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關于造紙術的發(fā)明,人們往往認為造紙術是蔡倫于105年稍前時所發(fā)明的。但近幾十年來多次考古發(fā)掘中,發(fā)現(xiàn)了西漢時的麻紙,最早的是西漢初年,表明了在蔡倫之前100多年時,中國即已制造了以麻為原料的紙張,這把造紙術的發(fā)明年代大大推前。盡管蔡倫不是造紙術的最初發(fā)明者,但他開拓了造紙新原料,用樹皮和廢棄的麻布、魚網(wǎng)造紙,并改進了造紙工藝,造出優(yōu)質(zhì)的適于書寫的紙張(時稱“蔡侯紙”),使紙張得以迅速推廣,其偉大的功績?nèi)允侵档觅濏灥摹<堧m然出現(xiàn)較早,但真正用于書寫和推廣使用是在蔡倫造出質(zhì)地優(yōu)良的"蔡候紙"之后。公元404年,東晉桓玄帝曾下令廢簡用紙,使紙的應用日益推廣和普及。用歷史的觀點看問題,歷史上任何一項重大工藝技術的發(fā)明,都不是偶然的,都具有從設想,到雛形,到完善的發(fā)展過程。蔡倫之前雖然有紙,但這無損于蔡倫作為重大改良者和完善造紙術這一發(fā)明的發(fā)明者的豐功偉績。是蔡倫的發(fā)明創(chuàng)造,使紙進入了它的實用階段,并迅速、廣泛地推廣開來,為完善印刷術和促進印刷術的發(fā)展提供了物美、價廉、而又易得的承印物。蔡倫的功績和他作為完善造紙術這一偉大發(fā)明的發(fā)明家的光輝形象是不容抹煞的古代的印刷術分為雕板印刷術和活字印刷術兩類。雕板印刷術先行出現(xiàn),活字印刷術是在探求改進雕板印刷術的過程中發(fā)明的。 雕板印刷存在著刻板費工費時,用后雕板收藏不便的缺陷,因此人們探索著印刷術的新途徑。北宋慶歷年間(104l-1048年),民間發(fā)明家畢升終于首創(chuàng)泥活字,成功地進行了活字印刷。活字印刷的方法是:用粘土刻字,每字—印,制成大小劃—的薄字印,然后用火燒烤使它陶化,即成堅硬的泥活字。刻字時,同一字刻幾個印,常用字則多刻,最多者達20余印,以備排版中遇到相同的字時應用。字印指音韻分門別類,貯放在木格里。排版時,先依照稿本揀出所需要的字,整齊地排在一塊四周有框、中間放有松香、蠟、紙灰等混合藥劑的鐵板上;當活字排滿一版就用火烘烤,等藥劑稍微熔化,再用一塊平板從上面壓平,使板上的字面平整。待藥劑冷卻凝固后,活字就平整地固定在板上,成為版型。人們可以像雕版印刷那樣,在版型上刷上墨,覆上紙,進行印刷。印刷完畢后,再把字板烘熱,把藥劑烤化,用手輕輕一抖,活字就從鐵板上脫落下來,供人們下次再用。活字印刷不僅大大提高了工作效率,而且還有其他一些優(yōu)點。如發(fā)現(xiàn)錯字可隨時更換,不必像雕版那樣要從頭開始,也不會產(chǎn)生雕版的蟲蛀、變形及保管困難的問題。只要有了一套活字,便什么書都可印,大大節(jié)省了寫刻雕版的費用,又縮短了出書時間。這種既經(jīng)濟又簡便的印刷方法,是畢升在世界印刷史上樹立的一塊具有劃時代意義的豐碑。元初,科學家王禎發(fā)明了木活字,并改進行了活字印刷術。把每行字夾住,排滿后再用木屑塞緊,省去了畢升固定和取下字印之不便 。為了減輕排字工人來回尋找單字的勞動,提高排字效率,王幀還匠心獨運地發(fā)明了一種“轉輪排字盤”。他把木活字按韻編號排列在兩架木制的大轉盤里,一架用來放選出的可用字,另一架放普通常用的字。排字工人只要坐著推動轉盤,“左右俱可推轉摘字”。