㈠ 宋元时期的科技发明
一、火药
北宋初年,曾用以制作火箭、火球等。后来又出现带爆炸性的霹雳炮。南宋时期更出现铁火炮、突火枪枪、火铳等新式武器。这些武器威力巨大,被广泛使用在对蒙战争中 。
火药是中国四大发明之一。是在适当的外界能量作用下,自身能进行迅速而有规律的燃烧,同时生成大量高温燃气的物质。在军事上主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭、导弹的推进剂及其他驱动装置的能源,是弹药的重要组成部分。人类文明史上的一项杰出的成就。
二、活字印刷
活字印刷术的发明是印刷史上一次伟大的技术革命。北宋庆历间(1041年-1048年)中国的毕升(970年—1051年)发明的泥活字,标志着活字印刷术的诞生。他是世界上第一个发明人,比德国人约翰内斯·古腾堡的铅活字印刷术早约400年。元代王祯成功创制木活字,又发明了转轮排字。明代中期,铜活字在江苏南京、无锡、苏州等地得到较多的应用。
三、天文学与历法
元世祖先后在上都、大都、登封等处兴建天文台与回回司天台,设立了远达极北南海的27处天文观测站,在测定黄道和恒星观测方面取得了远超前代的突出成就。元朝有名的天文学家有郭守敬、王恂、耶律楚材、扎马鲁丁等人。耶律楚材曾编订有《西征庚午元历》,1267年扎马鲁丁撰进《万年历》,郭守敬等人修改历法,以近世截元法主持编订了《授时历》。
四、数学
著名的成果有“杨辉三角形”等,数学著作则有《数书九章》和《杨辉算法》。元朝数学涌现出了一批杰出数学家及其著作。如李冶及其《测圆海镜》、《益古演段》;朱世杰及其《算学启蒙》、《四元玉鉴》;李冶提出的天元术(即立方程的方法)及朱世杰提出的四元术(即多元高次联立方程的解法)。
五、医学
在本草方面,宋政府先后编撰了《开宝本草》、《嘉佑本草》、《图经本草》。此外,根据当时唐慎微私人撰修的《证类本草》三次加以重修而出版枣《大观经史证类备用本草》、《重修政和经史证类备用本草》、《绍兴校定经史证类备急本书》,成为明代李时珍《本草纲目》以前最优秀的本草类著作。
在医方方面,先后组织编纂了《神医普救方》1000卷、《太平圣惠方》100卷、《圣济总录》200卷,成为收方最多的著作。
㈡ 四大发明有多少是在宋朝发明的,如果没有这些发明会怎样
中国历史泱泱几千年,说起唐宋元明清,问你觉得哪一个最弱?相信大多数人应该都会选择“宋”。宋朝重文轻武,北宋饱受欺凌,南宋又半壁江山,所以在后世人的眼里宋朝就是软包子。但最近也有一种说法出现,这种说法认为宋朝在整个中国的历史中,是科技和经济最发达的时期。
㈢ 宋朝三大发明对人类历史有何重大影响
这些伟大的发明曾经影响并造福于全世界,推动了人类历史的前进。火枪,火箭,火炮等武器全部由中国发明,宋朝由于单兵作战素质不高,因此大力发展军事科学技术,以求平衡,影响世界的火药武器由此诞生。
造纸术 据考古发现,我国大约在公元前1世纪,就已经有了纸,不过这时的纸只是纺织业漂絮沤麻的副产品,产量很低,质量也差,还不能用于书写.到东汉时期,蔡伦在前人经验的基础上,对造纸术进行了大胆的改革和创新.除了用麻作原料之外,还采用树皮等一些含纤维的东西.并采用石灰碱液蒸煮的加工技术,从而大大提高了纸的产量和质量.此后纸张开始代替竹帛,在全国推广.公元6世纪后,我国的造纸术不断外传.使朝鲜、日本、阿拉伯、欧洲等地先后学会了造纸术.纸从此成为传播文化、交流思想的重要工具.
印刷术 我国造纸发明以后,由于出版书籍的需要,印刷术也随之产生.公元6世纪初的隋、唐之际,出现了最早的雕版印刷术.这种印刷术一般用木材为原料,先在木板上刻反字,再给字板涂上墨,印在纸上.由于节工省时.很快盛行起来.宋代雕版印刷达到鼎盛时期,宋太祖开宝四年 (971年)于成都板印《大藏经》,共印5048卷,雕版达13万块,用了12年的时间才雕印完工.如此浩大规模的印刷,足以表明雕版印刷已达到相当高的水平.在1041--1048年间,雕刻工毕?又创造了活字印刷术.即用胶泥做成规格一致的毛坯,在一端刻上反体单字,用火烧硬,成为单个的胶泥活字.用这些活字排版,既节省费用,又大大缩短了时间,十分经济方便.活字印刷的出现是印刷史上一项重大的革命.元代王祯又将胶泥活字改为木活字,创造了转轮排字架.此后还出现了锡、铜、铅等金属材料制成的活字.活字印刷术从13世纪后传到朝鲜、日本,到15世纪中叶,欧洲才掌握了活字印刷术.活字印刷术是我国人民为人类做出的又一项重大贡献.
火药 火药是在炼丹过程中发明的,公元8~9世纪,炼丹家已经知道硫磺、硝石与木炭混合燃烧时,会发生剧烈的反应.这样,在唐代就发明了以这三种物质为原料的黑色火药.到宋元时期,各种药物成分有了较合理的定量配比,并且先在军事上得到使用,出现了最早的火炮、火枪、火箭、地雷、炸弹等火药武器.现在中国历史博物馆珍藏的铜火镜,制造于元年顺三年(1332年).它是目前世界上发现的最早的铜炮,由于靠火药作为推动力,其威力较大,称它为“铜将军”.火药在13世纪时传到阿拉伯持国,阿拉伯和波斯把制造火药的硝称为“中国雪”.14世纪以后,我国制造火药武器的技术经阿拉伯传到欧洲.
指南针 最早的指南针出现在战国时期,当时是天然磁石磨成勺形,把它放在特别光滑的地盘上,用以指南,称为司南.到宋代后期,人们又发现钢铁在磁石上磨过后,也会产生磁性.于是又出现了以此为原料的指南针.由于航海事业发展的需要,人们又开始使用了以此为原料水浮式指南针在阴雨天辨别方向.到元代时,航海已完全靠罗盘指南针指引航向.随着对外贸易和海上交通的发展,指南针及应用技术先后传到阿拉伯地区,并很快传到了欧洲.
造纸、活字印刷术、火药、指南针这四大发明不仅对我国经济、军事、文化等方面发生过较大的作用,尤其是对正在从封建社会向资本主义社会过渡的西方一些国家产生了巨大的影响,成为欧洲资产阶级发展的必要前提.正如马克思所指出的:“火药、指南针、印刷术”这是预兆资产阶级社会到来的三大发明.火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成新教的工具,总的来说变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆.”近代实验科学家的始祖培根在《新工具》一书中也曾说过:“如果想看看各种发明的力量、作用,最显著的例子就是新近发明的印刷、火药、指南针.因为这三种东西曾改变了整个的面貌.第一种在文学上,第二种在战争中,第三种在航海上.从那里接着产生了无数的变化、变化是这么之大,以至没有一个帝国,没有一个学派,没有一个赫赫有名的人物能比这三种发明在人类事业中产生更大的力昨和影响.”由此可见,四大发明对推动世界的历史进程做出了巨大贡献.
中国古代的技术成就十分辉煌,其中很多技术水平部远远超过了世界其他国家.但是,这些实用性很强的技术,都是为当时封建统治阶级服务的.因此,劳动人民在生产实践中发明的新技术一旦被统治者看中,便能得到重视,并尽快提高和完善以至推广使用.反之,对统治者利益相关不大的技术发明则要遭到阻止和扼杀.就这一点来讲,中国古代技术曾处于世界领先地位和中国近代技术又远远落后于世界,都与封建统治者利益有密切的关系
㈣ 宋代在科技发明上有那些突出成就!
