四大发明你一定都知道我就不絮言了.
按发明的时间顺序：
指南针
指南针是用以判别方位的一种简单仪器.前身是司南.主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针.磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上.磁针的北极指向地理的南极,利用这一性能可以辨别方向.常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面.
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.
指南针的始祖大约出现在战国时期.它是用天然磁石制成的.样子象一把汤勺,圆底,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡,且可以自由旋转.当它静止的时候,勺柄就会指向南方.古人称它为“司南”,当时的著作《韩非子》中就有：“先王立司南以端朝夕.”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思.《鬼谷子》中记载了司南的应用,郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向.
春秋时代,人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具,因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南.东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录.司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型,勺柄指南极,并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置于光滑的地盘之中,地盘外方内圆,四周刻有干支四维,合成二十四向.这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象,积累了大量的知识和经验,经过长期的研究才完成的.司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用. 但司南也有许多缺陷,天然磁体不易找到,在加工时容易因打击、受热而失磁.所以司南的磁性比较弱,而且它与地盘接触处要非常光滑,否则会因转动摩擦阻力过大,而难于旋转,无法达到预期的指南效果.而且司南有一定的体积和重量,携带很不方便,这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因.
指南针的雏形司南确定之后,经过实践的演练,发展出了许多其他形制的指南针比如“指南鱼”和“指南龟”.古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形,鱼的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北,这就是指南鱼,当时以此做为一种游戏.南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法.这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样,是用木头刻成鱼形,有手指那么大,木鱼腹中置入一块天然磁铁,磁铁的S极指向鱼头,用蜡封好后,从鱼口插入一根针,就成为指南鱼.将其浮于水面,鱼头指南,这也是水针的一类.
指南龟是当时流行的一种新装置,将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内,在木龟腹下方挖一光滑的小孔,对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上,这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了.由于支点处摩擦力很小,木龟可以自由转动指南.当时它并没有用于航海指向,而用于幻术.但是这就是后来出现的旱罗盘的先声.
火药
用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的,而当时人们都把这三种东西作为治病的药物,所以取名“火药”,意思是“着火的药”.
自秦汉以后,炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹,从偶然发生爆炸的现象中得到启示,再经过多次实践,找到了火药的配方.三国时有个聪明的技师马钧,用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”,开创了火药应用的先河.
唐朝末年,火药开始应用到军事上.人们利用抛射石头的抛石机,把火药包点着以后,抛射出去,烧伤敌人,这是最原始的火炮.后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近,点着引线以以后,用弓箭将火药射出去烧伤敌人.还有把火药、毒药,再加上一些沥清、桐油等,捣在一起做成毒球,点着以后,用弓箭射出,杀伤敌人是后来的“万人敌”.到了宋朝,人们将火药装填在竹筒里,火药背后扎有细小的“定向棒”,点燃火管上的火硝,引起筒里的火药迅速燃烧,产生向前的推力,使之飞向敌阵爆炸,这是世界上第一种火药火箭.以后又发明了火枪和枪,这些都是用竹管制成的原始管形火器,是近代代枪炮的老祖宗.
造纸术
大约在3500多年前的商朝,我国就有了刻在龟甲和兽骨上的文字,称为甲骨文.到了春秋时,用竹片和木片替代龟甲和兽骨,称为竹简和木牍.甲骨和简牍都很笨重,战国时思想家惠施外出讲学,带的书简就装了五车,所以有学富五车的典故.西汉时在宫廷贵族中又用缣帛或绵纸写字.缣是细绢、帛是丝织品的总称吏一方缣帛上写字时,便于书写,不但比简牍写得多,而且还可以在上面作画,但是价格昂贵,只能供少数王宫贵族使用.公元前2世纪西汉初期已经有了纸.
东汉和帝元兴元年(公元105年),蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上,发明了用树皮、破渔网、破布、麻头等作原料,制造成了适合书写的植物纤维纸,才使纸成为普遍使用的书写材料.被称为“蔡侯纸”.
蔡伦只是改进造纸术,而不是纸的发明人.
造纸术在7世纪经朝鲜传到日本.8世纪中叶传到阿拉伯.到12世纪,欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸.
印刷术
它开始于隋朝的雕版印刷,经宋仁宗时的毕升发展、完善,产生了活字印刷,并由蒙古人传至了欧洲,所以后人称毕升为印刷术的始祖.中国的印刷术是人类近代文明的先导,为知识的广泛传播、交流创造了条件.
雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字,然后再上墨,印到纸上.每印一种新书,木板就得从头雕起,速度很慢.如果刻版出了差错,又要重新刻起,劳作之辛苦,可想而知.
北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间,用质细且带有粘性的胶泥,做成一个个四方形的长柱体,在上面刻上反写的单字,一个字一个印,放在土窑里用火烧硬,形成活字.然后按文章内容,将字依顺序排好,放在一个个铁框上做成印版,再在火上加热压平,就可以印刷了.印刷结束后把活字取下,下次还可再用.这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术.
这种印刷方法虽然原始简单,却与现代铅字排印原理相同,使印刷技术进入了一个新时代.
后来,元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字,并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法,后来又发明了金属活字,使活字印刷得到了改进.唐代的雕刻印本传到日本,8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧.15世纪,德国人学会了用合金铸宇,从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来.
北宋科学家、政治家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》,其中详细介绍了活板印刷术的全过程,通俗易懂,非常详细.
