『器』識中國：改變世界的四大發明

『四大發明』代表了古代中國先進的生產力，更是激發后世科技創新的源泉。『四大發明』在中國歷史長河中如何產生？在人類文明進程中又扮演了怎樣的角色？在傳世文獻與出土文物中，我們可以看到『四大發明』的前世今生。

孔子曰：“工欲善其事，必先利其器。”中國古代科技碩果累累，在這些偉大的創造中，“四大發明”無疑是具有世界影響力的科技“利器”。“四大發明”包括指南針、造紙術、印刷術和火藥。這些發明最早出自英國科學家弗朗西斯·培根所著《新工具》一書，其中提到印刷術、火藥和指南針“這三項發明已改變了全世界事物的面貌和狀態……似乎沒有任何帝國、宗教或顯赫人物對人類事務比這些機械發明有更大的影響力”。馬克思對培根的說法予以肯定，但二者都沒有把這些偉大發明歸功于中國。真正提出“四大發明”并強調它們是中國貢獻的人，是英國科學家李約瑟。他在實地考察并研究中國科技史后，在火藥、指南針、印刷術三大發明之外補充了造紙術，并對中國古代的科學技術大力稱頌，讓“四大發明”揚名四海。

妙握司南造化柄：指南針的前世今生

北斗星、司南、寫意的太極陰陽魚與網格化地球，組成了中國自主研發的全球衛星導航系統—北斗衛星導航系統的圖標的主要部分。這些圖案元素為我們講述了古人對導航科技的探索歷程。

司南是中國最早的磁性指向器。談論司南的發明，要從古人對磁現象的發現說起。《呂氏春秋·精通》曰：“慈石召鐵，或引之也。”可見戰國時人已知磁石吸鐵的特性。古人對磁鐵指極性的發現，為司南的發明奠定了基礎。戰國末年，《韓非子·有度》記載，“故先王立司南，以端朝夕”，其中，“朝夕”指東、西方向，這是關于司南的最早文獻記錄。《鬼谷子·謀篇》也有“故鄭人之取玉也，載司南之車，為其不惑也”的記錄。東漢王充在《論衡》中說：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”科技史學家王振鐸研究相關文獻，并結合古人對北斗的崇拜，復原了司南模型。這一成果引起了很大的社會反響。李約瑟所著《中國科學技術史》引用了此模型，并指出，蘇黎世利特堡博物館所藏漢代畫像石上的勺狀物很可能就是司南。

隨著古人磁學知識的增加和制造工藝的不斷進步，人們利用磁石對鐵針進行磁化，制造了指南針。關于指南針的最早記載見于北宋科學家沈括的《夢溪筆談·雜志》，其曰：“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。水浮多蕩搖，指爪及碗唇上皆可為之，運轉尤速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善。其法：取新纊中獨繭縷，以芥子許蠟綴于針腰，無風處懸之則針常指南。其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。”沈括指出，指南針所指的方向不是正南而是略微偏東。這種現象在物理學中叫作磁偏角，這是世界上最早的有關磁偏角的記錄。

指南針在航海事業上的使用，有一個循序漸進的發展過程。宋代朱彧《萍洲可談》云：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦則觀指南針。”這是世界上使用指南針航海的最早史證。到了元代，無論晝夜、陰晴都用指南針來導航，趙汝適《諸蕃志》云：“舟舶來往，惟以指南針為則。晝夜守視唯謹，毫厘之差，生死系焉。”

羅經盤由指南針發展而來，由磁針和方位盤組合而成。南宋時期，羅經盤已被廣泛應用于航海活動。南宋吳自牧的《夢粱錄》記載了羅經盤在航海時的重要作用：“風雨晦冥時，惟憑針盤而行，乃火長掌之，毫厘不敢差誤，蓋一舟人之命所系也。”在西方國家，為了克服戰爭中船機炮火的震動干擾，人們根據中國羅經盤設計了液體磁羅經。這是中西科技交流的結果。

