中國四大發明
中國四大發明
歷史起源
指南針
造紙術
火藥
印刷術
世界影響
目錄
1摘要
2基本信息
3歷史起源
三大發明
四大發明
4指南針
簡介
歷史
裝置方法
5造紙術
簡介
方法
歷史沿革
推廣
6火藥
簡介
歷史沿革
推廣
7印刷術
簡介
小結
8世界影響
概述
造紙術影響
印刷術的影響
火藥的影響
指南針的影響
9歷史意義
中國四大發明是指古代中國的四種發明，壹般是指造紙術、指南針、火藥、活字印刷術。此壹說法最早由英國漢學家李約瑟提出並為後來許多中國的歷史學家所繼承，普遍認為這四種發明對中國古代的政治、經濟、文化的發展產生了巨大的推動作用，且這些發明經由各種途徑傳至西方，對世界文明發展史也產生了很大的影響。
基本信息
中文名
四大發明
外文名
Four Great Inventions
內容
造紙術、指南針、火藥、印刷術
影響
間接加劇全球化
歷史起源
三大發明
盡管中華文明有很多重要的成就都以“四大”“五大”等命名，如四大美人、四大古典小說、四書五經，四大發明的概念卻來源於西方學者，並在之後被中國人接受。
意大利數學家傑羅姆·卡丹早在1550年就第壹個指出，中國對世界所具有影響的“三大發明”：是司南（指南針）、印刷術和火藥。並認為它們是“整個古代沒有能與之相匹敵的發明。”
1620年，英國哲學家培根也曾在《新工具》壹書中提到：“印刷術、火藥、指南針這三種發明已經在世界範圍內把事物的全部面貌和情況都改變了。”
而後，在1861～1863年，馬克思和恩格斯更是將這些發明的意義推到了壹個高峰，馬克思在《機械、自然力和科學的運用》中寫道：“火藥、指南針、印刷術——這是預告資產階級社會到來的三大發明。火藥把騎士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場並建立了殖民地，而印刷術則變成了新教的工具，總的來說變成了科學復興的手段，變成對精神發展創造必要前提的最強大的杠桿。”
恩格斯則在《德國農民戰爭》中明確指出：“壹系列的發明都各有或多或少的重要意義，其中具有光輝的歷史意義的就是火藥。現在已經毫無疑義地證實了，火藥是從中國經過印度傳給阿拉伯人，又由阿拉伯人和火藥武器壹道經過西班牙傳入歐洲。”
英國漢學家麥都思指出：“中國人的發明天才，很早就表現在多方面。中國人的三大發明（航海羅盤（司南），印刷術，火藥），對歐洲文明的發展，提供異乎尋常的推動力。”
四大發明
來華傳教士、漢學家艾約瑟最先在上述三大發明中加入造紙術，他在比較日本和中國時指出“我們必須永遠記住，他們（指日本）沒有如同印刷術、造紙、指南針和火藥那種卓越的發明。這個發明清單被後來的著名英國生化學家、歷史學家和漢學家李約瑟發揚光大。
指南針
簡介
指南針前身——司南
指南針前身——司南
指南針是用以判別方位的壹種簡單儀器。前身是司南。主要組成部分是壹根裝在軸上可以自由轉動的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的北極，利用這壹性能可以辨別方向。常用於航海、大地測量、旅行及軍事等方面。指南針的N指北方，E指東方，W指西方，S指南方 。
中國是世界上公認發明指南針（Compass）的國家。指南針的發明是我國古代勞動人民在長期的實踐中對物體磁性認識的結果。由於生產勞動，人們接觸了磁鐵礦，開始了對磁性質的了解。人們首先發現了磁石吸引鐵的性質，後來又發現了磁石的指向性。經過多方面的實驗和研究，終於發明了實用的指南針。最早的指南針是用天然磁體做成的，這說明中國古代勞動人民很早就發現了天然磁鐵及其吸鐵性。據古書記載，遠在春秋戰國時期，由於正處在奴隸制社會向封建社會過渡的大變革時期，生產力有了很大的發展，特別是農業生產更是興盛發達，因而促使了采礦業、冶煉業的發展。在長期的生產實踐中，人們從鐵礦石中認識了磁石。最早的指南針是司南。
歷史
“中國最早的指南針理論，是建立在陰陽五行學說基礎上的‘感應說’。”關增建介紹，11世紀中葉時中國大科學家沈括還對指南針感到匪夷所思，他的《夢溪筆談》介紹了指南針的人工磁化方法、磁偏角的發現和指南針的架設方法，但對指南針為什麽會指南卻沒有壹點概念——“磁石之指南……莫可原其理！”隨後，文人學者們從陰陽五行學說出發，結合當時人們對大地形狀的認識，提出各種指南針理論。例如，最晚成書於宋代的《管氏地理指蒙》，首先提出如下邏輯：
