⑴ 四大發明的過程
指南針的發明
中國古代四大發明之一。利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而製成的一種指向儀器，有多種形體。戰國時期，已發現磁石吸鐵的現象，並用天然磁石製造「司南之勺」，「其柄指南」。此後,經過長時期的實踐,發現人工磁化的方法，造成更高一級的磁性指向儀器。宋代科學家沈括首先記載了地磁偏角，說用天然磁石摩擦鋼針，使之磁化成為磁針，可以指南，而常微偏東，並介紹了四種支掛磁針的方法：一是浮於水面，二是放在指甲上,三是放在碗沿上,四是線縷懸掛（見彩圖縷懸法指南針 據沈括記載復制模型）。宋軍中配備指南魚，是將薄鐵葉剪成魚形而磁化，用於陰天和黑夜判斷行軍方向。後來又發展成磁針和方位盤聯成一體的羅經盤,即羅盤。曾三異在《因話錄》中記載當時有「地螺」,「或有子午正針，或用子午、丙壬間縫針」。這種地羅還是一種水羅盤。當時，陰陽家用地羅看風水。在清丈田地和判決土地訴訟時,也使用地羅。據《萍洲可談》、《宣和奉使高麗圖經》、《諸蕃志》和《夢粱錄》記載，至晚在北宋後期，指南針已用於航海，南宋時，使用「針盤」導航。這種針盤還使用「浮針」，這對於海上交通的發展，中外經濟文化交流，起了極大作用。
最早的「指南針」 戰國時代，我國人民利用磁鐵造成了一種指示方向的工具，叫「司南」。「司南」就是指南的意思。
司南的形狀和現在的指南針完全不同。它是根據我國古代的勺子的形狀製成的，很象我們現在用的湯匙。
司南是怎樣製成的呢？古書上缺少詳細的記載，又沒有實物留下來，所以我們沒有辦法知道它的准確形狀。根據專家們的研究，司南大約是把整塊的天然磁鐵，輕輕地琢磨成勺子的形狀，並且把它的S極琢磨成長柄，使重心落在圓而光滑的底部正中。
司南做好以後，還得做一個光滑的底盤。使用的時候，先把底盤放平，再把司南放在底盤的中間，用手撥動它的柄，使它轉動。等到司南停下來，它的長柄就指向南方，勺子的口則指向北方。
司南的底盤是用青銅做的，有的是個塗漆的木盤，青銅和漆器都比較光滑，磨擦的阻力比較小，司南轉動起來很靈活。這種底盤內圓外方，四周還刻有表示方位的格線和文字。現在的出土文物中，就有這樣的銅盤和塗漆的木盤；還有東漢時候的一幅石刻，刻著一個小勺子放在一個小方台上，有人認為這就是司南。
司南是世界上最早的「指南針」。戰國時候，有人去采玉，怕在荒山中迷路，就帶上司南。
司南必須放在光滑的底盤上旋轉，底盤還必須放平，否則就會影響它指南的作用，甚至會使它從底盤上滑下來。因此，人們發明司南以後，又繼續不斷地研
究改進指南的工具。
指南魚 公元九六零年，宋太祖建立宋朝，結束了五代十國時期的封建割據局面。北宋時候，農業、手工業和商業都有了新的發展。在這個基礎上，我國的科學技術獲得了輝煌的成就。宋朝時候，我國在指南針的製造方面，跟造紙法和印刷術一樣，也有很大的發展。
大約在北宋初年，我國又創制了一種指南工具——指南魚。
當時有一部有名的軍事著作，叫《武經總要》，其中說：行軍的時候，如果迂到陰天黑夜，無法辨明方向，就應當讓老馬在前面帶路，或者用指南車和指南魚辨別方向。《武經總要》這部書是在北宋仁宗慶歷四年（公元一零四四年）以前寫成的。這就是說，在那個時候，我國已經有指南魚，並且把它應用到軍事方面去了。
指南魚用一塊薄薄的鋼片做成，形狀很象一條魚。它有兩寸長、五分寬，魚的肚皮部分凹下去一些，使它象小船一樣，可以浮在水面上。
鋼片做成的魚沒有磁性，所以沒有指南的作用。如果要它指南，還必須再用人工傳磁的辦法，使它變成磁鐵，具有磁性。
關於怎樣進行人工傳磁，《武經總要》沒有明白的記載，但是它指出，指南魚要用「密器收之」，也就是說，要拿一個密封的合子藏起來。根據這一點來看，當時的人工傳磁法大約是這樣的：把鋼片做的魚和天然磁鐵放在同一個密封的 合子里，使它們接觸，時間久了，鋼片做的魚就也會具有磁性，變成磁鐵。