無心插柳：不老丹與黑火藥

火藥的出現源自中國古代的煉丹術。煉丹術自先秦時期便已出現，在兩晉時期尤其興盛。在煉丹過程中，有時會出現爆炸現象，其產生的“副產品”就是火藥。

煉丹家發現爆炸原理后的相關記載為火藥的發明留下了文獻依據。最晚至西晉時期，煉丹家已經掌握了火藥的配方及預防爆炸的措施。9世紀的《真元妙道要略》記錄了爆炸過程：“有以硫黃、雄黃合硝石并蜜燒之，焰起燒手、面及燼屋舍者。”其他文獻如《諸家神品丹法》《鉛汞甲庚至寶集成》《抱樸子·內篇》和《太上八景四蕊紫漿五珠降生神丹方經》中記載的實驗均采取了預防起火或爆炸的措施。

火藥的發明是技術的進步，也是理論的飛躍。火藥的配伍主要依照陰陽學說，要求所用材料“陰陽”“性情”相配，同時吸收了傳統中醫學的“君、臣、佐、使”理論。其中的硝石和硫磺“陰陽”對立，是配方中的“君”和“臣”，炭素則是輔佐。從現代化學的角度看，三者就是氧化劑、還原劑和助燃劑。隨著方劑的不斷改良，火藥威力逐漸增大，還出現了管型射擊火炮等兵器。

火藥的西傳，改變了世界歷史。誠如恩格斯所說：“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一道經過西班牙傳入歐洲，并成為歐洲文藝復興的重要支柱之一。”中國發明的火藥走出丹爐，走向世界，完成了中西文明的碰撞與交接。

紙上煙云：造紙術的革故鼎新

說起造紙術，我們最熟悉的就是東漢時期“蔡倫造紙”的傳說。這一傳說源自范曄的《后漢書·蔡倫傳》：“倫乃造意，用樹膚、麻頭及敝布、魚網以為紙。元興元年奏上之，帝善其能，自是莫不從用焉。”然而，自唐代以來就有人提出質疑：蔡倫之前是否已有紙的存在？近代以來，不斷有出土文物證明，在蔡倫之前已經存在制作工藝較為粗糙的麻紙。

1933—1990年間，在新疆、陜西、甘肅、廣東等地分別出土了西漢麻紙。其中，羅布淖爾紙、灞橋紙、金關紙、中顏紙、馬圈灣紙和象崗紙的紙面上未有文字和圖案，放馬灘紙上繪有地圖，懸泉紙上有文字，皆是迄今為止出土的最早的紙質文獻。

學界就西漢紙的認定展開了激烈的討論。潘吉星認為蔡倫以前已經有植物纖維紙的存在，年代可以上溯至西漢。錢存訓分析了秦墓出土的竹簡上的“紙”字，認為紙在西漢時代已經通行，不僅可用于襯墊和包裹，甚至可供繪制地圖。王菊華則認為，紙需要經過剪切、漚煮和洗滌、舂搗、抄造成型和定型干燥，經過這樣的工序，紙才可以代替縑帛作書寫之用，具有必要的平整度和抗水性，而羅布淖爾紙、金關紙并沒有經過正式的蕩料抄造過程，只是“紙的雛形”。

不可否認，紙在蔡倫之前已經存在。前代麻紙即使未經舂搗、打漿等工序制造，紙質較為粗糙，也不能抹殺其存在的意義。談論造紙術時，應當強調的是蔡倫的改造之功，同時尊重前人對造紙技術的筑基之業。蔡倫對生產工藝的改造，是造紙業的一次技術革新，加入了舂搗、打漿等制造環節的紙，更有利于書寫和保存。另外，蔡倫還利用自身的特殊身份，運用敕令推行的方式，推廣紙的生產技術，從而產生了巨大的社會效用。“蔡侯紙”的發明可被稱為造紙歷史上重要的里程碑。