“磁針是鐵打磨成的，鐵屬金，按五行生克說，金生水，而北方屬水，因此北方之水是金之子。鐵產生於磁石，磁石是受陽氣的孕育而產生的，陽氣屬火，位於南方，因此南方相當於磁針之母。這樣，磁針既要眷顧母親，又要留戀子女，自然就要指向南北方向。”
南宋人的指南針原理，仍認為“指南針之所指，即陽氣之所在”，只是圍繞磁偏角現象，立論依據更多轉向地理方位的坐標系統——中國古人認為地是平的、大小有限，這樣地表面必然有個中心，過該中心的那條子午線就是唯壹的南北方向。南宋人曾三異等認為，壹旦測量地點不在這條南北線上，指南針所指向自然“少偏”。到明代，有人假托南唐人著作指出，指南正針由大地方位系統決定，而偏角則由天體方位劃分系統所決定。關增建認為，這種說法“體現了傳統指南針理論在陰陽感應學說和磁偏角的存在這壹矛盾面前所表現出來的窘迫”。
明萬歷年間（公元1573～1620年），傳教士來華，帶來西方的指南針理論、地球學說以及相關科技知識。受其影響，中國學者開始從新的視角探討指南針理論問題，在此過程中，陰陽五行的作用不斷淡化，力學角度的分析不斷增加，但吉爾伯特1600年提出的科學理論連西方學界都沒統壹，更談不上入主東土。傳教士中，1658年抵華的比利時耶穌會士南懷仁的指南針理論最系統，但他認為決定磁針指向的是地球的地理南北兩極本身，理論仍然局限在古代科學的範圍，而不像吉爾伯特認識到地球本身存在壹個磁體。南懷仁理論在中國影響深遠，直到19世紀中葉，中國仍有學者用它解釋指南針問題。而此時，清末來華的傳教士已開始著手把西方近代磁學知識介紹給中國了。
先秦時代我們的先人已經積累了許多這方面的認識，在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦，即磁石（主要成分是四氧化三鐵）。這些發現很早就被記載下來了。《管子》的數篇中最早記載了這些發現：“山上有磁石者，其下有金銅。”其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現，《呂氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招鐵，或引之也。”那時的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。並認為：“石是鐵的母親，但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女，不慈的石頭就不能吸引了。”據說秦始皇統壹六國後，在鹹陽附近修阿房宮，宮中有壹座門是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵器，入宮行刺，就會被磁石門吸住。這個故事告訴我們，古代勞動人民很早就掌握了磁學知識。
當把兩塊磁鐵放在壹起相互靠近時，有時候互相吸引，有時候相互排斥。人們都知道磁體有兩個極，壹個稱N極，壹個稱S極。同性極相互排斥，異性極相互吸引。那時的人們並不知道這個道理，但對這個現象還是能夠察覺到的。
到了西漢，有壹個名叫欒大的方士，他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西，通過調整兩個棋子極性的相互位置，有時兩個棋子相互吸引，有時相互排斥。欒大稱其為“鬥棋”。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝，並當場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封欒大為“五利將軍”。欒大利用磁石的性質，制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。
指南針的始祖大約出現在戰國時期。它是用天然磁石制成的。樣子像壹把湯勺，圓底，可以放在平滑的“地盤”上並保持平衡，且可以自由旋轉。當它靜止的時候，勺柄就會指向南方。古人稱它為“司南”，當時的著作《韓非子》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》中記載了司南的應用，鄭國人采玉時就帶了司南以確保不迷失方向。