原來，不管磁化或者沒有磁化的鋼鐵裡面，每一個分子都是一根「小磁鐵」。沒有磁化的鋼條，它的分子毫無次序地排列著，「小磁鐵」的磁性都互相抵消了。磁化了的鋼條，所有的「小磁鐵」都整整齊齊地排列著，同性的磁極朝著一個方向，不用說，整個鋼條就具有磁性了。如果拿一塊磁鐵，緊緊擦著一根沒有磁化的鋼條，老是從這一頭向另一頭移動，那麼，由於磁鐵的吸力，普通鋼條中的分子也都順著一個方向排列起來，這樣，就完成「傳磁」的工作了。《武經總要》上講到的「密器收之」，可能就是指這種人工傳磁方法。
我國人民發明用人造磁鐵做指南魚，這是一個很大的進步。這說明我國人民在九百多年前就已具有相當豐富的磁鐵知識了。
使用指南魚，比使用司南要方便，它不需要再做一個光滑的銅盤，只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平，也不會影響指南的作用，因為碗里的水面是平的。而且，由於液體的摩擦力比固體小，轉動起來比較靈活，所以它比司南更靈敏，更准確。
當時不但有鋼片做的指南魚，還有用木頭做的指南魚和指南龜。宋代《事林廣記》記載了用木頭做指南魚的方法：用一塊木頭刻成魚的樣子，象手指那樣大，在魚嘴往裡挖一個洞，拿一條磁鐵放在裡面，使它的S級朝外，再用蠟封好口。另外用一根針從魚口裡插進去，室南魚就做好了。把指南魚放到水面上，魚嘴裡的針就指向南方。
指南龜也是用木頭刻成的，放磁鐵的辦法和木頭指南魚一樣，插在尾部。指南龜不放在水裡，人們在它的肚子下面挖一個洞，把它裝在光滑的竹釘上面，使它便於自由轉動，它尾部的那根針，也會自動指向南方。
這種木頭指南魚和指南龜，很可能是一些懂得方術的方士創造的，做成以後只是用來變戲法。所以《事林廣記》的作者，把它們當作《神仙幻術》了。
火葯的發明
中國古代四大發明之一。古代煉丹家制葯時，逐漸發現硫黃(S)、 焰硝(KN□)和木炭(C)的混合物有燃燒和爆炸能力。唐末天□年間(904～906)，在戰爭中開始出現火葯箭,還出現「發機飛火」的記載,即用拋石機投擲火葯包，作燃燒性兵器。宋朝東京開封府(今河南開封)設廣備攻城作，其中有生產火葯的部門。《武經總要》一書記載了火葯的三種配方,生產火葯已達相當規模。盡管生產技術嚴格保密，仍傳入遼朝，故從日本大量進口硫黃的同時，又嚴禁硫黃和焰硝向遼出口。宋神宗趙頊時，邊防軍中已大量配備火葯弓箭、火葯火炮箭等兵器。遼道宗時,也已在南京析津府(今北京)「日閱火炮」。南宋時，水軍也配備了霹靂炮、火炮、火箭等兵器，在建康府（今江蘇南京）、江陵府（今湖北江陵）等城市都設有火葯兵器製造業。早期火葯兵器威力有限，不可能取代冷兵器。但自南宋中期以後，火葯兵器在兵器中的比重顯著增大（見彩圖火箭(模型)將火葯筒縛在箭支的前部,利用火葯燃燒時產生的後推力帶動箭支前進,宋代軍隊配備的火葯武器之一）。金朝火葯製造技術來源於遼,金軍攻宋之初,已使用火炮。此後，在宋、金、元之間的戰爭中，火葯的使用愈益頻繁。金末抗擊蒙古軍時，曾使用震天雷、飛火槍等火器。宋代出現了類似近代炮彈的鐵火炮，卻仍用拋石機投射；又發明了突火槍,以巨竹為筒,發射「子窠」,類似於後世槍炮，卻尚未使用金屬發射管。這是遼、宋、 金代火葯兵器進步的極限，卻已決定了後世火葯兵器的發展方向。總之,遼、宋、金代可算是人類使用火葯的奠基時期。到元、明又發現了銅鐵鑄造的管狀火器——銃和炮。
火槍 南宋時候，火葯的使用越來越普遍了，火器也得到了進一步的發展。 為了防禦金兵的侵擾，南宋的軍事家們就不斷想法改進武器。南宋初，宋高宗紹興二年（公元一一三二年），有一個叫陳規的軍事學家，發明了一種管形火
器——火槍，這在火器史上是一大進步。
這種火槍是用長竹桿做的，竹管里裝滿火葯。打仗的時候，由兩個人拿著，點著了火，發射出去，用它燒敵人。
這是我國最早出現的管形火器。把火葯裝在竹管里做成火槍，在火葯的應用上是個了不起的進步。用拋石機發射火葯，不容易准確地打中目標；有了管形火器，人們就可以比較准確地發射和適當地操 縱火葯的起爆了。
火槍發明以後，經過不斷的改進，到了南宋未年，又有人發明了突火槍。突火槍是用粗毛竹筒做成的，竹筒里放有火葯，還放一種叫「子窠」的東西。用火把火葯點著以後，起初發出火焰，接著「子窠」就射出去，並且發出象炮一樣的聲音。
