3个因素考虑，列出了天象记录、小孔成像、经脉学说、针灸、潮汐表等88项中国古代发明成果。
我们的祖先最先栽培了世界上三大饮料作物之一——茶；最重要的粮食作物之一——水稻；最重要的豆类作物之一——大豆；最重要的水果作物之一——柑橘。“这‘四大栽培’技术传向世界，对人类生存和发展的贡献并不逊色于‘四大发明’。”中国科学院自然史研究所所长张柏春表示。
专家说，当然，中国古代发明创造绝不止88项。比如，仅在机械与仪器方面，就还有犁镜、记里鼓车、磨车、舂车、水转大纺车、秤漏、走马灯等。一些重大发明还衍生出新技术，比如在大豆的利用方面，中国人发明了豆腐和酱油。
88项中国古代发明成果目录：
【科学发现与创造】
1.干支2.阴阳合历3.圭表4.十进位值制与算筹记数5.小孔成像6.杂种优势利用7.盈不足术8.二十四节气9.经脉学说10.四诊法11.马王堆地图12.勾股容圆13.线性方程组及解法14.本草学15.天象记录16.方剂学17.制图六体18.律管管口校正19.敦煌星图20.潮汐表21.中国珠算22.增乘开方法23.垛积术24.天元术25.一次同余方程组解法26.法医学体系27.四元术28.十二等程律29.《本草纲目》分类体系30.系统的岩溶地貌考察。
【技术发明】

31.水稻栽培32.猪的驯化33.含酒精饮品的酿造34.髹漆35.粟的栽培36.琢玉37.养蚕38.缫丝39.大豆栽培40.块范法41.竹子的栽培与综合利用42.茶树栽培43.柑橘栽培44.以生铁为本的钢铁冶炼技术45.分行栽培（垄作法） 46.青铜弩机47.叠铸法48.多熟种植49.针灸50.造纸术51.胸带式系驾法52.温室栽培53.提花机54.指南车55.水碓56.新莽铜卡尺57.扇车58.地动仪59.翻车（龙骨车） 60.水排61.瓷器62.马镫63.雕版印刷术.转轴舵65.水密舱壁66.火药67.罗盘（指南针） 68.顿钻（井盐深钻及汲制技艺） 69.活字印刷术70.水运仪象台71.双作用活塞式风箱72.大风车73.火箭74.火铳75.人痘接种术。
【工程成就】
76.曾侯乙编钟77.都江堰78.长城79.灵渠80.秦陵铜车马81.安济桥82.大运河83.布达拉宫84.苏州园林85.沧州铁狮86.应县木塔87.紫禁城88.郑和航海。

热心网友 时间：2023-02-08 14:55

古代发明的过程基本分有意(如犁)和无意(如火药). 

与现代发明的过程最大区别就是现代发明是在系统的理论上发明创造,古代发明一般建立在人们的生产生活经验上. 

都是从实践中摸索出来的，有些是为了工作的需要，如指南针，有些是为了审美需求，如烟花爆竹。说到过程，比方造纸，古时候用树皮，麻绳等为原料放在水里煮，煮成糊状，再加工成纸张，当时的纸很粗糙的

