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　　科技黑板報資料之中國四大發(fā)明

　　火藥

　　火藥是中國四大發(fā)明之一�；鹚�，顧名思義就是(著火的藥)。它的起源與煉丹術(shù)有著密切的關(guān)系，是古代煉丹士在煉丹時無意中配制出來。

　　它是硫黃、硝石、炭的混合物，而前兩項在漢代成書的中國第一部藥物學(xué)典籍《神農(nóng)本草經(jīng)》里都被列為重要的藥材。就是火藥本身也被歸入藥類，明代李時珍的《本草綱目》中說，火藥能治瘡癬，殺蟲，辟濕氣和瘟疫。火藥的發(fā)明是人們長期煉丹，制藥實踐結(jié)果，至今已有1000多年歷史。

　　唐朝末年，火藥已被用于軍事。唐昭宗天佑元年(904年)楊行密的軍隊圍攻豫章，部將鄭璠“以所部發(fā)機飛火，燒龍沙門，帶領(lǐng)壯士突火先登入城，焦灼被體”《九國志·鄭璠傳》。這里所說的“飛火”，就是“火炮”、“火箭”之類。“火炮”是把火藥制成環(huán)狀，把吊線點燃后用拋石機拋擲出去;“火箭”則是把火藥球縛于箭鏃之下，將吊線點燃后用弓射出。到了宋代，戰(zhàn)爭接連不斷，促進(jìn)火藥武器的加速發(fā)展。北宋政府建立了火藥作坊，先后制造了火藥箭、火炮等以燃燒性能為主的武器和“霹靂炮”、“震天雷”等爆炸性較強的武器。南宋在1259年造出了以巨竹為筒，內(nèi)裝火藥的“突火槍”。到了元代又出現(xiàn)銅鑄火統(tǒng)，稱為“銅將軍”。這些都是以火藥的爆炸為推動力的武器，在戰(zhàn)爭中顯示了前所未有的威力。

　　在12、13世紀(jì)，火藥首先傳入阿拉伯國家，然后傳到希臘和歐洲乃至世界各地。對人類社會的文明進(jìn)步，對經(jīng)濟和科學(xué)文化的發(fā)展，起了推動作用。美法各國直到14世紀(jì)中葉，才有應(yīng)用火藥和火器的記載。

　　造紙術(shù)

　　紙的發(fā)明是中國在人類文化的傳播和發(fā)展上，所做出的一項十分寶貴的貢獻(xiàn)。造紙是一項重要的化學(xué)工藝，是中國化學(xué)史上的一項重大的成就。

　　在紙還未發(fā)明之前，甲骨、竹簡和絹帛是古代用來供書寫、記載的材料。但由于西漢的經(jīng)濟、文化迅速發(fā)展，甲骨和竹簡不能滿足發(fā)展的需求，從而促使了書寫工具的改進(jìn)。

　　當(dāng)時人們已開始應(yīng)用小塊的絲綿制成的紙，考古學(xué)家于1933年在新疆羅布淖爾發(fā)現(xiàn)了一張古紙，它是“麻物、白色，作方塊薄片，四周不完整，長約40厘米，寬約100厘米，質(zhì)甚粗糙，不勻凈，紙面尚有麻筋，蓋初做紙時所做，故不精細(xì)也”。由于古漢時的紙張是由麻縷和絲綿，加上制法粗糙，所以紙張的質(zhì)量不太好。而麻縷和絲綿都有其本身的作用，如要把它們用作造紙的原料，就必然會受到很大的限制，而難以得到迅速的發(fā)展，來滿足文化生活上對紙張的要求。

　　在新的客觀形勢要求下，蔡倫的出現(xiàn)便為造紙術(shù)帶來新突破，在《東漢觀記》卷二上記載：“蔡倫，有才學(xué)，盡忠重慎，每次休沐，閉門以絕賓客，曝體田野。典作尚方，造紙用樹皮及敝布、漁網(wǎng)作紙。元興元年奏上，帝善其能，自是莫不用，天下咸稱蔡侯紙”。從以上看來，蔡倫是用樹皮、破布、漁網(wǎng)造紙的。

　　雖然在蔡倫之前也有紙的存在，但是原料本身就有很大的局限，而蔡倫對新原料的發(fā)現(xiàn)，解決了這個問題。因為破布、破漁網(wǎng)早已結(jié)束了它們本身的任務(wù)，成了廢物而又用作原料，對造紙工業(yè)起了極大的推動作用。

　　新原料的使用必然提出新技術(shù)的要求，但是由于典籍流失，實際的操作如何，已缺乏記載，無從考知，大概是先張布或網(wǎng)撕破或剪斷，然后放在水里浸漬相當(dāng)長的時間并且需要加以舂搗，才能做成紙漿。用樹皮做紙張，困難更大一些。除初步切短和后部舂搗外，中間還需要烹煮和加入石灰漿之類的促爛劑。

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　　印刷術(shù)