這種「子窠」，究竟是什麼東西呢？它很可能就是一種最早的子彈，可惜古書上沒有說明。
火槍的作用只在燒人，突火槍卻能發出子窠打人，比火槍又前進了一步。
火槍和突火槍，都是用竹管做的原始的管形火器，威力不大，但它們是近代槍炮的老祖宗。近代的槍炮，就是從它們慢慢發展來的。
造紙術的發明
東漢元興元年(105)，蔡倫在前人造紙術的基礎上，改革和推廣了造紙技術。新的造紙術使舊的不便書寫的麻紙變成了至今大致結構沒有改變的良紙工藝。
在蔡倫造紙術出現之前，在中國，商代用甲骨，西周用青銅器，春秋時用竹簡、木牘、縑帛作為記事材料。漢代，農業發達，經濟繁榮，國力強盛，文化事業蓬勃發展。笨重的竹簡和昂貴的縑帛已不能滿足人們的需求，尋求新的書寫材料已成為時勢所趨，造紙術就因此應運而生。
據20世紀中葉以來在新疆、陝西、甘肅等地出土的麻質古紙，專家確認為西漢麻紙的片狀纖維物，說明造紙術可能出現在蔡倫之前，而且可能與人們對紡織用麻的處理過程有關。但這些西漢麻質古紙上都沒有發現可以辨識的書寫文字，加上對化驗分析結果解釋不同，對西漢是否已出現了造紙術中術界尚有很大爭議。閃此《後漢書·蔡倫傳》對蔡倫發明造紙術的記載，是迄今為止有時間和人物的准確記載造紙術的最早記錄，廣為人們承認。
蔡倫(62～121)，字敬仲，桂陽(今湖南郴州)人，明帝永平十八年(75)入宮為宦。章帝章和元年(87)任尚方令，掌管宮廷手工作坊。和帝元興元年(105)發明造紙術。安帝元初元年(114)封龍亭侯。安帝建光元年(121)去世，葬在封地。
《後漢書·蔡倫傳》記載：蔡倫造紙之前，書寫記事的紙實際上是絲織物(縑帛)，蔡倫用樹皮、麻頭、破布、魚網，經過挫、搗、抄、烘等一系列的工藝加工，製造植物纖維紙，一種至今大致結構沒有改變的良紙，也是真正意義上的紙。105年，蔡倫向漢和帝獻紙，受到和帝贊譽。造紙術於是廣為天下所知，蔡倫造的紙被稱為「蔡侯紙」；105年則被普遍認為造紙術的發明年代。
蔡倫對造紙術的改革和推廣，使紙的使用在東漢後日漸多起來。從考古發掘出的東漢古紙看，已有不少帶有書寫字體，而且質量明顯提高。這些東漢古紙，或是詩抄，或是書信，或是書札的殘部，都是東漢末年的產物，准確的應屬永初四年(110)前後。科學家對1974年甘肅武威旱灘坡的東漢晚期墓出土的留有字跡的古紙進行了細致的科學分析，發現古紙已具有一定的強度和柔性，厚度與現代機制原稿紙相當，原料為大麻等麻類纖維，纖維交結細勻緊密，且有單面塗布加工，說明當時的造紙工序已相當精細，造紙技術已達到一定水平。
東漢時紙的使用，有許多書稿文獻都有記載。如《後漢書·鄧皇後紀》中所說的貢紙和《後漢書·百官志》中所說的宮廷內專管紙墨的少府守宮令和尚書令右丞，說明紙在宮廷內已廣為使用。而《後漢書·延篤列傳》所載的牘記紙和書寫紙及《北堂書抄》中所載的信紙，則說明一般官吏和士人也有使用紙書寫的了。
造紙術的發明是中國古代最偉大的發明之一，也是人類文明史上一項最傑出的成就。紙的出現，是人類文明的基礎，它作為一種新的信息載體在中國率先出現，使中國漢代的文明勃興超過了其它的文明。公元八世紀左右，阿拉伯人才開始用中國的技術和設備造紙。
紙的出現和推廣，使漢以後的文化生活出現了嶄新的面貌。紙的質量越來越好。漢中平二年(185)，山東造紙能手左伯(字子邑)造出「左伯紙」，史稱「子邑之紙，妍妙輝光」。公元2～5世紀，左伯紙、張芝筆和韋誕墨曾是文人墨士喜愛的文房用品。但縱觀漢代的書寫材料佔主要地位的仍是簡牘和縑帛。直到晉以後，經濟發展，造紙術流傳到長江流域和江南一帶，造紙材料豐富，才出現了較多較好的紙。晉代盛行的讀書、抄書和藏書之風都得益於紙的普及和推廣。抄經熱、藏書熱和因傳抄左思《三都賦》而出現的洛陽紙貴，都是紙普及後出現的前所未有的景觀。
印刷術的發明
自從有了紙以後，隨著經濟文化的發展，讀書的人多起來了，對書籍的需要量也大大增加了。