春秋時代，人們已經能夠將硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具，因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。東漢時的王充在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了明確的記錄。司南是用整塊天然磁石經過琢磨制成勺型，勺柄指南極，並使整個勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置於光滑的地盤之中，地盤外方內圓，四周刻有幹支四維，合成二十四向。這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象，積累了大量的知識和經驗，經過長期的研究才完成的。司南的出現是人們對磁體指極性認識的實際應用。但司南也有許多缺陷，天然磁體不易找到，在加工時容易因打擊、受熱而失磁。所以司南的磁性比較弱，而且它與地盤接觸處要非常光滑，否則會因轉動摩擦阻力過大，而難於旋轉，無法達到預期的指南效果。而且司南有壹定的體積和重量，攜帶很不方便，這可能是司南長期未得到廣泛應用的主要原因。
司南由青銅盤和天然磁體制成的磁勺組成，青銅盤上刻有二十四向，置磁勺於盤中心圓面上，靜止時，勺尾指向為南。
每塊磁鐵兩頭都有不同的磁極，壹頭叫S極，另壹頭叫N極。我們居住的地球，也是壹塊天然的大磁體，在南北兩頭也有不同的磁極，靠近地球北極的是S極，靠近地球南極的是N極，也正是因為地磁極和地理兩級不完全重合，才出現了地磁偏角現象。我們知道，同性磁極相斥，異性磁極相吸引，所以，不管在地球表面的什麽地方，拿壹根可以自由轉動的磁針，它的N極總是指向北方，S極總是指向南方。
二千多年以前，也就是春秋戰國時候，中國已經用鐵來制造農具了。勞動人民在尋找鐵礦的時候，就發現了磁鐵，並且知道它能夠吸鐵。
《夢溪筆談》是沈括（1031—1095年）所著的有關中國古代科學技術的著作，書中談到磁學和指南針的壹些問題。他在《夢溪筆談》的補筆談中談到了摩擦法磁化時產生的各種現象：“以磁石摩針鋒，則銳處常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理應有異，未深考耳。”這是說，用磁石去摩擦縫衣針後，針鋒有時指南，也有時指北。磁石都有N和S兩個極，磁化時縫衣針針鋒的方位不同，則磁化後的指向也就不同。但沈括並不知道這個道理，他真實的記錄了這個現象並坦白承認自己沒有做深入思考。以期望後人能進壹步探討。
裝置方法
關於磁針的裝置方法，沈括介紹了四種方法：
1．漂浮法指南針——將磁針上穿幾根燈心草浮在水面，就可以指示方向。
2．碗唇旋定法指南針——將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉，指示方向。
3．指甲旋定法指南針——把磁針擱在手指甲上面由於指甲面光滑，磁針可以旋轉自如，指示方向。
4．縷懸法指南針——在磁針中部塗壹些蠟，粘壹根蠶絲，掛在沒有風的地方，就可以指示方向了。
5. 支撐式指南龜——將指南針換做為壹個龜形磁石，頭指南，尾指北與縷懸法指南針無較大差異
指南龜是當時流行的壹種新裝置，將壹塊天然磁石放置在木刻龜的腹內，在木龜腹下方挖壹光滑的小孔，對準並放置在直立於木板上的頂端尖滑的竹釘上，這樣木龜就被放置在壹個固定的、可以自由旋轉的支點上了。由於支點處摩擦力很小，木龜可以自由轉動指南。當時它並沒有用於航海指向，而用於幻術。但是這就是後來出現的旱羅盤的先聲。
指南龜發明年代不晚於1325年。木塊刻成龜型，龜腹部中心嵌以磁體，木龜安放在尖狀立拄上，靜止時首尾分指南北。
要確定方向除了指南針之外，還需要有方位盤相配合。最初使用指南針時，可能沒有固定的方位盤，隨著測方位的需要，出現了磁針和方位盤壹體的羅盤。羅盤有堪輿用的羅經盤和水羅盤、旱羅盤。
盤面周圍刻二十四方位，內中盛水，磁針橫穿燈草，浮於水面。
人們已經知道，地球的兩個磁極和地理的南北極只是接近，並不重合。磁針指向的是地球磁極而不是地理的南北極，這樣磁針指的就不是正南、正北方向而略有偏差，這個角度就叫磁偏角。又因為地球近似球形，所以磁針指向磁極時必向下傾斜，和水平方向有壹個夾角，這個夾角稱為磁傾角。不同地點的磁偏角和磁傾角都不相同。成書於北宋的《武經總要》在談到用地磁法制造指南針時，就註意利用了磁傾角。沈括在《夢溪筆談》談到指南針不全指南，常微偏東。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁傾角的發現使指南針的指向更加準確。
魏晉南北朝時，中國先民對磁石的性質已有了很多認識。就連當