在中國古代活字印刷中,除泥活字、木活字外,還有錫、銅、鉛等金屬活字以及瓷活字,但大量應用的是木活字。火藥的發(fā)明應歸功于煉丹家,它的問世經(jīng)歷了一個較長時間的孕育過程。在古代煉丹家的煉丹活動中,硫磺和硝是常用的藥品。硫磺被視為“能化金銀銅鐵奇物”,硝石被認為可“久服輕身”,它們的易燃性亦在煉制活動中被煉丹家所認識。到了9世紀的唐代中葉時,煉丹家更發(fā)現(xiàn)了把硫磺、硝和炭混合在一起加熱,會發(fā)生爆燃,引起火災,燒傷人的手面,燒毀房屋。由此.人們便把以硫磺、硝和炭為主要成分配制而成的藥物稱為火藥。在經(jīng)過一段探索后,火藥開始被實際應用。火藥被引入醫(yī)學,成為藥物,用于治療瘡癬,以及殺蟲、辟濕氣瘟疫。火藥被引入軍事,成為具有具大威力的新型武器,并引起了戰(zhàn)略、戰(zhàn)術、軍事科技的重大變革。 大約在10世紀初的唐代末年,火藥開始在戰(zhàn)爭中使用。初期的火藥武器,爆炸性能不佳,主要是用來縱火。隨著工藝的改進,火藥的爆炸性能加強,新型的火器亦不斷出現(xiàn)。《武經(jīng)總要》中,記載有3個火藥配方,其中硝、硫、炭三者的比例分別為60%:30%:10%;61.54%:30.77%:7.69%;74%:26%(硝:硫),已接近于現(xiàn)代黑色標準火藥的配比。該書中還記載了一種叫做“霹雷火球”的火器,點燃后聲如霹靂,為爆炸性火器之肇始。13世紀上半葉,制造出具有巨大爆炸力的火器。1232年,元兵攻打金人的南京(今河南開封)時,金兵曾使用一種叫“震天雷”的武器,“火藥發(fā)作,聲如雷震,熱力達半畝之上,人與牛皮皆碎迸無跡,甲鐵皆透”,可見爆炸威力之強。 中國是最早發(fā)現(xiàn)磁鐵的指極性,并且利用它制成指向儀器的國家。早在二千多年以前的戰(zhàn)國時期,就發(fā)明了一種稱為“司南”的磁鐵指南儀器。司南的形狀像一把勺子,是用天然磁石磨制而成。把它放置在一個有24個方位刻度的地盤(即羅盤)上,勺把的頂端就會指向南方。據(jù)說戰(zhàn)國時鄭國人到遠方去采玉,隨身帶著它,可以避免迷失方向。但用天然磁石制造的司南不容易找出準確的極性,且制造時琢、磨加工也容易失磁,加上司南與地盤的接觸面大,轉動時摩擦阻力大,效果不太好,所以司南還不是一種理想的指向儀器。為了研制理想的指向儀器,人們經(jīng)過不斷地探索,終于發(fā)明了人工磁化方法,制造出了指南針。 至遲在11世紀中葉以前,指南針已經(jīng)出現(xiàn)。1041年成書的看風水書籍《塋原總錄》中,有一段關于測定方位的文字,經(jīng)分析已是使用指南針,并已發(fā)現(xiàn)了地球的磁角。最早明確記述指南針的文獻,是北宋大科學家沈括所著的《夢溪筆談》(成書于1090年前后)。該書中寫道:“方家以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也。”明確指出指南針是方家(風水先生)所發(fā)明的,用的是磁石磨針鋒的人工磁化方法制成指南針,常微偏東則是由于地球磁偏角的作用。該書中還記述有當時指南針的4種裝置方式,即:水浮法,把磁針橫貫燈芯草,讓它浮于水面上;放于碗唇上;放于指甲上;用絲線拴在磁針中心,懸掛起來。人們普遍采用的是水浮法,在木制羅盤中央挖一圓形水池蓄水,放上貫有燈芯草的磁針,羅盤周邊刻有24個方向,整個裝置也叫水羅盤,又稱指南浮針。 。