晉朝初年，官府有書二萬九千九百四十五卷。南北朝時候，梁元帝在江陵有書籍七萬多卷、隋朝嘉則殿中藏書有三十七萬卷，這是我國古代國家圖書館最高的藏書記錄。
除了官府藏書，私人藏書也越來越多。比如晉朝郭太，有書五千卷；張華搬家的時候，單是搬運書籍，就用了三十輛車子。
印刷術發明以前，只有官府和郭太、張華那樣的富人才能有這么多的藏書，一般人要得到一兩本書也很不容易，因為那時的書都是手抄本。要抄這么多的手抄本，得花費多少人力呀！這種情況如果不改變，怎麼能夠滿足社會上的需要呢？
歷史上常常有這樣的情況：一項科學發明，只要社會上迫切需要它，同時又有產生它的物質條件，那麼，它就會很訣出現的。雕版印刷術的出現就是這樣。
在雕版印刷術出現以前，社會上已經廣泛應用印章和拓碑。
印章有陽文和陰文兩種，陽文刻的字是凸出來的，陰文刻的字是凹進去的。「如果使用陽文印章，印到紙上就是白底黑字，非常醒目。但是印章一般比較小，印出來的字數畢竟有限。
刻碑一般用陰文，拓出來的是黑底白字，不夠醒目。而且拓碑的過程比較復雜，用來印製書籍也不方便。但是，拓碑有一個很大的好處，那就是石碑面積比較大，一次可以拓印許多字。
如果截長補短，把拓碑和印章的各自特點結合起來呢？情況當然就不一樣了。
我國勞動人民在拓碑和印章這兩種方法的啟發下，發明了雕版印刷術。
雕版印刷的方法是這樣的：把木材鋸成一塊塊木板，把要印的字寫在薄紙上，反貼在木板上，再根據每個字的筆劃，用刀一筆一筆雕刻成陽文，使每個字的筆劃突出在板上。木板雕好以後，就可以印書了。印書的時候，先用一把刷子蘸了墨，在雕好的板上刷一下，接著，用自紙復在板上，另外拿一把干凈的刷子在紙背上輕輕刷一下，把紙拿下來，一頁書就印好了。一頁一頁印好以後，裝訂成冊，一本書也就成功了。這種印刷方法，是在木板上雕好字再印的，所以大家稱它為「雕版印刷」。
我國的雕版印刷是在什麼時候發明的呢？對這個問題，歷史學家還沒有統一的意見，但多數人認為是在唐朝時候發明的。
在隋末唐初，由於大規模的農民大起義，推動了社會生產的發展，文化事業也跟著繁榮起來，客觀上產生雕版印刷的迫切需要。
根據明朝時候邵經邦《弘簡錄》一書的記載：唐太宗的皇後長孫氏收集封建社會中婦女典型人物的故 事。編寫了一木叫《女則》的書。貞觀十年土長孫皇後死了，宮中有人把這本書送到唐太宗那裡。唐太宗看到之後，下令用雕版印刷把它印出來。
貞觀十年是公元六三六年。《女則》的印行年代可能就是這一年，也可能稍後一些。這是我國文獻資料中提到的最早的刻本。從這個資料來分析。可能當時民間已經開始用雕版印刷來印行書籍了，所以唐太宗才想到把《女則》印出來。雕版印刷發明的年代，一定要比《女則》出版的年代更早。
到了九世紀的時候，我國用雕版印刷來印書已經相當普遍了。
唐朝時候，有個傑出的詩人叫白居易。他把自己寫的詩編成了一部詩集——《白氏長慶集》長慶四年十二月十日（公元八二五年一月二日），白居易的朋友元稹給《白氏長慶集》寫了一篇序文，序文中說：當時人們白居易的詩「繕寫模勒」，在街上販賣，到處都是這樣。
從前人們把刻石稱為「模勒」，到了唐代，也就把雕版稱為」模勒「了。這里的「模勒」兩字就是雕版印刷的意思。
《舊唐書》還有這樣一條記載，大和九年（公元八三五年）十二月，唐文宗下令各地，不得私自雕版印刷歷書。這是怎麼一回事呢？根據另外一些古書的記載情況是這樣：當時劍南、兩川和淮南道的人民。都用雕版印刷歷書，在街上出賣。每年，管歷法的司天台還沒有奏請頒發新歷，老百姓印的新歷卻已到處都是了。頒布歷法是封建帝王的特權，東川節度使馮宿為了維護朝廷的威信，就奏請禁止私人出版歷書。歷書關繫到農業生產，農民非常需要，一道命令怎麼禁得了呢？雖然唐文宗下了這道命令，民間刻印的歷書仍舊到處風行。就是在同一個地區，民間印刷歷書的也不止一家。
黃巢起義的時候，唐僖宗慌慌張張逃到了四川。皇帝也逃跑了，當然沒有人來管理禁印歷書的事了。因此，江東地方的人民就自己編印了歷書出賣。唐僖宗中和元年（公元八八一年），有兩個人印的歷書，在月大月小上差了一天，發生了爭執。一個地方官知道了，就說：「大家都是同行做生意，相差一天半天又有什麼關系呢？」歷書怎麼可以差一天呢？那個地方官的說法真叫人笑掉了牙。這件事情卻告訴我們，單是江東地方，就起碼有兩家以上印刷歷書。