热心网友 时间：2023-02-08 17:37

古代发明的过程基本分有意(如犁)和无意(如火药).
与现代发明的过程最大区别就是现代发明是在系统的理论上发明创造,古代发明一般建立在人们的生产生活经验上.
例火药源于炼丹术炼丹家虽然掌握了一定的化学方法，但是他们的方向是求长生不老之药，因此火药的发明具有一定的偶然性。
炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药，在使用之前，常用烧灼的办法“伏”一下，“伏”是降伏的意思。使毒性失去或减低，这种手续称为“伏火”。唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有：硫磺、硝石各二两，研成粉末，放在销银锅或砂罐子里。掘一地坑，放锅子在坑里和地平，四面都用土填实。把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着，然后夹入锅里，把硫磺和硝石起烧焰火。等到烧不起焰火了，再拿木炭来炒，炒到木碳消去三分之一，就退火，趁还没冷却，取入混合物，这就伏火了。
唐朝中期有个名叫清虚子的，在“伏火矾法”中提出了一个伏火的方子：“硫二两，硝二两，马兜铃三钱半。右为末，拌匀。掘坑，入药于罐内与地平。将熟火一块，弹子大，下放里内，烟渐起。”他用马兜铃代替了孙思邈方子中的皂角，这两种物质代替碳起燃烧作用的。
伏火的方子都含有碳素，而且伏硫磺要加硝石，伏硝石要加硫磺。这说明炼丹家有意要使药物引起燃烧，以去掉它们的猛毒。
虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应，并采取措施控制反应速度，但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生。《太平广记》中有一个故事，说的是隋朝初年，有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人。当晚住在那里。半夜杜春子梦中惊醒，看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”，顿时屋子燃烧起来。这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾。还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事，火把人的脸和手烧坏了，还直冲屋顶，把房子也烧了。书中告戒炼丹者要防止这类事故发生。这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验，就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药，这种药被称为“着火的药”，即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中，在火药发明之后，曾被当做药类。《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫，辟湿气、瘟疫。
火药不能解决长生不老的问题，又容易着火，炼丹家对他并不感兴趣。火药的配方由炼丹家转到军事家手里，就成为中国古代四大发明之一的火药

热心网友 时间：2023-02-08 20:35

4大发明，火药，指南针，印刷术，造纸术《齐名要术》《农书》《弄政全书》《授时历》《水经注》《九章算术》《伤寒杂病论》《洗冤集录》《千金方》〈本草纲木〉张衡的地动仪〈诗经〉〈楚辞〉〈春秋〉〈史记〉〈资治通鉴〉〈永乐大典〉〈四库全书〉〈孙子兵法〉〈三国演义〉〈西游记〉〈水浒传〉〈红楼梦〉〈聊斋〉〈儒林外史〉

中医中药

王渝生介绍说，中医中药对世界最伟大的贡献是其防病治病的实践技术。中医中药建立起完整的医药体系，服务中华民族数千年，在西医传入后继往开来、与时俱进、推陈出新、发扬光大，不仅在国内受到广大患者的信赖，而且在海外日益发展，现在世界上有华人的地方就有中医中药，外国人也日益崇尚中医中药。中医中药当之无愧名列新四大发明之首。

十进位值制

中国是数学古国，中国古代流传下来的《九章算术》、《数术九章》是古代数学名著。古代世界各国曾经有十、十二、二十、六十等多种进位值制，现在统一使用十进位值制。王渝生说，中国是世界最早采用十进位值制的国家，在世界数学史上具有极其重要的地位。出土的殷商甲骨文中已经有一、二、三、四、五、六、七、八、九、十和百、千、万等字的合文来记数，最大的记数有二万多，记录了战争中歼敌、俘虏人数，以及牛羊头数。后来发展成筹算和珠算的逢十进一的十进位值制，是对记数和计算的*性发明，其沿用至今。

赤道坐标系

中国还是天文学古国，中国是世界上最早有文字记载太阳黑子、哈雷彗星、超新星等天象的国家。王渝生说，中国古代天文计算采用的赤道坐标已经为现代天文学所采用，中国成为领先世界采用赤道坐标的国家。古代天文学家在进行天文计算时，分别依照地球自转的赤道平面和公转的黄道平面确定坐标系，中国古代天文计算采用的是赤道坐标，以赤道二十八宿为准研究日、月、五星的运动；西方则按黄道坐标，即所谓黄道十二宫，这是两种不同的坐标系。现代天文学研究证明，赤道坐标优于黄道坐标，现代天文学已经用赤道坐标系统替代黄道坐标系统。

雕版印刷术

活字印刷术是中国古代四大发明之一，同样雕版印刷术也是中国对世界文化的巨大贡献。我国著名科技史家潘吉星证实，在韩国庆州发现的唐武周时期印刷的《无垢金刚经》印自中国长安，而且中国还有比此更早的印刷品。因此，中国成为世界雕版印刷术当之无愧的先驱。

哈哈蔡
[新手]
有一种古老的中国玩具外形就像一只鸟，主体由玻璃制成。它的身体是一根玻璃管，管的上端是一个小球，也就是鸟头，管的下端是一个大球，也就是鸟的尾部。球内装有液体，管的下端浸在液面下。整个鸟身是密闭的，架在一个类似鸟腿的座上。它的头部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。为了让人不能看清鸟身体里的秘密，它的身体被涂上了黑色。而它的神奇之处就是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起来。可是直立一会儿它又会俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，有会直立起来。就这样，它不停地点头喝水，就像是一台永动机。但是永动机在科学理论上是不可能的，那么这到底是怎么回事呢？