　　雕皮印刷的發(fā)展經(jīng)過：殷商時代的書繪雕刻à秦代的雕造à漢代以石刻經(jīng)à紙張的發(fā)明à魏晉南北朝書本雕刻à五代雕刻經(jīng)傳à宋代雕皮興盛à畢昇發(fā)明活字皮à元代王楨的改良à明代邱報使用活字板à清代銅活字印刷。

　　(1)殷代的甲骨文版，已能用雕刻方法，雕書畫之形于牛頭骨、鹿頭骨、人頭骨、白陶、灰陶、玉器、石器、角器等物上，且雕刻技蕓，頗為精巧，大小字體，均甚美觀。

　　(2)秦始皇凡見名山，必立石以刻其豐功偉績以夸后世。

　　(3)秦人刻石紀(jì)功，西漢不師其制。而漢代之木刻，亦甚少傳世，石刻要待東漢才告風(fēng)行，碑碣之?dāng)?shù)，不可勝數(shù)。

　　(4)魏晉南北朝，為中國書法藝術(shù)最燦爛的時代，南北朝碑刻尤多。南朝雖定立碑之禁，而不能久。其時，雕刻之工程，因時劫之需求，而大有進(jìn)步。

　　(5)書籍雕版，始之時不能考究，自五代，晚唐才考究雕皮印書，其源頭與漢魏雕刻石經(jīng)，六朝石刻佛像佛經(jīng)，唐開元間刻道德經(jīng)等，均有前因后果的關(guān)系。而五代時雕印之風(fēng)，各地皆有，除長樂老人馮道雕印九經(jīng)外，有蜀地母昭裔、復(fù)有和凝其人，篆板印刷，造福人群。

　　(6)北宋初，雕皮印書雖已風(fēng)行，但先佛藏而后傳書。宋代的書籍主要有官刻書籍、家塾刻書、坊本3種。

　　(7)雕刻木皮盛行后，對促進(jìn)文化，固有甚大貢獻(xiàn)。但遂板雕，耗費其鉅。后有宋人畢昇，發(fā)明活字皮。沈括《夢溪筆談》記：“有布衣畢昇，又為活板。其法用膠泥刻字，薄如錢唇，每字為一印，火燒令堅。先設(shè)鐵板，其上以松脂臘和紙灰之類冒之。欲印則以一鐵范置鐵皮上，乃密布字印。此法大大加速印刷速度，以一板印刷，一板已自布字……更互用之。”

　　(8)元代王楨，將排版、檢字、造輪、鎪修以至刷墨等過程，悉心研究。

　　指南針

　　戰(zhàn)國：司南 北宋：指南針 南宋：羅盤針

　　指南針是中國歷史上的偉大發(fā)明之一，也是中國對世界文明發(fā)展的一項重大貢獻(xiàn)。指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而制成的一種指向儀器。磁石的這種特性，被古人利用來制成指南工具。

　　最早出現(xiàn)的指南工具叫司南，戰(zhàn)國時已被普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成，樣子像一只勺，重心位于底部正中，底盤光滑，四周刻二十四向，使用時把長勺放在底盤上，用手輕撥，使它轉(zhuǎn)動，停下后長柄就指向南方。東漢王充《論衡·是應(yīng)篇》記載了它的形狀和用法�！豆砉茸�·謀篇》里還談到鄭國人到遠(yuǎn)處去采玉，就帶了司南，以免迷失方向。另外，指南車的發(fā)明亦進(jìn)一步把這種儀器提升至更高的境界。

　　但是，用天然磁石琢磨而成的司南，成品較低，磁性較弱。到了宋代，人們發(fā)明了人工磁化方法，制造了指南魚和指南針。而指南針更為簡便，更具實用價值。它是以天然磁石摩擦鋼針制成，在地磁作用下保持指南性能，然后把它裝置在方位盤上，就稱為羅盤。這是指南針發(fā)展史上的一大飛躍。

　　沈括對指南針放置方法也作過詳細(xì)研究，總結(jié)出四種不同的方法，并作了比較：

　　1) 水浮法：把指南針浮在水面以指示方向，至于具體方法，沉括沒有說明。到北宋晚期，藥物學(xué)家寇宗奭的《本草衍義·磁石條》才有介紹，原來是在指南針上穿上燈心草，就可以把針浮起。水浮法的缺點是磁針會隨水搖蕩不定。

　　2) 指甲旋定法：把磁針放在指甲上，可以靈活運轉(zhuǎn)，但缺點是容易滑落。

　　3) 碗唇旋定法：把磁針放在碗口邊緣上，也可以旋轉(zhuǎn)自如，但同樣易掉落。

　　4) 懸絲法：取一根新棉絲，用一點蠟黏在磁針中央，懸掛在沒有風(fēng)的地方磁針即可指示方向。比較之下，沈括認(rèn)為這個方法最為理想。

　　指南針在公元11世紀(jì)時已是常用的定向儀器。指南針的最大貢獻(xiàn)，是大大地促進(jìn)了航海事業(yè)的發(fā)展。據(jù)考證，公元11世紀(jì)末，指南針就開始用于航海了。大約在12世紀(jì)末到13世紀(jì)初，指南針由海路傳入阿拉伯，然后由阿拉伯傳入歐洲。

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