在造紙術的推動下，抄本文獻、書畫藝術、名紙工藝的興起為中國的文化事業寫下了濃墨重彩的一筆。隨著造紙技術的成熟，紙在三國至兩晉時期已在社會上被廣泛使用，至東晉時期，紙基本取代簡牘。紙首先傳至朝鮮、越南和日本，又逐漸向中亞、西亞及歐洲地區傳播。輕薄耐用、價格低廉的植物纖維紙迅速取代了歐洲長期使用的羊皮紙等書寫材料，極大地促進了歐洲文化、教育和科學的發展。紙作為文藝復興、宗教改革的物質載體，深刻影響了西方文明。

刻本時NcUcsKsTC20lYLGB4YrsNNy1r/0395GCflsXiQwbFYs=代：雕版印刷與活字印刷

印刷術是繼造紙術之后，對文化傳播產生深遠意義的又一偉大發明。現藏于大英博物館、在甘肅敦煌莫高窟藏經洞發現的唐代王玠印造的《金剛經》，是世界上現存第一部標有年代（868年）的雕版印刷品，被譽為“世界印刷史和版畫藝術的冠冕”。這件印刷品印制精麗，墨色鮮明，字形端正，點畫了然，其雕版技術已趨于純熟。顯然，這并非雕版印刷初期所能達到的工藝水平，印刷術出現的時間應早在此本之前。

雕版印刷術的普及在傳世文獻中有確切記載。沈括《夢溪筆談·技藝》云：“板印書籍，唐人尚未盛為之。自馮瀛王始印五經，已后典籍皆為板本。”可見，雕版印刷術在北宋時期已全面普及。雕版印刷術產生于何時，學界有兩種說法：一說在唐以前，一說在唐代。第一種說法大多因文獻誤讀所致，可以確定的是，雕版印刷術是在唐代發明。根據對傳世文獻如《冊府元龜》《惠運律師書目錄》《云溪友議》和敦煌所出咸通年間文獻進行判斷，可將雕版印刷術起源最遲定位于9世紀中期。

自1944年起，中國出土了5種唐代《陀羅尼經咒》印本，為雕版印刷術的斷代提供了更為可靠的依據。學者宿白對這些印本的時代進行了排序，推測出目前年代最早的印本應為陜西西安造紙網廠工地唐墓出土的《大隨求陀羅尼經》，其制作年代接近唐玄宗時期。辛德勇結合出土文獻和密教在中國的傳播情況，認為印刷術在中國產生的時間，不早于唐玄宗開元年間。這一時期，密教全面興盛，印度的佛像捺印技術也傳入中國，雕版印經不僅有助于信眾積累功德，也推動了雕版印刷術的產生與發展。

雕版印刷術大大提高了文獻傳寫的效率，但每印一頁，必雕一塊板，雕成一整部書，往往耗費頗高。北宋畢昇發明了活字印刷術，每個字一個字模，只要有一套活字，便可印多部書籍，較之雕版印刷更為經濟。沈括《夢溪筆談》對活字印刷的過程有詳細記載。依沈括所述，畢昇發明的泥活字不僅印刷效率高，而且制作簡便，即使有生僻字，也可旋即制成。然而畢昇所制泥活字及其泥活字印刷品都沒有流傳下來。現存世界上最早的活字印刷品，是出土于甘肅敦煌和內蒙古黑城遺址的西夏活字印刷品，晚于畢昇發明泥活字約1個世紀。現存最早的木活字實物是在敦煌莫高窟發現的1000多枚回鶻文木活字。學者通過對西夏和回鶻活字印刷品分析研究，對印刷術的西傳時間進行判斷：早在12—13世紀或更早，中國活字印刷術的思想和技術已經傳到西域，并為其繼續西傳創造了深厚的文化和技術條件。

從指南針到北斗衛星導航系統，從火藥到東風導彈，從造紙術、印刷術到電子信息時代，中國科技從古至今散發著源源不斷的創新活力，延續其間的是中華民族自強不息的“方向感”。在新時代，中國科技還將如同“四大發明”一樣，繼續攜手全球伙伴，共同開創一個更加美好、繁榮的未來。

范思晴，贛南師范大學文學院研究生。