當時跟著唐僖宗逃到四川的柳毗在他的《家訓》的序里也說，他在成都的書店裡看到好多關於陰陽、雜記、占夢等方面的書籍。這些書大多是雕版印刷的。可見當時成都的印刷業比較發達，不但印歷書，還印其他各種書籍了。
唐朝刻印的書籍，現在保存下來只有一部咸通九年刻印的《金剛經》。 咸通九年是公元八六八年，離開現在已經一千多年了。這一千多年前的印刷品，是怎樣保存下來的呢？這里還有一段故事。
甘肅省墩煌東南有坐鳴沙山，早在晉朝的時候，有一些佛教徒在這里開了山洞，雕刻佛像，建築寺廟。山洞不斷增加，佛像也跟著增多，人們就把這里稱為「千佛洞」。一九零零年，有一個王道士在修理洞窟的時候，無意中發現了一個密閉的暗室，打開一看，裡面堆滿了一捆捆紙卷，其中有相當多的紙卷是唐代抄寫的書籍，還有一卷是唐代刻印的《金剛經》。
這部《金剛經》長約一丈六尺，高約一尺，是由七個印張粘連而成的卷子。卷首有一幅畫，上面畫著釋迦牟尼對他的弟子說法的神話故事，神態生動，後面是《金剛經》的全文。卷未有一行文字，說明是咸通九年刻印的。
這本書是世界上現存的最早的雕板印刷書籍。圖畫也是雕刻在一塊整版上的，也許是世界上最早的版畫。
到了五代時候，有個封建官僚叫馮道。他在短短的五個朝代中做過四個朝代的大官，是個卑鄙無恥的傢伙。他看到江蘇、四川等地人民販賣的印本書籍，各種各樣都有，單單沒有儒家經典，就在後唐長興三年向皇帝建議雕版印刷儒家經典。
當時共印九種經書，經歷了四個朝代，直到後周廣順三年，先後花了二十二年的時間，才全部刻成。
因為這次刻書影響比較大，後來竟有人認為印刷術是五代時候馮道發明的，這當然是錯誤的。
到了宋朝時侯，印刷業更加發達起來，全國各地到處都刻書。北宋初年，成都印《大藏經》，刻板十三萬塊；北宋政府的中央教育機構——國子監，印經史方面的書籍，刻板十多萬塊。從這兩個數字，可以看出當時印刷業規模之大。宋朝雕板印刷的書籍，現在知道的就有七百多種，而且字體整齊樸素，美觀大方，後來一直為我國人民所診視。
宋朝的雕版印刷，一般多用木板刻字，但也有人用銅板雕刻。上海博物館收藏有北宋「濟南劉家功夫針鋪」印刷廣告所用的銅版，可見當時也掌握了雕刻銅版的技術。
說起印製書籍，雕版印刷的確是一個偉大的創造。一種書，只雕一回木板，就可以印很多部，比用手寫不知要快多少倍了。
可是用這種方法，印一種書就得雕一回木板，費的人工仍舊很多，無法迅速地、大量地印刷書籍，有些書字數很多，常常要雕好多年才能雕好，萬一這部書印了一次不再重印，那未，雕得好好的木板就完全沒用了。
有什麼辦法改進呢？
到了十一世紀中葉（宋仁宗慶歷年間），我國有個發明家叫畢升，終於發明了一種更進步的印刷方法——活字印刷術，把我國的印刷技術大大提高了一步。
畢升用膠泥做成一個一個四方長柱體，一面刻上單字，再用火燒硬，這就是一個一個的活字。印書的時候，先予備好一塊鐵板，鐵板上面放上松香和蠟之類的東西，鐵板四周圍著一個鐵框，在鐵框內密密地排滿活字，滿一鐵框為一版，再用火在鐵板底下烤，使松香和蠟等熔化。另外用一塊平板在排好的活字上面壓一壓，把字壓平，一塊活字版就排好了。它同雕版一樣，只要在字上塗墨，就可以印刷了。
為了提高效率，他准備了兩塊鐵板，組織兩個人同時工作，一塊板印刷，另一塊板排字；等第一塊板印完，第二塊板已經准備好了。兩塊鐵板互相交替著用，印得很快。
畢升把每個單字都刻好幾個；常用字刻二十多個碰到沒有予備的冷僻生字，就臨時雕刻，用火一燒就成了，非常方便印過以後，把鐵板再放在火上燒熱，使松香和蠟等熔化，把活字拆下來，下一次還能使用。
這就是最早發明的活字印刷術。這種膠泥活字，稱為泥活字，畢升發明的印書方法二和今天的比起來，雖然很原始，但是活字印刷術的三個主要步驟一製造活字、排版和印刷，都已經具備。所以，畢升在印刷方面的貢獻是非常了不起的。北宋時期的著名科學家沈括在他所著的《夢溪筆談》里，專門記載了畢升發明的活字印刷術。