指南针最初的装置方法,都是以磁针为主体。在磁针的形状和装置上,人们曾做过多种试验。据沈括《梦溪笔谈》的记载,北宋时有4种不同装置的针型指南针,即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。但人们发现,这四种装置的指南针都没有地盘,使用时不得晃动,受到很多限制。于是便将指南针和方位盘联成一体,这就出现了更便于使用的罗经盘,又称罗盘针。这是指南针发展史上的一大飞跃。我国古代有关罗盘针的记载,最早见于南宋曾三异的《因话录》一书。
南宋突火 枪
1259年,宋军和蒙古军作战时,寿春府(今安徽寿县)的军民创制了以竹管为筒能发射“子窠”的突火枪。这种“子窠”,用石子和铁块制成。筒里除装“子窠”外,还装有火 药。火 药点燃后,产生很强的气压,将“子窠”射出。“子窠”就是原始的子弹。以后管形火器里的“子窠”又发展成为弹丸,枪弹由石弹、铅弹发展到铁弹。
元代火 炮
火 炮也叫火铳,是古代用金属铸造的以火 药气体压力发射弹丸的管形火 器。插图元代火 炮是至顺三年(1332年)铸造的,现藏于北京中国历史博物馆。它重6.94公斤,长35.3厘米,炮口直径10.5厘米。炮筒中部盖面镌有“至顺三年二月十四日,绥边讨寂军,第三百号马山”等三行铭文。铜火 炮是装置在木架上发射的,木架的形状似一条长板凳。将铳筒嵌装在板凳上。因为在炮筒的尾部两侧各有一个约2厘米的方孔,这样通过方孔在尾部穿一根铁栓,就可以使炮筒固定在木架上。为使火 炮高低俯仰,炮筒下加垫木楔,赋予不同的射角,以求达到需要的射击距离。宋元时期,我国古代科技发展达到了高峰,如活字印刷术、火 药武器在军事上的应用、沈括创制的“十二气历”等许多科技成就都居世界领先地位。宋词成了宋代文学的主流,著名词人及词作层出不穷,创造了灿烂的宋元文化① 毕升发明活字印刷术。
② 指南针应用于航海事业。
③ 沈括创制"十二气历"。
④ 李诫著成《营造法式》一书。
㈤ 宋代三大发明在这一时期得以发展的社会条件是什么
火药是我们祖先发明的,距今已有一千多年了。火药的研究开始于古代炼丹术,古人为求长生不老而炼制丹药,炼丹术的目的和动机都是荒谬和可笑的,但它的实验方法还是有可取之处,最后导致了火药的发明。恩格斯高度评价了中国在火药发明中的首创作用:“现在已经毫无疑义地证实了,火药是从中国经过印度传给阿拉伯人,又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”火药的发明大大的推进了历史发展的进程,是欧洲文艺复兴的重要支柱之一。
硫磺、硝石、木炭性质的探索
火药由硫磺、硝石、木炭混合而成。很早以前,我们的先人对这个三种物质就有了一定认识。早在新石器时代人们在烧制陶器时就认识了木炭,把它当做燃料。商周时期,人们在冶金中广泛使用木炭。木炭灰分比木柴少,强度高,是比木柴更好的燃料。硫磺天然存在,很早人们就开采它。在生活和生产中经常接触到硫磺,如温泉会释放出硫磺的气味,冶炼金属时,逸出的二氧化硫刺鼻难闻,这些都会给人留下印象。古人掌握最早的硝,可能是墙角和屋根下的土硝,硝的化学性质很活泼能与很多物质发生反应,它的颜色和其他一些盐类区别不大,在使用中容易搞错,在实践中人们掌握了一些识别硝石的方法。南北朝时的陶弘景“草木经集注”中就说过:“以火烧之,紫青烟起,云是硝石也。”这和近代用火焰反应鉴别钾盐的方法相似(硝石的主要成分是硝酸钾)。硝石和硫磺一度被作为重要的药材,在汉代的《神农本草经》中,硝石被列为上品中的第六位,认为它能治20多种病。硫磺被列为中品药的第三位,也能治10多种病。这样人们对硝石和硫磺的研究就更为重视。虽然人们对硝石、硫磺、木炭的性质有了一定的认识,但是硝石、硫磺、木炭按一定比例放在一起制成火药还是炼丹家的功劳。
炼丹术中的化学方法
炼丹术起源很早,《战国策》中已有方士向荆王献不死之药的记载。汉武帝也妄想“长生久视”,向民间广求丹药,招纳方士,并亲自炼丹。从此,炼丹成为风气,开始盛行。历代都出现炼丹方士,也就是所谓的炼丹家。炼丹家的目的是寻找长生不老之药,这样的目的是不可能达到的。炼丹术流行了一千多年,最后还是一无所获。但是,炼丹术所采用的一些具体方法还是有可取之处的,它显示了化学的原始形态。
炼丹术中很重要的一种方法就是“火法炼丹”。它直接与火药的发明有关系。所谓“火法炼丹”大约是一种无水的加热方法,晋代葛洪在“抱朴子”中对火法有所记载,火法大致包括:煅(长时间高温加热)、炼(干燥物质的加热)、灸(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(蒸馏)、飞(又叫升,就是升华)、优(加热使物质变性)。这些方法都是最基本的化学方法,这也是炼丹术这种愚昧的职业能够产生发明的基础。炼丹家的虔诚和寻找长生不老之药的挫折,使得炼丹家不得不反复实验和寻找新的方法。这样就为火药的发明创造了条件。在发明火药之前,炼丹术已经得到了一些人造的化学药品,如硫化汞等。这可能是人类最早用化学合成法制成的产品之一。
炼丹起火,启示人们认识并发明火药。
火药的发明
炼丹家虽然掌握了一定的化学方法,但是他们的方向是求长生不老之药,因此火药的发明具有一定的偶然性。
炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药,在使用之前,常用烧灼的办法“伏”一下,“伏”是降伏的意思。使毒性失去或减低,这种手续称为“伏火”。唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有:硫磺、硝石各二两,研成粉末,放在销银锅或砂罐子里。掘一地坑,放锅子在坑里和地平,四面都用土填实。把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着,然后夹入锅里,把硫磺和硝石起烧焰火。等到烧不起焰火了,再拿木炭来炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁还没冷却,取入混合物,这就伏火了。
唐朝中期有个名叫清虚子的,在“伏火矾法”中提出了一个伏火的方子:“硫二两,硝二两,马兜铃三钱半。右为末,拌匀。掘坑,入药于罐内与地平。将熟火一块,弹子大,下放里内,烟渐起。”他用马兜铃代替了孙思邈方子中的皂角,这两种物质代替碳起燃烧作用的。
伏火的方子都含有碳素,而且伏硫磺要加硝石,伏硝石要加硫磺。这说明炼丹家有意要使药物引起燃烧,以去掉它们的猛毒。
虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应,并采取措施控制反应速度,但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生。《太平广记》中有一个故事,说的是隋朝初年,有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人。当晚住在那里。半夜杜春子梦中惊醒,看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”,顿时屋子燃烧起来。这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾。还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事,火把人的脸和手烧坏了,还直冲屋顶,把房子也烧了。书中告戒炼丹者要防止这类事故发生。这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验,就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药,这种药被称为“着火的药”,即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中,在火药发明之后,曾被当做药类。《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫,辟湿气、瘟疫。
火药不能解决长生不老的问题,又容易着火,炼丹家对他并不感兴趣。火药的配方由炼丹家转到军事家手里,就成为中国古代四大发明之一的黑色火药。
火药的应用
