九、影響文明進程的四大發明

說到中國古代的科技文明，就不能不說四大發明。指南針、火藥、紙張和印刷術的發明，不僅給中國文化帶來重大影響，也影響著世界的文明進程。

指南針與航海術

大約在公元前5世紀左右，中國人就發現了磁鐵的指極性。指南針的前身就是出現於戰國時期的一種名為“司南”的小玩意。今天，我們常常將其作為中國古代科學技術的象征物。這是一個很漂亮的物件，在平滑的“地盤”上，放上一個像勺子的物品，勺子以天然磁石經過琢磨制成，重心恰好落到勺底的正中，勺子為圓底，可以自由旋轉，當它停下之時，勺柄就會指向南方。當時人們就將它派上了用場，如當時鄭國人到遠方采玉，就使用“司南”，確保不迷失方向。

“司南”利用的是地球磁場的作用。地球是一個大磁體，它的兩極分別在接近南極和北極的地方，因此地球表面的磁體自由轉動時，就會因磁體同性相斥、異性相吸的性質指示南北。

司南

到了公元4世紀，東晉人發明了一種叫做“指南魚”的小遊戲。其方法是拿一塊薄鐵葉，剪裁成魚形，兩頭翹起，腹部的地方略微有些下凹，看起來像一只小船，磁化後浮在水面，就能指示南北。磁化的方法是將鐵片放到火中燒，燒紅的鐵片放置在子午線的方向上，這時，鐵片內部分子處於活動狀態，鐵分子順著地球磁場方向排列，達到磁化目的。這是中國人利用磁化作用的眾多小發明之一。

中國人發明指南針技術並加以廣泛運用大約在公元9至10世紀。公元10世紀時中國人發明了縷懸式指南針，小小的磁針掛在高高的梁柱上，磁針的下面是圓星的方位盤，有二十四向，磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向，通過看磁針在方位盤上的位置，就能斷定出方位。

公元12世紀時，中國人還發明了“指南龜”：將一塊天然磁石放置在木刻龜的腹內，在木龜腹下方挖一光滑的小孔，放置在木板頂端的竹釘上，這樣木龜就有了可以自由旋轉的支點了，靜止時首尾分指南北。

大致在北宋時，指南針就被用於航海。開始時人們對它的性能並不太熟悉，所以航海人員晚上靠星星、白天靠太陽辨別方向，逢到陰天才靠指南針。到了元代，指南針對於航海的作用被充分認識，不論白天黑夜，不論陰天晴天，航海者都用指南針辨別方向。人們在船上設置了專門放置指南針的“針房”，並有專業人員負責看管。當時的指南針技術還比較粗略，多是將指南針放到水中，即所謂“浮針”，後來把它和羅盤結合起來，指南針的使用範圍便日益廣泛。

指南針的發明，促進了中國人的航海事業。中國人配合對潮汐、季風等的觀察，在航海中創造了一套實用性很強的導航技術。正是憑借這樣的導航技術，才出現像鄭和下西洋那樣的海上壯舉，將中國人的航海事業推進到一個新時代。

造紙術和文明的傳播

戰國時有一位思想家惠子，與莊子是朋友。惠子是邏輯學家，他很有學問，人們說他“學富五車”——今天中國人常用這個成語形容有學問的人。惠子的學問再大，怎麽能讀完裝滿五車的書？原來，當時的書不是寫在紙上，而是刻在竹簡上的。

人類發明了文字，有了文字就要書寫。中國自古以來，發明了許多種書寫的方式：有刻在龜甲上的，那是三千多年前的甲骨文；有鑄在青銅器上的，那是金文；有鍥刻在石頭上的，那叫碑文；也有刻在竹簡上的；還有寫在布帛上的。

元至正元年（1314）   朱墨雙色套印《金剛經注》

龜甲上的鍥刻，石頭上的雕寫，都很不容易，寫成了不易攜帶，也不易傳播。鑄造在青銅器上的金文或寫在布帛上的帛書，都太昂貴。正是在這樣的基礎上，人類發明了紙。

人們都知道蔡倫造紙，實際上，在東漢蔡倫大規模造紙之前，中國人就已經發明了造紙術，20世紀在中國各地出土的許多西漢時期的古紙片，可以證明這一點。這並非否定蔡倫造紙之功，而是說蔡倫的造紙術並非是突然之間的發明，它有一個技術積累的過程。西漢時期出土的植物纖維紙，是蔡倫造紙的前身。蔡倫擴大了造紙原料的範圍，破布、魚網、樹皮、麻頭等都可以造紙，其中樹皮造紙更是他的發明。他的造紙工藝更為精細，造紙術到他這裏，擺脫了紡織品附庸的地位——此前都是利用紡織之後拋棄的副產品來造紙的，蔡倫將造紙發展為一種獨立的工藝。

東漢末年，蔡倫的造紙術被廣泛運用，到了公元3至5世紀的兩晉時期，人們利用紙張寫字，並由此發展出寫在紙上的書法藝術。同時，利用紙來作畫。到了後來造紙技術日漸提高，一些特殊的紙張也誕生了，如對中國書法和繪畫影響深遠的宣紙。