畢升發明活字印刷以後，朝鮮人民又開始用泥活字等方法印書，後來又採用木活字印書。到了十三世紀，他們首先發明用銅活字印書。我國使用銅活字印書比朝鮮稍晚。朝鮮人民還創造了鉛活字、鐵活字等。
十六世紀末年，日本侵入朝鮮，把朝鮮的銅活字和木活字搶去不少。於是，日本人也學會了活字印刷術。
我國的印刷術還傳到了越南。十五世紀的時候，越南開始用雕版印刷術的方法印書。十八世紀初，他們也開始用木活字印書了。
歐洲印刷術的產生，也受了我國印刷術的深刻影響。
元朝時候，到中國來的歐洲人很多。他們看到元朝政府印的紙幣可以代替金銀使用，覺得非常新奇。在他們寫的游記中，對於中國的紙幣記載得很詳細。
當時到中國來的歐洲人，很多住在杭州等地。杭州的書坊非常多，刻印工人的技巧也非常熟練。有的歐洲人在那裡住過好幾年，所以很自然地就把印刷術帶回歐洲去了。
⑵ 中國古代四大發明的方法
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⑶ 四大發明的原理與製作方法
指南針的原理
指南針是一根小磁體。
磁體上有2個極，南極（或S極）與北極（或N極）。
磁極間的作用規律是：同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引。
地球是個大磁體，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。
指南針在地球的磁場中受磁場力的作用，所以會一端指南一端指北。
地球是個大磁體，其地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。
指南針在地球的磁場中受磁場力的作用，所以會一端指南一端指北。
我國「四大發明」之一的指南針，輾轉傳入歐洲後在航海大發現中發揮出不可替代的作用。但科學史家清楚，最早解答「指南針為何能夠指南」問題的並不是中國人，而是英國科學家吉爾伯特。那麼，中國發明指南針後對指南針理論作過什麼樣的探討？吉爾伯特的理論是否及時傳到了中國？明末清初的「西學東漸」，又對我國指南針理論的發展有過哪些影響？上海交通大學科學史與科學哲學系教授關增建從2003年起開始著手研究這些基本上還是空白的問題。
「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世紀中葉時我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，但對指南針為什麼會指南卻沒有一點概念——「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，按五行生剋說，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。」
關增建表示，從近代物理學的觀點來看，「蒙氏理論」完全異想天開，但從事物的屬性出發解釋其行為，在東西方科學史上都是常用的做法。我國古代陰陽學說昌盛，用陰陽學說闡釋指南針指南及「常微偏東」的原理，是再自然不過的事情。特別是，該理論認為磁石不同端面有不同屬性，它們決定磁針的指向，這種說法很容易啟發人們發現磁石的兩極，並進一步聯想到磁極與磁針指向之間的關系，從而為正確認識這一問題找到可能的途徑。
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一的南北方向。南宋人曾三異等認為，一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，有人假託南唐人著作指出，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一矛盾面前所表現出來的窘迫」。