火药发明之前,火攻是军事家常用的一种进攻手段,那时在火攻中,用了一种叫做火箭的武器,它是在箭头上绑一些像油脂、松香、硫磺之类的易燃物质,点燃后用弓射出去,用以烧毁敌人的阵地。如果用火药代替一般易燃物,效果要好得多。火药发明之前,攻城守城常用一种抛石机抛掷石头和油脂火球,来消灭敌人。火药发明之后,利用抛石机抛掷火药包以代替石头和油脂火球。据宋代路振的《九国志》记载,唐哀帝时(十世纪),郑王番率军攻打豫章(今江西南昌),“发机飞火”,烧毁该城的龙沙门。这可能是有关用火药攻城的最早记载。
到了两宋时期火药武器发展很快。据《宋史.兵记》记载:公元970年兵部令史冯继升进火箭法,这种方法是在箭杆前端缚火药筒,点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭簇射出,这是世界上最早的喷射火器。公元1000年,士兵出身的神卫队长唐福向宋朝廷献出了他制作的火箭、火 球、火蒺藜等火器。1002年,冀州团练使石普也制成了火箭、火球等火器,并做了表演。
火药兵器在战场上的出现,预示着军事史上将发生一系列的变革。从使用冷兵器阶段向使用火器阶段过渡。火药应用于武器的最初形式,主要是利用火药的燃烧性能。《武经总要》中记录的早期火药兵器,还没有脱离传统火攻中纵火兵器的范畴。随着火药和火药武器的发展,逐步过度到利用火药的爆炸性能。
硝酸钾、硫磺、木炭粉末混合而成的火药被称为黑火药或者叫褐色火药。这种混合物极易燃烧,而且烧起来相当激烈。如果火药在密闭的容器内燃烧就会发生爆炸。火药燃烧时能产生大量的气体(氮气、二氧化碳)和热量。原来体积很小的固体的火药,体积突然膨胀,猛增至几千倍,这时容器就会爆炸。这就是火药的爆炸性能。利用火药燃烧和爆炸的性能可以制造各种各样的火器。北宋时期使用的那些用途不同的火药兵器都是利用黑火药燃烧爆炸的原理制造的 。蒺藜火球、毒药烟球是爆炸威力比较小的火器。到了北宋末年爆炸威力比较大的火器向“霹雳炮”、“震天雷”也出现了。这类火器主要是用于攻坚或守城。公元1126年,李纲守开封时,就是用霹雳炮击退金兵的围攻。金与北宋的战争使火炮进一步得到改进,震天雷是一种铁火器,是铁壳类的爆炸性兵器。元军攻打金的南京(今河南开封)时金兵守城时就用了这种武器。《金史》对震天雷有这样的描述:“火药发作,声如雷震,热力达半亩之上,人与牛皮皆碎并无迹,甲铁皆透”。这样的描述可能有一点夸张,但是这是对火药威力的一个真实写照。
火器的发展有赖于火药的研究和生产。《武经总要》中记录了三个火药配方。唐代火药含硫、硝的含量相同,是1比1,宋代为1比2,甚至接近1比3。已与后世黑火药中硝占四分之三的配方相近。火药中加入少量辅助性配料,是为了达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕等效果。火药是在制造和使用过程中不断改进和发展的。
1044年曾公亮主编的《武经总要》一书中介绍了三种火药配方,以不同的辅料,达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕的不同目的。
宋代由于战争不断,对火器的需求日益增加,宋神宗时设置了军器监,统管全国的军器制造。军器监雇佣工人四万多人,监下分十大作坊,生产火药和火药武器各为一个作坊,并占有很重要的地位。史书上记载了当时的生产规模:“同日出弩火药箭七千支,弓火药箭一万支,蒺藜炮三千支,皮火炮二万支”。这些都促进了火药和火药兵器的发展。
南宋时出现了管状火器,公元1132年陈规发明了火枪。火枪是由长竹竿作成,先把火药装在竹竿内,作战时点燃火药喷向敌军。陈规守安德时就用了“长竹竿火枪二十余条”。公元1259年,寿春地区有人制成了突火枪,突火枪是用粗竹筒作的,这种管状火器与火枪不同的是,火枪只能喷射火焰烧人,而突火枪内装有“子巢”,火药点燃后产生强大的气体压力,把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子弹。突火枪开创了管状火器发射弹丸的先声。现代枪炮就是由管状火器逐步发展起来的。所以管状火器的发明是武器史上的又一大飞跃。
突火枪又被称为突火筒,可能它是由竹筒制造的而得此名。《永乐大典》所引的《行军须知》一书中提到,在宋代守城时曾用过火筒,用以杀伤登上城头的敌人。到了元明之际,这种用竹筒制造的原始管状火器改用铜或铁,铸成大炮,称为“火铳”。
1332年的铜火铳,是世界上现存最早的有铭文的管状火器实物。
明代在作战火器方面,发明了多种“多发火箭”,如同时发射10支箭的“火弩流星箭”;发射32支箭的“一窝蜂”;最多可发射100支箭的“百虎齐奔箭”等。明燕王朱棣(即后来的明成祖)与建文帝战于白沟河,就曾使用了“一窝蜂”。这是世界上最早的多发齐射火箭,堪称是现代多管火箭炮的鼻祖。尤其值得提出的是,当时水战中使用的一种叫“火龙出水”的火器。据“武备志”记载,这种火器可以在距离水面三、四尺高处飞行,远达两三里。这种火箭用竹木制成,在龙形的外壳上缚四支大“起火”, 腹内藏数支小火箭,大“起火”点燃后推动箭体飞行,“如火龙出于水面。”火药燃尽后点燃腹内小火箭,从龙口射出。击中目标将使敌方“人船俱焚。”这是世界上最早的二级火箭。另外,该书还记载了“神火飞鸦”等具有一定爆炸和燃烧性能的雏形飞弹。“神火飞鸦”用细竹篾绵纸扎糊成乌鸦形,内装火药,由四支火箭推进,它是世界上最早的多火药筒并联火箭,它与今天的大型捆绑式运载火箭的工作原理很相近。
火箭的发展,使人产生了利用火箭的推力飞上天空的愿望。根据史书的记载14世纪末,明朝的一位勇敢者万户坐在装有47个当时最大的火箭的椅子上,双手各持一个大风筝,试图借助火箭的推力和风筝的升力实现飞行的梦想。尽管这是一次失败的尝试,但万户被誉为利用火箭飞行的第一人。为了纪念万户,月球上的一个环行山以万户的名字命名。
火药的对外传播
早在八、九世纪时,和医药、炼丹术的知识一起,硝也由中国传到阿拉伯。当时的阿拉伯人称它为“中国雪”,而波斯人称它为“中国盐”。他们仅知道用硝来治病、冶金和做玻璃。13世纪火药是由商人经印度传入阿拉伯国家的。希腊人通过翻译阿拉伯人的书籍才知道火药。火药武器是通过战争传到阿拉伯国家,成吉思汗西征,蒙古军队使用了火药兵器。公元1260年元世祖的军队在与叙利亚作战中被击溃,阿拉伯人缴获了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火药武器,从而掌握火药武器的制造和使用。阿拉伯人与欧洲的一些国家进行了长期的战争,战争中阿拉伯人使用了火药兵器,例如阿拉伯人进攻西班牙的八沙城时就使用过火药兵器。在与阿拉伯国家的战争中,欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术。
火药和火药武器传入欧洲,“不仅对作战方法本身,而且对统治和奴役的政治关系起了变革的作用”。“以前一直攻不破的贵族城堡的石墙抵不住市民的大炮,市民的子弹射穿了骑士的盔甲。贵族的统治跟身穿铠甲的贵族骑兵同归于尽了。随着资本主义的发展,新的精锐的火炮在欧洲的工厂中制造出来,装备着威力强大的舰队,扬帆出航,去征服新的殖民地``````。”
中国的火药推进了世界历史的进程。
造纸术
人类对自然的认识,发明、发现、经验的总结无法通过遗传传给下一代的,它需要通过一种媒体记录下来,供后人学习、继承。在没有发明文字的时代,只能靠口传心记。文字发明之后,则需要有记录的载体。人类尝试了各种天然物品,龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍、缣帛等,这些物品虽然也能记录文字,但有的昂贵,有的笨重,有的不易多得。寻找新的载体是我们的先人的梦想。纸的发明大大提高了人类积累、继承前人经验的能力,为社会的发展提供了有力的保障。
纸发明前的书写材料
