中国对人类文化发展的巨大贡献当首推“四大发明”,即造纸术、指南针、火药和印刷术,因为它们是改变世界历史进程的伟大科学技术成就。

先说造纸术。我们知道,在纸张发明以前,我们的祖先是利用龟甲、兽骨和青铜器记事,称为“甲骨文”和“金文”;

几乎与此同时,人们又用丝织的绢,称为“帛书”。但所有这些书写材料,不是笨重,就是昂贵,都影响了信息储存和交流。

在制造丝织品的过程中,人们发现了一种薄薄的丝绵可以书写,这就是所谓的“絮纸”。遗憾的是,这种絮纸由于原料有限,不能大量制造,但人们却从中得到启发,去植物中寻找纤维,于是就发明了植物纤维纸。“纸”字的偏旁所以从“纟”,原因就是纸张最早是从丝织品开始的。

1957年,从西安市郊濡桥的西汉古墓中出土了中国最早的植物纤维纸——麻纸,足见在东汉蔡伦造纸之前中国已发明了纸。只是这种纸质地粗糙,不便书写,仅可作包装之用。

从1973年到1974年间,又在甘肃居延汉代遗址中发现麻纸两片,其色泽白净,质薄而均匀,似乎已能书写。

蔡伦的伟大,在于他用树皮、麻头、破布等多种植物纤维造纸,并且大大提高了纸的质量,这种纸史称“蔡侯纸”。因此,蔡伦在中国造纸术上的地位和贡献仍然是不可替代的。

蔡伦之后,东汉末年又有一位造纸的能手,他的名字叫左伯,字子邑,因他所造的纸质量很高,备受世人称赞,所以南北朝时,萧子良在写给王僧虔的信中称,“子邑之纸,妍妙辉光”。这一时期,造纸原料有新的拓展,造纸设备也得到了改进,加工技术也有新的提高,出现了色纸。

隋唐以后,造纸业进人全盛时期,造纸原料更加丰富,麻皮、嫩竹、桑皮、稻秆等均可造纸;纸的种类愈益增多,宜纸、蜀纸、苏纸、歙纸竞相媲美;造纸技术更加成熟,纸的应用范围已不仅仅局限于书写。可以说,直到近代机器纸出现以前,我国的造纸术一直居世界领先地位。

但到18、19世纪以来,欧洲工业革命时期,开始用机器造纸,发明造纸机,并且不断改进造纸技术,我国的造纸术落在了世界的后面。

再说指南针。早在春秋战国时期,我国人民已发现了天然磁石吸铁的性能和指示南北的现象,这在《管子·地数》中已有记载。大约也就在这时,人们利用天然磁石的特性制成了最初的指南针—“司南”。其形状像一把小勺子,底部为圆形,置于平滑的刻有二十四向的地盘上,勺柄就会自动转向南方,但因地盘与司南底部产生的摩擦,所测方向难以准确。

指南鱼是将薄铁片剪为鱼形,经磁化后带有磁性,使用时让它浮出水面,鱼头就会指南。

指南针则是将钢针磁化,其使用方法在北宋科学家沈括(1031一1095年)的《梦溪笔谈》中描述了四种。

后来,人们又将指南针与二十四向方位盘结合起来,制成“罗盘”。有了罗盘,只要看一看指南针所指的地方,就可以定出精确的方位。

但是,人们也发现,指南针并不完全指南,因为地球存在地磁偏角。《梦溪笔谈》最早记录了这个事实,书中说:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”

据北宋朱彧的《萍洲可谈》记述:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”

南宋吴自牧的《梦粱录》也说:“风雨晦冥时,唯凭针盘(即罗盘)而行……毫厘不敢差误,盖一舟人命所系也。”

由于中国的航海业在宋代已很发达,与阿拉伯诸国的往来十分频繁,因此指南针在宋代已传入阿拉伯地区。

1180年左右,指南针又从阿拉伯人传到欧洲人手中。正因为如此,加上西方地圆说的确立,才有后来哥伦布发现新大陆、麦哲伦环绕地球航行,并为殖民地和世界市场的建立提供了可能。

