中华上下五千年-214中国的四大发明
点上方绿标即可收听精彩音频
纸、印刷术、指南针和火药,是我国古代的四大发明,也是我国对世界文明的贡献。在宋代,四大发明无论在使用方法上,还是制作技术上,都有了极大的发展。
我国是最早发明印刷术的国家。随着造纸和制墨等技术的出现,雕版印刷术也发明出来了。雕版印刷就是把图案和文字刻在木板上,用水墨进行印刷。唐代时,雕版印刷在我国已非常盛行,而宋代毕昇发明的活字印刷术则是印刷技术发展的一大飞跃。
据《梦溪笔谈》记载,发明活字印刷术的是宋仁宗庆历年间的刻字工人毕昇。毕昇当时在北宋国都汴梁城从事书籍刻印工作,是个技艺高超的工匠。他看到,用雕版印刷术印书,书坊要刻很多木板,这些木板堆积如山,要占用好多房间。书印完后,雕版就失去用处,只能当柴火烧了。他觉得十分可惜,于是在心中萌发了改进雕版印刷的念头。他想到:有很多字在印书时是经常出现的,如“之乎者也”,每次出现都要刻一次,太麻烦了,要是刻一次能反复使用就好了。
另外,要让老的雕版在印刷以后仍可以重新使用,就必须把雕版拆散成为单个的字。但字怎么才能拆开呢?拆开后又怎么才能合拢印刷呢?如果把字一个一个分别刻在一块小木板上,也许能行。
于是,毕昇立即动手试验。他把整块整块的木板切成一块块半寸见方的小木块,然后找出三千个常用字,刻在小木板上。他把每个单字都刻上好几个,有些常用的单字像“之”、“也”等,各刻了二十多个。
那些分散的字如何连结起来,又用什么材料来连结呢?毕昇找来松香、油蜡、纸灰等材料进行试验。
他先预备好一块铁板,铁板四周围了一个铁框。铁板上先敷好松香、蜡烛和纸灰等材料,然后在铁框内把一个个用木头雕刻好的字放进去,按照要求排列整齐。再把铁板放在火上去烤。待松香熔化后,用木板一压,满满一框木活字就整齐地粘在一起了。毕昇把墨均匀地涂在木活字上,再把纸铺上去,用刷子轻轻一刷,揭下来一看,一张字迹清晰的印刷品就呈现在了眼前。
但木质的字模容易吸水变形,印了几次字迹就模糊不清了。怎样才能找到一种既不吸水变形,又能雕刻成字的材料呢?毕昇为寻找新的材料而动足脑筋。
看到自己家里烧水用的瓦罐,他想,用泥坯做字不是挺好的吗?如果先用泥坯刻好字,再放进窑里进行烧制,不就可以制成像瓦罐那样不吸水的泥活字吗?于是,他在自家后院搭起了一座小窑,又用胶泥制成许多半寸见方的“小土坯”,刻成五千多个字块,然后点火烧窑,日夜守候在旁。两天后,一套不吸水、笔画清晰、坚如牛角的泥活字终于制成了。
毕昇把活字版拼好,试印了三百多张,每一张都清清楚楚。活字印刷终于试验成功了。后来,德国的谷登堡也发明了用金属铜制成活字进行印刷,但比起毕昇来,已经迟了四百年了。
活字印刷促使宋代印刷业发达起来,印刷业的发达又促进了造纸业的发展。宋代也是造纸业发展的鼎盛时期,其中最重要的成就是以竹子为原料,制作成质量较好的竹纸。竹子的质地较紧密结实,要把它的纤维分离出来作为造纸的原料,在工艺上是有较大难度的。竹纸在宋代被大量地造出来,成为当时图书典籍、官府文件等的主要用纸,表明当时的造纸技术有了重大发展。此外,四川的造纸工人用舂米的水碓(duì)舂捣造纸原料,既节省人力,提高工效,又能保证质量;安徽的造纸工人则造出了长达三至五丈的巨幅纸。这些都是古代造纸技术的重要革新和发展。
我国早在战国时期,就有人利用天然磁铁矿发明了指示方向的仪器“司南”。司南的样子像个勺子,底圆圆的,放在平滑的“地盘”上会转动,地盘上则刻有表示方位的刻度。由于地磁原理,司南停止时勺柄会指向南方。但司南在转动时摩擦力较大,因而不够灵活,受到震动时也不够准确。
根据《梦溪笔谈》的记载,北宋时发明了用细小的钢针在天然磁石上摩擦制成指南针。细小的钢针经过天然磁石的摩擦而带有磁性,成为磁针,可以指示方向。后来人们把磁针装在刻有方位的罗盘上,这样就制成了使用方便、指向准确的罗盘针。到北宋末年,这种罗盘针已开始在海船上使用了。
火药是我国古代的炼丹家在炼制丹药时发明的。唐代中期有了制造火药的记载,唐代末年火药已被用于作战。到了宋代,火药已被广泛地用于军事,并出现了火箭、火炮、火枪等多种使用火药的武器。北宋政府还设置了专门制造火药和火药武器的作坊,兴盛时工匠达到四万人左右。
火箭是在北宋初期出现的。这种武器是把火药绑在箭头上,加上引线。使用时点燃引线,把箭射向目标,十分方便。北宋军队与西夏作战时,一次就使用了二十五万支火箭。北宋末年出现了一种叫“霹雳炮”的武器,点燃火药后炮会炸开,烟雾弥漫,能迷住敌人的眼睛。南宋时又发明了突火枪,这是一种世界上最早的管状射击武器,被认为是近代步枪的前身。突火枪原来是用粗毛竹制成的,到元代时改用铜铸造,名称也改为“火铳”。现在,在北京中国历史博物馆中,还保存着一件元代铸造的铜火铳。这是目前所知道的、最早刻有铸造年代的火炮。