文字发明以前古人以结绳记事,由于无法辨认绳结所代表的事物,经常出现错误。文字出现以后,我国先民曾利用甲骨、金石记事。金石笨重,使用起来很不方便。在纸出现之前,竹简、木牍、缣帛是主要的书写材料。竹简、木牍十分笨重,所占的空间又很大,写作和阅读都很不便利。秦始皇统一天下,政事不论大小,全他一人裁决,他规定一天看章奏(竹简)一百二十斤(秦一斤合今半市斤),不看完不休息。可算是一个“体力劳动者”了。当时的所谓“学富五车”书的大学者,其实也没有读过多少书,只不过看过五车竹简、木牍而已。它所含的信息量很难与现在一本比较厚的书相比。晋朝人挖掘了战国时期魏襄王的坟墓,从中得到竹简古书15篇,约有10万余字,装了数十车。可见这种书的笨重。缣帛虽然便于书写,但价格昂贵。汉代一匹缣(2.2汉尺宽,4.0汉尺长)值六石(720汉斤)大米,只有少数皇家贵族才能享用,一般人根本消受不起。
三千多年前,人们把文字刻在龟甲和兽骨上,称为甲骨文,这是我国最早的文字。
起源于商代,单独的竹片称为简是一种书写材料,若干根简编缀在一起叫册。
起源于战国,人们将文字写在丝织品上称为帛书。
纸的发明过程
西汉初年,政治稳定,思想文化十分活跃,对传播工具的需求旺盛,纸作为新的书写材料应运而生。许慎著的“说文解字”,成书于公元100年。许慎认为纸是丝絮在水中经打击而留在床席上的薄片。这种薄片可能是最原始的“纸”,有人把这种“纸”称为“赫蹄”。这可能是纸发明的一个前奏,关于这种“纸”的记载,可以追溯到西汉成帝元延元年(公元前12年)。“汉书•赵皇后传”中记录了成帝妃曹伟能生皇子,遭皇后赵飞燕姐妹的迫害,她们送给曹伟能的毒药就是用“赫蹄”纸包裹,“纸”上写:“告伟能,努力饮此药!不可复入,汝自知之!”。由此推测纸可能与丝有一定关系。
远古以来,我们的先人就已经懂得养蚕、缫丝。秦汉之际以次茧作丝绵的手工业十分普及,韩信在未发迹之前“乞食漂母”的漂母,大概就是以此为生的。这种处理次茧的方法称为漂絮法,操作时的基本要点包括,反复捶打,以捣碎蚕衣。这一技术后来发展成为造纸中的打浆。此外,借助竹器沥干丝缕也是此法的一个重要步骤,它是造纸中抄纸的原型。我国古代常用石灰水或草木灰水为丝麻脱胶,这种技术也给造纸中为植物纤维脱胶以启示。纸张就是借助这些技术发展起来的。
从迄今为止的考古发现来看,造纸术的发明不晚于西汉初年。最早出土的西汉古纸是1933年在新疆罗布淖尔古烽燧亭中发现的,年代不晚于公元前49年。1958年5月在陕西省西安市灞桥出土的古纸经过科学分析鉴定,为西汉麻纸,年代不晚于公元前118年。1973年在甘肃居延肩水金关发现了不晚于公元前52年的两块麻纸;
1973年在甘肃金关出土,为西汉麻纸,暗黄色,质地较粗糙。
1978年在陕西扶风中延村出土了西汉宣帝时期(公元前73~49年)的三张麻纸;1979年在甘肃敦煌县马圈湾西汉烽燧遗址出土了五件八片西汉麻纸。1986年甘肃天水放马滩出土的西汉文帝时期(公元前179~前141年)的纸质地图残片,表明了当时的纸可供写绘之用。从上述西汉出土的纸的质量来看,西汉初年的造纸技术已基本成熟。
历史上关于汉代的造纸技术的文献资料很少,因此难以了解其完整、详细的工艺流程。后人虽有推测,也只能作为参考之用。造纸技术环节众多,因此必然有一个发展和演进的过程,绝非一人之功。它是我国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶。
蔡伦改进造纸技术
关于造纸术的起源,过去多沿用历史学家范晔在《后汉书•蔡伦传》中的说法,认为纸是东汉时代宦官蔡伦于汉和帝元兴元年(公元105年)发明的。其实古籍中的已有记载,在蔡伦‘发明’纸之前,已经有人使用纸张。“后汉书•贾逵传”提到,建初元年(公元76年)汉章帝命贾逵选择成绩优秀的太学生二千人,奖给“简、纸、经传各一通”。这说明当时已用纸抄写书籍,这个时间早于蔡伦造纸近30年。“东观汉记” 中只记有“蔡伦典尚方作只纸” “东观汉记”的作者刘珍、延笃等人,都是蔡伦同时代的人,如果蔡伦发明了纸他们是不会不记载的。20世纪以来由于西汉古纸的发现,蔡伦发明纸的说法开始动摇,继而被否定。蔡伦虽然不是纸的发明者,但他仍然是一位造纸技术的革新和推广者。
蔡伦,字敬仲,东汉桂阳(今湖南耒阳)人,东汉明帝十八年(公元75年)入宫当宦官,章帝建初年间为小黄门。和帝即位提升为中常侍,永元九年(公元97年)兼少府尚方令。尚方是皇家的手工场,专门监督制造各种御用器物。那时,造纸术虽然已经发明,纸张可能只在民间流传。由于质量问题,纸张也难登大雅之堂,不少文人雅士并不看好纸张。蔡伦看到了纸张取代简帛的前景,利用尚方的有利条件,改革造纸技术,制造了一批质地精良的纸。
蔡伦认真总结了前人的经验,他认为扩大造纸原料的来源,改进造纸技术,提高纸张质量,就可以使纸张为大家接受。蔡伦首先使用树皮造纸,树皮是比麻类丰富得多的原料,这可以使纸的产量大幅度的提高。树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高,因此树皮的脱胶、制浆要比麻类难度大。这就促使蔡伦改进造纸的技术。西汉时利用石灰水制浆,东汉时改用草木灰水制浆,草木灰水有较大的碱性,有利于提高纸浆的质量。元兴元年(公元105年)蔡伦把他在尚方制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇,汉和帝很称赞他的才能,马上通令天下采用。这样,蔡伦的造纸方法很快传遍各地。公元114年蔡伦被封为“龙亭侯”,民间便把他制作的那种纸称为“蔡侯纸”。汉安帝时,宦官和外戚轮流执政,相互倾轧。蔡伦难于应付这种政治斗争,于公元121年服毒自杀。
“汉代造纸工艺流程图”形象地再现了两汉时期的造纸术,将麻头、破布等原料经水浸、切碎、洗涤、蒸煮、漂洗、舂捣、加水配成悬浮的浆液、捞取纸浆、干燥后即成为纸张。
蔡伦献纸之后,造纸技术和纸张广为流传。东汉末年,东莱人左伯也是一位造纸能手。他造的纸,比蔡侯纸更为白洁细腻。赵歧著的《三辅决录》中,提到左伯的纸、张艺的笔、韦诞的墨,说它们都是名贵的书写工具。笔、墨和纸并列,说明纸已是当时常用的书写材料。纸成为竹简、木牍、缣帛的有力竞争者,到了三、四世纪就基本上取代了简帛,成为唯一的书写材料,这就有力地促进了科学文化的发展。
东晋末年,豪门桓玄把持朝政。公元404年,废晋安帝,并下令以纸代简。简牍文书从此基本绝迹。纸不仅在民间流通,而且成为官方文件的载体。
造纸技术的发展
造纸原料的多样性是造纸发展的一个重要方面。 西汉时期的纸大都以麻为原料,东汉也以麻纸为主,到蔡伦时代,又利用树皮(主要是楮皮)造纸。此后,各种树皮纸纷纷问世。魏晋时期发明了桑皮纸、藤皮纸。唐代又出现了利用某些香树的树皮造的纸,称为香皮纸。特别值得一提的是用竹子造纸,唐中叶出现了竹纸。竹纸的发明使造纸的原料大大丰富了。竹料制浆难度较大,必须改进制浆方法,提高制浆效率,我国劳动人民在唐代就解决了这个问题。竹浆造纸可以说是现代木浆造纸的先驱。
以青檀皮为原料的宣纸,至今享有盛名,据《新唐书》记载,唐代宣州生产的纸为贡品。有人认为,这可能就是宣纸。宋代安徽徽州是当时的纸业中心之一。宋末,泾县开始生产宣纸。
宋代,有人用废纸与新鲜纸浆混合,制成一种名为“还魂纸”的纸。苏易简在《文房四谱》中记录了用麦杆、稻草造纸事情。
有关造纸术的著作,宋以后相继出现,宋代苏易简的《纸谱》、元代费著的《纸笺谱》、明代王宗沐的《楮书》。尤其是明代宋应星的《天工开物•杀青篇》对中国古代造竹纸和造皮纸的技术作了系统的总结。他把造竹纸过程概括为五个环节,即新竹漂塘、碱液蒸煮、打浆抄造、覆帘压纸、透火焙干。书中还有造纸作业图,是当时世界上关于造纸技术最详细的记载。
纸药的应用是造纸术中一项重要的发明。造纸的过程中往往要向纸浆中加入某些植物粘液,古代纸工称之为纸药。纸药的作用是作为悬浮剂,使纸浆中的纤维分散。同时它还能防止纤维互相粘结,使湿纸易以分张或揭分。我国古代造纸时常用的纸药是从黄蜀葵、杨桃藤、槿叶等的植物榨取的粘液制成的。
造纸术向外的传播
造纸术首先传入与我国毗邻的朝鲜和越南,在蔡伦改进造纸术后不久,朝鲜和越南就有了纸张。朝鲜半岛各国先后都学会了造纸的技术。大约公元四世纪末,百济在中国人的帮助下学会了造纸,不久高丽、新罗也掌握了造纸技术。此后高丽造纸的技术不断提高,到了唐宋时,高丽的皮纸反向中国出口。西晋时,越南人也掌握了造纸技术。公元七世纪造纸技术经高丽传到日本。
公元751年(唐玄宗十年)唐安西节度使高仙芝率部与阿拉伯军队交战,唐军大败,被俘士兵中有从军的造纸工人。阿拉伯最早的造纸工场,是由中国人帮助建造起来的,造纸技术也是由中国工人亲自传授的。最初造的麻纸,是以破布为原料,不但用了中国的技术,而且采用中国式的设备。