然后说火药。火药是硝酸钾、硫黄和木炭三种粉末的混合物。它的发明是古代炼丹术长期实践的结果。

据唐代炼丹著作《真元妙道要略》记载,“有以硫黄、雄黄合硝石,并蜜烧之,焰起,烧手面及烬屋舍者”。

《诸家神品丹法》收录的孙思邈的《丹经内伏硫黄法》一文,其实讲的就是制造火药的具体方法。

火药发明以后,首先被用到军事上,以火药为动力的杀伤性武器被制造出来。这是武器制造史上的一次革命。

11世纪的宋代,已制成了火箭、火球、火蒺藜等武器。由曾公亮、丁度等人编的《武经总要》首次记录了火炮等三种火药武器的,

到元代开始出现铜铸或铁铸的筒式火炮——火铳,因其威力巨大而被称为“铜将军”。

到明代又出现了同时发射十支以上,甚至几十支和上百支箭的“火弩流星箭”“一窝蜂”“飞镰箭”“百矢弧”等,此外还有自动爆炸的地雷、水雷等。特别是有一种名叫“火龙出水”的火箭,已具有两级火箭的雏形。

大约在唐代晚期,制造火药的主要原料——硝石,已传到阿拉伯、波斯等地,因其洁白如雪,被称为“中国雪”或“中国盐”。约在13世纪左右,火药才经由商人传人阿拉伯地区,因那时的阿拉伯人称中国为“契丹”,故把中国传入的火药武器称为“契丹火枪”或“契丹火箭”。在蒙古人西征的过程中,阿拉伯人得到了中国的火器;而欧洲人又在与阿拉伯人的战争中学会了火药和火器的制造方法。

到隋代初年,民间已开始用雕版印刷佛像和历书等。其方法是将文字或图画以阳文反刻在质地坚硬的枣木或梨木板上,然后刷墨铺纸加以印刷。

1900年,在敦煌千佛洞发现了唐咸通九年(868年)印刷的《金刚经》,其雕刻精美,图文清晰,是目前已知世界上最早的印刷品,比欧洲最早印刷的《圣克利斯托菲尔》画像要早600年。

五代以后,雕版印刷进一步发展,到宋代已达盛期,印刷出版了众多经、史、子、集各类书籍。这时除官刻本(政府)和私刻本(文人)外,还有许多以盈利为目的的私营书坊,所以宋代藏书事业有了很大发展。

宋开宝四年(971年),张从信在成都雕印的全部《大藏经》达1,046部,共5,048卷,所用雕版达13万块之多。

但雕版的使用并不方便,不但刻版费时,而且保存不易,常因气候、虫蛀等腐蚀变形,并且即使有错字也不能改正。这时出现了活字印刷的平民发明家毕昇。他以丰富的实践经验,经过不断的摸索,终于在宋庆历年间(1041一1048年)制成了胶泥活字,实行排版印刷,完成了印刷史上的一次伟大革命。

过去认为,元代农学家王祯发明了木活字,并且将活字按韵排列,大大提高了工人的拣字效率。

但据1991年9月在宁夏回族自治区贺兰县西夏方塔中出土的西夏佛经《吉祥遍至口和本续》研究,此经为西夏后期(12世纪下半叶)以木活字印刷,这把木活字印刷技术的发明时间又提早了一百多年。

可以说,直到20世纪电子排版系统出现以前,人类一直使用毕昇发明的活字印刷技术。

中国的印刷术大约在8世纪传到日本,在12世纪前后传入波斯和埃及。中国的印刷术连同其他发明沿着“丝绸之路”传向西方。

随后,14世纪到15世纪,雕版印刷与活字印刷在欧洲同时流行。人类文明因纸与印刷术的发明而大大加快了传播、交流和发展的速度。

英国哲学家弗兰西斯·培根曾经这样评价中国的这几项发明,他说印刷术、火药和指南针“这三种东西已经改变了世界的面貌。第一种在文学上,第二种在战争上,第三种在航海上。由此又引起了无数的变化。这种变化如此之大,以至没有一个帝国、没有一个宗教教派、没有一个赫赫有名的人物,能比这种发明在人类的事业中产生更大的力量和影响”。

马克思也评论说:“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成了新教的工具,总的来说变成了科学复兴的手段,变成了对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”

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