明萬曆年間（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一，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范圍，而不像吉爾伯特認識到地球本身存在一個磁體。南懷仁理論在中國影響深遠，直到19世紀中葉，我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。
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⑷ 中國古代四大發明的製作過程
指南針是春秋戰國復時期勞動人民的制發明創造，一開始是指南車，後來在戰國時期成了司南，到北宋時期才逐步形成了漂浮在水面上的指南魚以及磨過磁鐵的針——指南針，明朝鄭和又用它做成羅盤在船上指引方向。
紙是西漢漢武帝時期（公元前140-公元前88）灞橋地區人民發明的，蔡倫只是在東漢時期改良了紙，使它更易書寫。
火葯的確是在公元8-9世紀煉丹過程中發明的，唐朝末年開始有了火葯武器。
活字印刷術是北宋治平年間（公元1064-公元1067）由街頭老工匠畢升發明的，由著名政治家沈括記入《夢溪筆談》。
⑸ 中國四大發明是如何發明以及傳播的
四大發明是指中國古代對世界具有很大影響的四種發明，即造紙術、指南針、火葯、印刷術。它對中國古代的政治、經濟、文化的發展產生了巨大的推動作用，而且對世界文明發展史也產生了非常大的影響。
造紙術的發明和傳播
造紙應始於西漢，地下的考古材料證明了紙的發明應在西漢。1957年西安灞橋出土了公元前2世紀的麻紙，質地粗糙，尚不便書寫。1977年甘肅居延烽燧再次出土西漢的麻紙，色澤白凈，薄而均勻，已可書寫，經鑒定原料是大麻纖維。內蒙古額濟納河接著出土了的紙張，而且有殘字六七行，這是我國現存最早的字紙。考古材料告訴了我們紙的發明過程。蔡倫造紙首見於《東觀漢記》，《東觀漢記》的《蔡倫傳》是東漢元嘉元年（151）曹壽和延篤所撰，距蔡倫之死僅30年，說蔡倫「典作尚方，造意用樹皮及敝布、漁網作紙。元興元年（105）奏上之，帝善其能。自此莫不用，天下咸稱蔡侯紙。」經蔡倫的總結經驗，改良技術，造得更精美了。造紙術發明後，很快傳向國外，先後傳入朝鮮、日本、印度、阿拉伯、埃及和西班牙等，至1690年荷蘭人將造紙術傳到美國的費城，19世紀初傳到澳洲的墨爾本，至此造紙術傳遍了全世界。紙取代了埃及的紙草，印度的貝葉和歐洲的羊皮，成為全世界的書寫物，對世界的科學和文化傳播做出了巨大貢獻。
漢代以後，造紙術有了新發展，西晉有藤紙，當時晉代會稽已有竹紙。隋代有士紙。賈思勰在《齊民要術》中提到煮楮皮製紙，並記載了「染黃及治蟲法」，開始使用以黃櫱染紙防串的技術。隋唐時期出現了檀皮紙、瑞香皮紙、稻麥稈紙。唐代的名品有「宣紙」、「硬黃」，五代的名紙有「澄心堂紙」等等。唐代的造紙加礬、加膠、塗粉、灑金、染色等加工技術也有提高，生產出全國有名的十色箋、五色金花綾紙、深紅小彩箋等。唐代許多紙本的繪畫藝術珍品保存至今，它們是唐紙技術高超、質量優異的有力證明。
印刷術的發明與傳播
印刷技術是我國勞動人民的偉大發明，是我國人民辛勤勞動、長期生產實踐的結果，是中華民族在漫長歲月中集體智慧的結晶。
印刷術有一個發生發展的歷史。追根溯源，它最老的前輩應該是印章，第二個前輩是石刻。圖章和石刻為雕版印刷鋪平了道路，到此時雕版印刷的誕生已經到了瓜熟蒂落的程度。雕版印刷是印章和石刻結合的產物，是兩者取長補短的結果。印章刻的是陽文（字凸起來），便於印刷，缺點是面積太小；石刻刻的是陰文（字凹下去）不便印刷，但面積很大。人們自然地開始雕刻大面積的陽文木板，開始印刷歷書、佛像、經書等。貞觀十年（636）雕版印刷的《女則》一書，是目前為止所知文獻記載的最早的雕版印刷書籍。
印刷術到了宋代有了重要的突破——活字印刷術的發明。沈括的《夢溪筆談》卷18記載了這一發明：「慶歷中，有布衣畢，又為活板。其昇法用膠泥刻字，薄如錢唇。每字為一印，火燒令堅。先設一鐵板，其上以松脂、臘和紙灰之類冒之。欲印，則以一鐵范置鐵板上，乃密布字印，滿鐵范為一板，持就火煬之。葯稍熔，則以一平板按其面，則字十平如砥。若只印三二本，未為簡易；若印數十百干本，則極為神速。」