欧洲人是通过阿拉伯人了解造纸技术的,最早接触纸和造纸技术的欧洲国家是一度为阿拉伯人统治的西班牙。公元1150年,阿拉伯人在西班牙的萨狄瓦,建立了欧洲第一个造纸场。公元1276年意大利的第一家造纸场在蒙地法罗建成,生产麻纸。法国于公元1348年,在巴黎东南的特鲁瓦附近建立造纸场。此后又建立几家造纸场,这样法国不仅国内纸张供应充分,而且还向德国出口。德国是14世纪才有自己的造纸场。英国因为与欧洲大陆有一海之隔,造纸技术传入比较晚,15世纪才有了自己的造纸厂。瑞典1573年建立了最早的造纸厂,丹麦于1635年开始造纸,1690年建于奥斯陆的造纸厂是瑞典最早的纸厂。到了17世纪欧洲个主要国家都有了自己的造纸业。
西班牙人移居墨西哥后,最先在美洲大陆建立了造纸厂,墨西哥造纸始于 1575年。美国在独立之前,于1690年在费城附近建立了第一家造纸厂。到19世纪中国的造纸术已传遍五洲各国。
造纸术的发明和推广,对于世界科学、文化的传播产生深刻的影响,对于社会的进步和发展起着重大的作用。
指南针
指南针的发明是我国劳动人民,在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究,终于发明了可以实用的指南针。
磁现象的发现
先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿,即磁石(主要成分是四氧化三铁)。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现:“山上有磁石者,其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为:“石是铁的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了。”
汉以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思。
既然磁石能吸引铁,那么是否还可以吸引其他金属呢?我们的先民做了许多尝试,发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属,也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁,而不能吸引其他物品。
当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极,一个称N极,一个称S极。同性极相互排斥,异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够察觉到的。到了西汉,有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有
㈥ 为什么发明创造宋代那么厉害呢
宋朝是中国历来史上经济最繁荣、科技源最发达、文化最昌盛、艺术最高深、人民生活水平最富裕的朝代。宋代是为中国最争光的朝代,也是当时世界上发明创造最多的国家。宋朝也是中国为世界贡献最大的时期,中国历史上的重要发明一半以上都出现在宋朝,那时中国所谓的四大发明的三项被发明或是开始得到大规模实际的运用,火药、指南针、印刷术、纸币、垂线纺织,瓷器工艺的重要改革等。宋朝航海、造船、医药、工艺、农技等都达到了古代前所未有、后难比及的高度。宋朝还发展起一门新科学,技术科学。这些辉煌的成就与宋的综合文明有直接联系。宋代的GDP是占全球的50%。国家的综合实力无论是质量还是数量宋朝都是当时世界的第一大国。宋朝已经达到了封建王朝的顶峰,已经出现了资本主义萌芽。 据说宋朝的GDP达到新中国21世纪初的水平
造成这个结果原因有诸多:
主要有:
一,宋朝开国皇帝 杯酒释兵权。重文,不重武功。注重社会经济发展
二,宋朝是历史上唯一一个不抑商的朝代。
三,宋朝对南方的开发很重视,是历史上开发力度最大的时期。也是经济重心从此由北及南转变的关键时期。
四,宋朝历代皇帝及统治者对经济发展和科技开发的重视。
五,宋朝重视经济立法,
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中国古代四大发明之一。利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器,有多种形体。战国时期,已发现磁石吸铁的现象,并用天然磁石制造“司南之勺”,“其柄指南”。此后,经过长时期的实践,发现人工磁化的方法,造成更高一级的磁性指向仪器。宋代科学家沈括首先记载了地磁偏角,说用天然磁石摩擦钢针,使之磁化成为磁针,可以指南,而常微偏东,并介绍了四种支挂磁针的方法:一是浮于水面,二是放在指甲上,三是放在碗沿上,四是线缕悬挂(见彩图缕悬法指南针 据沈括记载复制模型)。宋军中配备指南鱼,是将薄铁叶剪成鱼形而磁化,用于阴天和黑夜判断行军方向。后来又发展成磁针和方位盘联成一体的罗经盘,即罗盘。曾三异在《因话录》中记载当时有“地螺”,“或有子午正针,或用子午、丙壬间缝针”。这种地罗还是一种水罗盘。当时,阴阳家用地罗看风水。在清丈田地和判决土地诉讼时,也使用地罗。据《萍洲可谈》、《宣和奉使高丽图经》、《诸蕃志》和《梦粱录》记载,至晚在北宋后期,指南针已用于航海,南宋时,使用“针盘”导航。这种针盘还使用“浮针”,这对于海上交通的发展,中外经济文化交流,起了极大作用。
最早的“指南针” 战国时代,我国人民利用磁铁造成了一种指示方向的工具,叫“司南”。“司南”就是指南的意思。
司南的形状和现在的指南针完全不同。它是根据我国古代的勺子的形状制成的,很象我们现在用的汤匙。
司南是怎样制成的呢?古书上缺少详细的记载,又没有实物留下来,所以我们没有办法知道它的准确形状。根据专家们的研究,司南大约是把整块的天然磁铁,轻轻地琢磨成勺子的形状,并且把它的S极琢磨成长柄,使重心落在圆而光滑的底部正中。
司南做好以后,还得做一个光滑的底盘。使用的时候,先把底盘放平,再把司南放在底盘的中间,用手拨动它的柄,使它转动。等到司南停下来,它的长柄就指向南方,勺子的口则指向北方。
司南的底盘是用青铜做的,有的是个涂漆的木盘,青铜和漆器都比较光滑,磨擦的阻力比较小,司南转动起来很灵活。这种底盘内圆外方,四周还刻有表示方位的格线和文字。现在的出土文物中,就有这样的铜盘和涂漆的木盘;还有东汉时候的一幅石刻,刻着一个小勺子放在一个小方台上,有人认为这就是司南。
司南是世界上最早的“指南针”。战国时候,有人去采玉,怕在荒山中迷路,就带上司南。
司南必须放在光滑的底盘上旋转,底盘还必须放平,否则就会影响它指南的作用,甚至会使它从底盘上滑下来。因此,人们发明司南以后,又继续不断地研
究改进指南的工具。
指南鱼 公元九六零年,宋太祖建立宋朝,结束了五代十国时期的封建割据局面。北宋时候,农业、手工业和商业都有了新的发展。在这个基础上,我国的科学技术获得了辉煌的成就。宋朝时候,我国在指南针的制造方面,跟造纸法和印刷术一样,也有很大的发展。
大约在北宋初年,我国又创制了一种指南工具——指南鱼。
当时有一部有名的军事著作,叫《武经总要》,其中说:行军的时候,如果迂到阴天黑夜,无法辨明方向,就应当让老马在前面带路,或者用指南车和指南鱼辨别方向。《武经总要》这部书是在北宋仁宗庆历四年(公元一零四四年)以前写成的。这就是说,在那个时候,我国已经有指南鱼,并且把它应用到军事方面去了。
指南鱼用一块薄薄的钢片做成,形状很象一条鱼。它有两寸长、五分宽,鱼的肚皮部分凹下去一些,使它象小船一样,可以浮在水面上。
钢片做成的鱼没有磁性,所以没有指南的作用。如果要它指南,还必须再用人工传磁的办法,使它变成磁铁,具有磁性。
关于怎样进行人工传磁,《武经总要》没有明白的记载,但是它指出,指南鱼要用“密器收之”,也就是说,要拿一个密封的合子藏起来。根据这一点来看,当时的人工传磁法大约是这样的:把钢片做的鱼和天然磁铁放在同一个密封的 合子里,使它们接触,时间久了,钢片做的鱼就也会具有磁性,变成磁铁。
原来,不管磁化或者没有磁化的钢铁里面,每一个分子都是一根“小磁铁”。没有磁化的钢条,它的分子毫无次序地排列着,“小磁铁”的磁性都互相抵消了。磁化了的钢条,所有的“小磁铁”都整整齐齐地排列着,同性的磁极朝着一个方向,不用说,整个钢条就具有磁性了。如果拿一块磁铁,紧紧擦着一根没有磁化的钢条,老是从这一头向另一头移动,那么,由于磁铁的吸力,普通钢条中的分子也都顺着一个方向排列起来,这样,就完成“传磁”的工作了。《武经总要》上讲到的“密器收之”,可能就是指这种人工传磁方法。