根据前苏联著名的科普作家别莱利曼编著的《趣味物理学续编》中提到，曾有人将这个涂了颜色、看不见内部奥秘的“饮水鸟”赠送给爱因斯坦博士，并对他说，科学家不是说永动机是不可能的吗，现在就让你瞧瞧这台永动机。当爱因斯坦看过并明白其原理时，真的十分惊叹“饮水鸟”的设计巧妙。因此这个玩具就被别人叫做“爱因斯坦也吃惊的玩具”。

张衡发明的举世闻名的记里鼓车，三国时期的马钧发明的指示方向的指南车
还有诸葛亮的木马，华佗的五禽戏体操，和《青囊书》医学经典

鲁班制造的能飞三天三夜的木鸟，晋朝人区纯做的会抓老鼠的木人，北齐的兰陵王做了木制的会跳舞的胡人男子，诸葛亮做的木牛流马，张衡做的地动仪，黄帝、张衡、马钧不同时期制的指南车等。

热心网友 时间：2023-02-08 23:49

指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。
自秦汉以后，炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹，从偶然发生爆炸的现象中得到启示，再经过多次实践，找到了火药的配方。三国时魏国有个聪明的技师马钧，用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”，开创了火药应用的先河。
候风地动仪是汉代科学家张衡的又一传世杰作。在张衡所处的东汉时代，地震比较频繁。据《后汉书·五行志》记载，自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年间，共发生了二十六次大的地震。地震区有时大到几十个郡，引起地裂山崩、江河泛滥、房屋倒塌，造成了巨大的损失。张衡对地震有不少亲身体验。为了掌握全国地震动态，他经过长年研究，终于在阳嘉元年（公元132年）发明了候风地动仪——世界上第一架地震仪。

热心网友 时间：2023-02-09 03:21

太阳风暴——最早发现的太阳黑子
有星孛入于北斗——彗星的观测
朔月辛卯 日有食之——日食记录
日月星辰——阴阳合历
世界最古老的星表——石氏星表
现存最早最完整的历法著作——《太初历》
土圭测日影
星陨如雨——流星群的观测
演示天体视运动的仪器——浑天仪
我国最古老的记时仪器——壶漏
大地测量——子午线的测定
历法*——沈括的《十二气历》
科苑奇葩——郭守敬发明和研制的天文仪器
我国古代最优秀的历法——郭守敬的《授时历》
周公观景——天文台的设置
我国最早的数学专著——《周髀算经》
精推细算——《九章算术》
运筹帷幄——零与筹算
十进制记数法
中国剩余定理——大衍求一术
祖冲之和圆周率
贾宪三角
一元高次方乘——天元术
朱世杰和他的《四元玉鉴》
双假设法——盈不足术
级数与垛积术的应用
中国——算盘的故乡
磁石的魔力——指南针的发明
《墨经》与第一运动定律
被中香炉与常平架
磁偏角和磁倾角
测量工具——游标卡尺
投影 幻灯——走马灯

热心网友 时间：2023-02-09 07:09

都是从实践中摸索出来的，有些是为了工作的需要，如指南针，有些是为了审美需求，如烟花爆竹。说到过程，比方造纸，古时候用树皮，麻绳等为原料放在水里煮，煮成糊状，再加工成纸张，当时的纸很粗糙的

热心网友 时间：2023-02-09 11:30

不好说，简单的说是有六个文明。。。要说过程说几天都说不完。。。
1中国文明
2印度河文明
3吠陀文明
4巴比伦文明
5埃及文明
6希腊-爱琴文明
各文明根本就不好说。。。。

热心网友 时间：2023-02-09 16:08

中国古代四大发明:指南针、造纸术、印刷术、火药

世界四大文明古国:印度、古埃及、古巴比伦、中国

热心网友 时间：2023-02-09 21:03

对器物的需要，
到摸索， 开始是简单的类似的使用

后来一步步改进。

最后成品

这就是宏观上把握。。