到了元代，農學家王禎研究木活字印刷術取得了成功。王禎還製造了轉輪排字架，大大提高了排字效率。
活字印刷術的發明和應用對世界文明產生了廣泛的影響。首先傳入了近鄰朝鮮、日本，而後傳入西亞各國，接著又從西亞傳入非洲，又傳入了歐洲。1445年德國人戈登堡發明金屬活字，接著活字印刷術傳入了義大利、瑞士、捷克、法國、荷蘭、比利時、西班牙、英國等。至1802年澳洲的悉尼出版了活字印刷書籍，活字印刷術傳遍了全世界，它造福於人類的功績是永垂史冊的。
火葯的發明與應用
我們的祖先不僅發明了火葯，而且最早解決了將火葯應用於軍事這一重要問題。火葯的最初配方記於《道藏·諸家神品丹法》中，此書轉載了唐初孫思邈的「伏硫磺法」巾，以二兩硫磺、二兩硝石，研成粉末，加入三個皂角，炒而起火。但火葯的科學配方和大量應用於軍事是在宋代。
宋代的火葯武器已有爆炸性火器的萌芽。如霹靂火球，就是用火葯、瓷片、竹子等製成，燃放時聲如霹靂。靖康元年（1126）李綱在抵禦金人的汴京守衛戰中，曾使用霹靂炮。宋代的火箭是燃燒性武器，也廣泛用於戰爭。南宋的火槍盛行一時，又稱梨花槍。宋代還出現了管形火器。紹興二年（1132），陳規發明了用巨竹為槍簡的管形火器，這種噴射火焰的突火槍是世界歷史上第一次出現的管形火器。開慶元年（1259），壽春府出現了在竹筒內發射「子窠」的突火槍，「子窠」是瓷片、碎鐵、石子之類，它開創了世界上管形火器使用彈丸的先河。
金軍在與宋軍的交戰中，逐漸掌握了火葯武器。大約13世紀初，金人製造了鐵制外殼的爆炸性武器，這就是金人自製的「震天雷」，宋人稱它「鐵火炮」，還曾製造過「飛火槍」。
元代的重要創造是在宋、金的基礎上進行的。宋人的突火槍，槍筒是竹製的，而元人發明了金屬制的銅火銃，它是世界上最先出現的金屬管形火器。保存至今的元代金屬管形火器，以元至順三年（1332）的銅火銃為最早，它比歐洲最古老的火銃早500年，是世界火葯武器史上的一項重大貢獻。
在12世紀至13世紀。火葯首先傳入阿拉伯國家，然後傳到希臘和歐洲乃至世界各地。對人類社會的文明進步，對經濟和科學文化的發展，起到了推動作用。美法各國直到14世紀中葉，才有應用火葯和火器的記載。
指南針的發明
指南針是中國史上的偉大發明之一，也是中國對世界文明發展的一項重大貢獻。
指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而製成的一種指向儀器。磁石的這種特性，被古人利用製成指南工具。據古文獻記載，我國最早的指向器是司南，早在稱秦的典籍中對司南已有記載。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，人們發明了人工磁化方法，製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製成，在地磁作用下保持指南性能，以後把它裝置在方位盤上，就稱為羅盤。
宋代人的製造指南魚的方法是很有科學性的，它把鐵片人工磁化並利用磁傾角作用，增大磁化程度，這說明了我國當時已在世界上首先發現了地球的磁傾角。這種人工磁化的方法，在歐洲是由英國人吉爾伯特在《磁石》一書中首先記載的，時間是公元1600年，比我國晚了500多年。
當時指南針的裝置方法有四種，第一種裝置方法是水浮，其缺點是「盪搖」。第二種裝置方法是放在指爪上，第三種裝置方法是放在碗唇上，這兩種方法的缺點是「堅滑剔墜」，第四種裝置方法是以蠟粘懸絲，這種方法為「最善」。特別強調用「新纊中獨繭縷」，這種新纊的纖維彈性和韌性強而均勻，以芥子點蠟相粘不會產生扭轉彈性，可以確保准確指極性。
指南針在公元11世紀時已是常用的定向儀器。指南針的最大用途，是用來導航。中國典籍記載指南針用於航海，始於宋代，大大地促進了航海事業的發展。大約在12世紀末到13世紀初，指南針由海路傳入阿拉伯，然後由阿拉伯傳入歐洲。
⑹ 中國四大發明是什麼