我国人民发明用人造磁铁做指南鱼,这是一个很大的进步。这说明我国人民在九百多年前就已具有相当丰富的磁铁知识了。
使用指南鱼,比使用司南要方便,它不需要再做一个光滑的铜盘,只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平,也不会影响指南的作用,因为碗里的水面是平的。而且,由于液体的摩擦力比固体小,转动起来比较灵活,所以它比司南更灵敏,更准确。
当时不但有钢片做的指南鱼,还有用木头做的指南鱼和指南龟。宋代《事林广记》记载了用木头做指南鱼的方法:用一块木头刻成鱼的样子,象手指那样大,在鱼嘴往里挖一个洞,拿一条磁铁放在里面,使它的S级朝外,再用蜡封好口。另外用一根针从鱼口里插进去,室南鱼就做好了。把指南鱼放到水面上,鱼嘴里的针就指向南方。
指南龟也是用木头刻成的,放磁铁的办法和木头指南鱼一样,插在尾部。指南龟不放在水里,人们在它的肚子下面挖一个洞,把它装在光滑的竹钉上面,使它便于自由转动,它尾部的那根针,也会自动指向南方。
这种木头指南鱼和指南龟,很可能是一些懂得方术的方士创造的,做成以后只是用来变戏法。所以《事林广记》的作者,把它们当作《神仙幻术》了。
火药的发明
中国古代四大发明之一。古代炼丹家制药时,逐渐发现硫黄(S)、 焰硝(KN□)和木炭(C)的混合物有燃烧和爆炸能力。唐末天□年间(904~906),在战争中开始出现火药箭,还出现“发机飞火”的记载,即用抛石机投掷火药包,作燃烧性兵器。宋朝东京开封府(今河南开封)设广备攻城作,其中有生产火药的部门。《武经总要》一书记载了火药的三种配方,生产火药已达相当规模。尽管生产技术严格保密,仍传入辽朝,故从日本大量进口硫黄的同时,又严禁硫黄和焰硝向辽出口。宋神宗赵顼时,边防军中已大量配备火药弓箭、火药火炮箭等兵器。辽道宗时,也已在南京析津府(今北京)“日阅火炮”。南宋时,水军也配备了霹雳炮、火炮、火箭等兵器,在建康府(今江苏南京)、江陵府(今湖北江陵)等城市都设有火药兵器制造业。早期火药兵器威力有限,不可能取代冷兵器。但自南宋中期以后,火药兵器在兵器中的比重显著增大(见彩图火箭(模型)将火药筒缚在箭支的前部,利用火药燃烧时产生的后推力带动箭支前进,宋代军队配备的火药武器之一)。金朝火药制造技术来源于辽,金军攻宋之初,已使用火炮。此后,在宋、金、元之间的战争中,火药的使用愈益频繁。金末抗击蒙古军时,曾使用震天雷、飞火枪等火器。宋代出现了类似近代炮弹的铁火炮,却仍用抛石机投射;又发明了突火枪,以巨竹为筒,发射“子窠”,类似于后世枪炮,却尚未使用金属发射管。这是辽、宋、 金代火药兵器进步的极限,却已决定了后世火药兵器的发展方向。总之,辽、宋、金代可算是人类使用火药的奠基时期。到元、明又发现了铜铁铸造的管状火器——铳和炮。
火枪 南宋时候,火药的使用越来越普遍了,火器也得到了进一步的发展。 为了防御金兵的侵扰,南宋的军事家们就不断想法改进武器。南宋初,宋高宗绍兴二年(公元一一三二年),有一个叫陈规的军事学家,发明了一种管形火
器——火枪,这在火器史上是一大进步。
这种火枪是用长竹杆做的,竹管里装满火药。打仗的时候,由两个人拿着,点着了火,发射出去,用它烧敌人。
这是我国最早出现的管形火器。把火药装在竹管里做成火枪,在火药的应用上是个了不起的进步。用抛石机发射火药,不容易准确地打中目标;有了管形火器,人们就可以比较准确地发射和适当地操 纵火药的起爆了。
火枪发明以后,经过不断的改进,到了南宋未年,又有人发明了突火枪。突火枪是用粗毛竹筒做成的,竹筒里放有火药,还放一种叫“子窠”的东西。用火把火药点着以后,起初发出火焰,接着“子窠”就射出去,并且发出象炮一样的声音。
这种“子窠”,究竟是什么东西呢?它很可能就是一种最早的子弹,可惜古书上没有说明。
火枪的作用只在烧人,突火枪却能发出子窠打人,比火枪又前进了一步。
火枪和突火枪,都是用竹管做的原始的管形火器,威力不大,但它们是近代枪炮的老祖宗。近代的枪炮,就是从它们慢慢发展来的。
造纸术的发明
东汉元兴元年(105),蔡伦在前人造纸术的基础上,改革和推广了造纸技术。新的造纸术使旧的不便书写的麻纸变成了至今大致结构没有改变的良纸工艺。
在蔡伦造纸术出现之前,在中国,商代用甲骨,西周用青铜器,春秋时用竹简、木牍、缣帛作为记事材料。汉代,农业发达,经济繁荣,国力强盛,文化事业蓬勃发展。笨重的竹简和昂贵的缣帛已不能满足人们的需求,寻求新的书写材料已成为时势所趋,造纸术就因此应运而生。
据20世纪中叶以来在新疆、陕西、甘肃等地出土的麻质古纸,专家确认为西汉麻纸的片状纤维物,说明造纸术可能出现在蔡伦之前,而且可能与人们对纺织用麻的处理过程有关。但这些西汉麻质古纸上都没有发现可以辨识的书写文字,加上对化验分析结果解释不同,对西汉是否已出现了造纸术中术界尚有很大争议。闪此《后汉书·蔡伦传》对蔡伦发明造纸术的记载,是迄今为止有时间和人物的准确记载造纸术的最早记录,广为人们承认。
蔡伦(62~121),字敬仲,桂阳(今湖南郴州)人,明帝永平十八年(75)入宫为宦。章帝章和元年(87)任尚方令,掌管宫廷手工作坊。和帝元兴元年(105)发明造纸术。安帝元初元年(114)封龙亭侯。安帝建光元年(121)去世,葬在封地。
《后汉书·蔡伦传》记载:蔡伦造纸之前,书写记事的纸实际上是丝织物(缣帛),蔡伦用树皮、麻头、破布、鱼网,经过挫、捣、抄、烘等一系列的工艺加工,制造植物纤维纸,一种至今大致结构没有改变的良纸,也是真正意义上的纸。105年,蔡伦向汉和帝献纸,受到和帝赞誉。造纸术于是广为天下所知,蔡伦造的纸被称为“蔡侯纸”;105年则被普遍认为造纸术的发明年代。
蔡伦对造纸术的改革和推广,使纸的使用在东汉后日渐多起来。从考古发掘出的东汉古纸看,已有不少带有书写字体,而且质量明显提高。这些东汉古纸,或是诗抄,或是书信,或是书札的残部,都是东汉末年的产物,准确的应属永初四年(110)前后。科学家对1974年甘肃武威旱滩坡的东汉晚期墓出土的留有字迹的古纸进行了细致的科学分析,发现古纸已具有一定的强度和柔性,厚度与现代机制原稿纸相当,原料为大麻等麻类纤维,纤维交结细匀紧密,且有单面涂布加工,说明当时的造纸工序已相当精细,造纸技术已达到一定水平。
东汉时纸的使用,有许多书稿文献都有记载。如《后汉书·邓皇后纪》中所说的贡纸和《后汉书·百官志》中所说的宫廷内专管纸墨的少府守宫令和尚书令右丞,说明纸在宫廷内已广为使用。而《后汉书·延笃列传》所载的牍记纸和书写纸及《北堂书抄》中所载的信纸,则说明一般官吏和士人也有使用纸书写的了。
造纸术的发明是中国古代最伟大的发明之一,也是人类文明史上一项最杰出的成就。纸的出现,是人类文明的基础,它作为一种新的信息载体在中国率先出现,使中国汉代的文明勃兴超过了其它的文明。公元八世纪左右,阿拉伯人才开始用中国的技术和设备造纸。
纸的出现和推广,使汉以后的文化生活出现了崭新的面貌。纸的质量越来越好。汉中平二年(185),山东造纸能手左伯(字子邑)造出“左伯纸”,史称“子邑之纸,妍妙辉光”。公元2~5世纪,左伯纸、张芝笔和韦诞墨曾是文人墨士喜爱的文房用品。但纵观汉代的书写材料占主要地位的仍是简牍和缣帛。直到晋以后,经济发展,造纸术流传到长江流域和江南一带,造纸材料丰富,才出现了较多较好的纸。晋代盛行的读书、抄书和藏书之风都得益于纸的普及和推广。抄经热、藏书热和因传抄左思《三都赋》而出现的洛阳纸贵,都是纸普及后出现的前所未有的景观。
印刷术的发明
自从有了纸以后,随着经济文化的发展,读书的人多起来了,对书籍的需要量也大大增加了。
晋朝初年,官府有书二万九千九百四十五卷。南北朝时候,梁元帝在江陵有书籍七万多卷、隋朝嘉则殿中藏书有三十七万卷,这是我国古代国家图书馆最高的藏书记录。
除了官府藏书,私人藏书也越来越多。比如晋朝郭太,有书五千卷;张华搬家的时候,单是搬运书籍,就用了三十辆车子。
印刷术发明以前,只有官府和郭太、张华那样的富人才能有这么多的藏书,一般人要得到一两本书也很不容易,因为那时的书都是手抄本。要抄这么多的手抄本,得花费多少人力呀!这种情况如果不改变,怎么能够满足社会上的需要呢?
历史上常常有这样的情况:一项科学发明,只要社会上迫切需要它,同时又有产生它的物质条件,那么,它就会很诀出现的。雕版印刷术的出现就是这样。
在雕版印刷术出现以前,社会上已经广泛应用印章和拓碑。
印章有阳文和阴文两种,阳文刻的字是凸出来的,阴文刻的字是凹进去的。“如果使用阳文印章,印到纸上就是白底黑字,非常醒目。但是印章一般比较小,印出来的字数毕竟有限。
刻碑一般用阴文,拓出来的是黑底白字,不够醒目。而且拓碑的过程比较复杂,用来印制书籍也不方便。但是,拓碑有一个很大的好处,那就是石碑面积比较大,一次可以拓印许多字。
如果截长补短,把拓碑和印章的各自特点结合起来呢?情况当然就不一样了。
我国劳动人民在拓碑和印章这两种方法的启发下,发明了雕版印刷术。
雕版印刷的方法是这样的:把木材锯成一块块木板,把要印的字写在薄纸上,反贴在木板上,再根据每个字的笔划,用刀一笔一笔雕刻成阳文,使每个字的笔划突出在板上。木板雕好以后,就可以印书了。印书的时候,先用一把刷子蘸了墨,在雕好的板上刷一下,接着,用自纸复在板上,另外拿一把干净的刷子在纸背上轻轻刷一下,把纸拿下来,一页书就印好了。一页一页印好以后,装订成册,一本书也就成功了。这种印刷方法,是在木板上雕好字再印的,所以大家称它为“雕版印刷”。
我国的雕版印刷是在什么时候发明的呢?对这个问题,历史学家还没有统一的意见,但多数人认为是在唐朝时候发明的。
在隋末唐初,由于大规模的农民大起义,推动了社会生产的发展,文化事业也跟着繁荣起来,客观上产生雕版印刷的迫切需要。
根据明朝时候邵经邦《弘简录》一书的记载:唐太宗的皇后长孙氏收集封建社会中妇女典型人物的故 事。编写了一木叫《女则》的书。贞观十年土长孙皇后死了,宫中有人把这本书送到唐太宗那里。唐太宗看到之后,下令用雕版印刷把它印出来。
贞观十年是公元六三六年。《女则》的印行年代可能就是这一年,也可能稍后一些。这是我国文献资料中提到的最早的刻本。从这个资料来分析。可能当时民间已经开始用雕版印刷来印行书籍了,所以唐太宗才想到把《女则》印出来。雕版印刷发明的年代,一定要比《女则》出版的年代更早。
到了九世纪的时候,我国用雕版印刷来印书已经相当普遍了。
唐朝时候,有个杰出的诗人叫白居易。他把自己写的诗编成了一部诗集——《白氏长庆集》长庆四年十二月十日(公元八二五年一月二日),白居易的朋友元稹给《白氏长庆集》写了一篇序文,序文中说:当时人们白居易的诗“缮写模勒”,在街上贩卖,到处都是这样。
从前人们把刻石称为“模勒”,到了唐代,也就把雕版称为”模勒“了。这里的“模勒”两字就是雕版印刷的意思。
《旧唐书》还有这样一条记载,大和九年(公元八三五年)十二月,唐文宗下令各地,不得私自雕版印刷历书。这是怎么一回事呢?根据另外一些古书的记载情况是这样:当时剑南、两川和淮南道的人民。都用雕版印刷历书,在街上出卖。每年,管历法的司天台还没有奏请颁发新历,老百姓印的新历却已到处都是了。颁布历法是封建帝王的特权,东川节度使冯宿为了维护朝廷的威信,就奏请禁止私人出版历书。历书关系到农业生产,农民非常需要,一道命令怎么禁得了呢?虽然唐文宗下了这道命令,民间刻印的历书仍旧到处风行。就是在同一个地区,民间印刷历书的也不止一家。
黄巢起义的时候,唐僖宗慌慌张张逃到了四川。皇帝也逃跑了,当然没有人来管理禁印历书的事了。因此,江东地方的人民就自己编印了历书出卖。唐僖宗中和元年(公元八八一年),有两个人印的历书,在月大月小上差了一天,发生了争执。一个地方官知道了,就说:“大家都是同行做生意,相差一天半天又有什么关系呢?”历书怎么可以差一天呢?那个地方官的说法真叫人笑掉了牙。这件事情却告诉我们,单是江东地方,就起码有两家以上印刷历书。
当时跟着唐僖宗逃到四川的柳毗在他的《家训》的序里也说,他在成都的书店里看到好多关于阴阳、杂记、占梦等方面的书籍。这些书大多是雕版印刷的。可见当时成都的印刷业比较发达,不但印历书,还印其他各种书籍了。
唐朝刻印的书籍,现在保存下来只有一部咸通九年刻印的《金刚经》。 咸通九年是公元八六八年,离开现在已经一千多年了。这一千多年前的印刷品,是怎样保存下来的呢?这里还有一段故事。
甘肃省墩煌东南有坐鸣沙山,早在晋朝的时候,有一些佛教徒在这里开了山洞,雕刻佛像,建筑寺庙。山洞不断增加,佛像也跟着增多,人们就把这里称为“千佛洞”。一九零零年,有一个王道士在修理洞窟的时候,无意中发现了一个密闭的暗室,打开一看,里面堆满了一捆捆纸卷,其中有相当多的纸卷是唐代抄写的书籍,还有一卷是唐代刻印的《金刚经》。
这部《金刚经》长约一丈六尺,高约一尺,是由七个印张粘连而成的卷子。卷首有一幅画,上面画着释迦牟尼对他的弟子说法的神话故事,神态生动,后面是《金刚经》的全文。卷未有一行文字,说明是咸通九年刻印的。
这本书是世界上现存的最早的雕板印刷书籍。图画也是雕刻在一块整版上的,也许是世界上最早的版画。
到了五代时候,有个封建官僚叫冯道。他在短短的五个朝代中做过四个朝代的大官,是个卑鄙无耻的家伙。他看到江苏、四川等地人民贩卖的印本书籍,各种各样都有,单单没有儒家经典,就在后唐长兴三年向皇帝建议雕版印刷儒家经典。
当时共印九种经书,经历了四个朝代,直到后周广顺三年,先后花了二十二年的时间,才全部刻成。
因为这次刻书影响比较大,后来竟有人认为印刷术是五代时候冯道发明的,这当然是错误的。
到了宋朝时侯,印刷业更加发达起来,全国各地到处都刻书。北宋初年,成都印《大藏经》,刻板十三万块;北宋政府的中央教育机构——国子监,印经史方面的书籍,刻板十多万块。从这两个数字,可以看出当时印刷业规模之大。宋朝雕板印刷的书籍,现在知道的就有七百多种,而且字体整齐朴素,美观大方,后来一直为我国人民所诊视。
宋朝的雕版印刷,一般多用木板刻字,但也有人用铜板雕刻。上海博物馆收藏有北宋“济南刘家功夫针铺”印刷广告所用的铜版,可见当时也掌握了雕刻铜版的技术。
说起印制书籍,雕版印刷的确是一个伟大的创造。一种书,只雕一回木板,就可以印很多部,比用手写不知要快多少倍了。
可是用这种方法,印一种书就得雕一回木板,费的人工仍旧很多,无法迅速地、大量地印刷书籍,有些书字数很多,常常要雕好多年才能雕好,万一这部书印了一次不再重印,那未,雕得好好的木板就完全没用了。
有什么办法改进呢?
到了十一世纪中叶(宋仁宗庆历年间),我国有个发明家叫毕升,终于发明了一种更进步的印刷方法——活字印刷术,把我国的印刷技术大大提高了一步。
毕升用胶泥做成一个一个四方长柱体,一面刻上单字,再用火烧硬,这就是一个一个的活字。印书的时候,先予备好一块铁板,铁板上面放上松香和蜡之类的东西,铁板四周围着一个铁框,在铁框内密密地排满活字,满一铁框为一版,再用火在铁板底下烤,使松香和蜡等熔化。另外用一块平板在排好的活字上面压一压,把字压平,一块活字版就排好了。它同雕版一样,只要在字上涂墨,就可以印刷了。
为了提高效率,他准备了两块铁板,组织两个人同时工作,一块板印刷,另一块板排字;等第一块板印完,第二块板已经准备好了。两块铁板互相交替着用,印得很快。
毕升把每个单字都刻好几个;常用字刻二十多个碰到没有予备的冷僻生字,就临时雕刻,用火一烧就成了,非常方便。印过以后,把铁板再放在火上烧热,使松香和蜡等熔化,把活字拆下来,下一次还能使用。
这就是最早发明的活字印刷术。这种胶泥活字,称为泥活字,毕升发明的印书方法二和今天的比起来,虽然很原始,但是活字印刷术的三个主要步骤一制造活字、排版和印刷,都已经具备。所以,毕升在印刷方面的贡献是非常了不起的。北宋时期的著名科学家沈括在他所著的《梦溪笔谈》里,专门记载了毕升发明的活字印刷术。
毕升发明活字印刷以后,朝鲜人民又开始用泥活字等方法印书,后来又采用木活字印书。到了十三世纪,他们首先发明用铜活字印书。我国使用铜活字印书比朝鲜稍晚。朝鲜人民还创造了铅活字、铁活字等。
十六世纪末年,日本侵入朝鲜,把朝鲜的铜活字和木活字抢去不少。于是,日本人也学会了活字印刷术。
我国的印刷术还传到了越南。十五世纪的时候,越南开始用雕版印刷术的方法印书。十八世纪初,他们也开始用木活字印书了。
欧洲印刷术的产生,也受了我国印刷术的深刻影响。
元朝时候,到中国来的欧洲人很多。他们看到元朝政府印的纸币可以代替金银使用,觉得非常新奇。在他们写的游记中,对于中国的纸币记载得很详细。
当时到中国来的欧洲人,很多住在杭州等地。杭州的书坊非常多,刻印工人的技巧也非常熟练。有的欧洲人在那里住过好几年,所以很自然地就把印刷术带回欧洲去了。
㈧ 我国四大发明中在北宋发明的是哪几个
北宋平民毕升发明活字印刷术
北宋最早将指南针用于航海
㈨ 宋代的三大发明是哪三大发明,在宋代各达到了怎样的水平
1.造纸术
据考古发现,我国大约在公元前1世纪,就已经有了纸,不过这时的纸只是纺织业漂絮沤麻的副产品,产量很低,质量也差,还不能用于书写。到东汉时期,蔡伦在前人经验的基础上,对造纸术进行了大胆的改革和创新。
除了用麻作原料之外,还采用树皮等一些含纤维的东西。并采用石灰碱液蒸煮的加工技术,从而大大提高了纸的产量和质量。此后纸张开始代替竹帛,在全国推广。公元6世纪后,我国的造纸术不断外传。
使朝鲜、日本、阿拉伯、欧洲等地先后学会了造纸术。纸从此成为传播文化、交流思想的重要工具。
2.印刷术
我国造纸发明以后,由于出版书籍的需要,印刷术也随之产生。公元6世纪初的隋、唐之际,出现了最早的雕版印刷术。
这种印刷术一般用木材为原料,先在木板上刻反字,再给字板涂上墨,印在纸上。由于节工省时。很快盛行起来。宋代雕版印刷达到鼎盛时期,宋太祖开宝四年 (971年)于成都板印《大藏经》,共印5048卷,雕版达13万块,用了12年的时间才雕印完工。
如此浩大规模的印刷,足以表明雕版印刷已达到相当高的水平。在1041--1048年间,雕刻工毕又创造了活字印刷术。即用胶泥做成规格一致的毛坯,在一端刻上反体单字,用火烧硬,成为单个的胶泥活字。用这些活字排版,既节省费用,又大大缩短了时间,十分经济方便。活字印刷的出现是印刷史上一项重大的革命。元代王祯又将胶泥活字改为木活字,创造了转轮排字架。
此后还出现了锡、铜、铅等金属材料制成的活字。活字印刷术从13世纪后传到朝鲜、日本,到15世纪中叶,欧洲才掌握了活字印刷术。活字印刷术是我国人民为人类做出的又一项重大贡献。
3.火药
火药是在炼丹过程中发明的,公元8~9世纪,炼丹家已经知道硫磺、硝石与木炭混合燃烧时,会发生剧烈的反应。
这样,在唐代就发明了以这三种物质为原料的黑色火药。到宋元时期,各种药物成分有了较合理的定量配比,并且先在军事上得到使用,出现了最早的火炮、火枪、火箭、地雷、炸弹等火药武器。
现在中国历史博物馆珍藏的铜火镜,制造于元年顺三年(1332年)。它是目前世界上发现的最早的铜炮,由于靠火药作为推动力,其威力较大,称它为“铜将军”。
火药在13世纪时传到阿拉伯持国,阿拉伯和波斯把制造火药的硝称为“中国雪”。14世纪以后,我国制造火药武器的技术经阿拉伯传到欧洲。
㈩ 宋代的所有发明都有什么啊
宋代科学技术无疑居于当时世界的最前列。两宋时代在科学技术方面所取得的成就之大、之高,在中国历史上是罕有的。震惊世界的三大发明——火药、活字印刷和指南针,就诞生于这一时期。正如国内外许多著名史家指出的,这三大发明改变了整个世界文明的发展进程。除此之外,中国人在许多方面也取得了成功,兴修水利,实施水稻的双季栽植;茶叶种植面积扩大;棉花成为普及性农作物;算盘开始应用,从此成为东亚商人的主要计算工具;火药的发明又推动了火箭、突火枪、火炮、地雷、火毬等兵器的革命。总之,没有两宋社会良好的科技氛围,活字印刷的发明是很难降生的。可能活字印刷的发明是偶然的,但它确实又寓于两宋社会尊重科技、重视科技氛围的必然之中。
在天文领域,宋代也取得了辉煌成就。北宋中期,杨忠辅制定《统天历》,以365.2425日为一年,这个数字与西方1582年颁布公历时的数据完全相同,比现代天文学所测数值只差26秒。由此可见,宋代天文学发展水平之高。
在生物学和医学领域,宋代也是成就卓著。在经济文化全面发展的背景下,宋朝政府十分重视与广大民众卫生健康息息相关的医学事业,不仅政府出面编辑刻印了很多医学典籍,而且要求各州县加以推广应用。其中《太平圣惠方》100卷,收录中药处方16834个,《圣济录》200卷,是医学上的一部网络全书,收集了诊断、处方、审脉、用药、针灸等各方面的理论和实践成果。《政和本草》共介绍各种药材1558种,其中新增加628种新药,可以说是一部完备的药物学著作。南宋时期的宋慈收录并总结了前人的法医知识,创作出《洗冤集录》一书,其中涉及验伤、验尸、血型鉴定、死伤鉴别、检骨等多方面的理论和实践,同时对毒药和医治服毒的方法也进行了总结,这也是世界上最早的一部法医学著作。上述仅仅是介绍了宋代医学领域很小部分的成就而已,于此亦可以看出两宋时期科学技术发展水平之一斑了。