英国哲学家弗兰西斯·培根指出，印刷术、火药、指南针、造纸术“这四种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了：第一种和第四种是在学术方面，第二种是在战事方面，第三种是在航行方面；并由此又引起难以数计的变化来：竟至任何教派、任何帝国、任何星辰对人类事务的影响都无过于这些机械性地发现了。”英国汉学家麦都思指出：“中国人的发明天才，很早就表现在多方面。中国人的三大发明（航海罗盘、印刷术、火药），对欧洲文明的发展，提供异乎寻常的推动力。”
指南针
苛求长生不死仙药的秦始皇秦始皇是秦王朝的缔造者。他在位时，身边网罗了一批术士来为他寻求长生不死仙药。有一天，一位叫徐福的术士奏本说：“在东方的大海上有三座神山，名叫蓬莱、方丈、瀛洲，仙人们都在那里居住。请皇帝让我率领一批儿童前往寻求。”秦始皇很高兴，给了他五百童男、五百童女，又为他造了艘大船，让他从现在的山东日照附近出海了。谁知徐福却一去不返，不知道他把这些男女少年带到哪个仙山上去了。
几千年过去了，秦始皇早已成为历史的陈迹。但徐福渡海求药的故事并没有为人们忘却。有些历史学家认为，当时徐福带着五百童男和五百童女，横渡黄海和朝鲜海峡到达了日本。如果真是这样，徐福可以算得是中国航海家中的先驱人物了。
茫茫大海，无边汪洋，在海上航行可不是件容易的事。首先航向要找准，航向偏离1度，就可能永远也到达不了目的地，终生在海上漂荡。有人可能会说：要找准航向好办，可以用太阳，也可以用星星定位。不错，这的确是个好办法，远古时期的人们就是这么做的。但是如果碰到了阴雨天怎么办？碰到那种“阴风怒号，浊浪排空”的天气怎么办？这种天气在大海上是极常见的。这种时候，太阳啊，星光啊，一切可以利用的目标啊，全不见了，剩下的只有船只漂在海上。然而这些都难不倒智慧的古代中国人，人类的航海业还是越来越发达，到隋唐时期，中国不仅同朝鲜、日本海上往来十分频繁，而且同阿拉伯各国也有了海上航线。宋朝时，中国庞大的商船队经常往返于南太平洋和印度洋之间。
是什么原因使航海家们不再惧怕没有太阳和星光的日子，而继续保持他们正确的航向呢？是当时航海最有效的方向指示仪器——指南针。
郑和的石雕像宋朝学者朱彧在他的《萍洲可谈》一书中记录了指南针在航海中的作用：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”随着指南针在航海上的不断应用，人们对它的依赖也与日俱增。南宋《梦粱录》一书中说：“风雨冥晦时，唯凭针盘而行，乃火长掌之，毫厘不敢差误，盖一舟人命所系也。”这真是大海航行靠舵手，舵手要靠指南针，没有科学领航，光凭舵手的经验和感觉，有时是要坏事的。到元代时，指南针已经成为航海上最重要的仪器了，无论什么时候都用指南针领航。这时还专门编制出罗盘针路，船行到什么地方，采用什么针位，一路航线都一一标识明白。明代郑和下西洋，从江苏太仓的刘家港出发到印度尼西亚的苏门答腊岛，沿途航线都标有罗盘针路，指南针为开辟中国到东非航线提供了可靠保证。以后，哥伦布航行抵达美洲大陆和麦哲伦环球航行也都依赖指南针。
指南针和由指南针发展而来的许多仪器对人类发展产生了重大贡献，它的发明权属于中国。
指南针大约出现在中国战国时期。最初的指南针是用天然磁石制成的，样子像只勺子，圆底，可以在平滑的“地盘”上自由旋转，等它静止的时候，勺柄就会指向南方，古人称为“司南”。东汉学者王充在他的书中说：“司南之杓投之于地，其柢指南。”地盘上四周刻有分度，共24向，用来配合司南定向。古时，人们出远门要带上司南，以免迷失方向。这种司南的模型今天在北京历史博物馆中还能见到。
司南后来，随着社会生产力的不断发展，尤其是航海业的不断扩大和发展，人们发现了人工磁化的方法，从而出现了指南鱼和指南针。指南鱼就是用薄铁叶裁成鱼形，然后用地磁场磁化法使它带上磁性。在需要定向时，让它浮在水面，铁叶鱼就能指南。指南针是用磁石摩擦钢针得到的，钢针经磁石摩擦磁化后，就可以指南，古代所有的指南针都是用这种人工磁化的方法得到的。用丝线把磁针悬挂起来，使它处于平衡状态，针的两端就指向南北方向。当然，使用指南针也需要方位盘的配合。方位盘和磁针结为一体的仪器就是罗盘。罗盘仍有24向，但盘已由方形演化为圆形。
中国的指南针大约在公元12世纪末到13世纪初传入阿拉伯，然后再由阿拉伯传入欧洲。那时到中国来的阿拉伯人都乐于乘坐中国船只，因为中国船船身高大，结构坚固，而且航速快。这就为罗盘传入西方提供了渠道。西方在学会使用罗盘后，根据实际需要又进行了科学的改进。由于罗盘在随船体大幅度摆动时，常使磁针过分倾斜而靠在盘体上转动不了。欧洲人设计了称为“方向支架”的常平架，它由两个铜圈组成，两圈的直径略有差别，使小圈正好内切于大圈，并用枢轴把它们联结起来，然后再用枢轴把它们安在一个固定的支架上，罗盘就挂在内圈里，这样，不论船体怎么摆动，罗盘总能保持水平状态。这种仪器的原理已经比较近代化了。
如果人们对某一种仪器或工具，只知道它的功能而不知道它为什么会有这种功能，那还不能说对它的认识具有科学水平。指南针也是这样，如果人们只知道它指向固定方向不变，而不去研究这其中的原因，人类就只好处于前科学的状态，而还没有进入科学的殿堂。当然，在科学发展史上，人类总是从先发现某种功用性质出发，然后才去探究功用或现象背后的原因，对指南针也是这样，古时人们从注意它的磁性出发而一步步认识其内在的东西。
由于磁石具有吸铁性质，古人把这种性质比做母子相恋，认为“石，铁之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈者，亦不能引也。”汉朝以前，磁石都写成“慈石”。人们还注意到磁石不能吸引铜，更不能吸引瓦，这就是“及其于铜则不通”，“而求瓦则难矣”。宋朝的陈显微和俞璞对此曾作了探讨，认为磁石所以吸引铁，是有它本身内部原因，是由铁和磁石之间内在的“气”的联系决定的。清朝刘献廷也认为磁石引铁是由于它们之间具有“隔碍潜通”的特性。他还记录了磁屏蔽现象：“或向余曰：‘磁石吸铁，何物可以隔之？’犹子阿孺曰：‘惟铁可以隔之耳’。”虽然这种解释是错误的，但是由于当时的科学发展水平，能考虑到这个问题已经难能可贵了。
在磁学中，磁偏角、磁倾角和磁场强度是地磁三要素。磁偏角是由于地球磁场的南北极和地理上的南北极并不完全重合产生的，磁倾角是地球磁场强度方向和当地水平夹角。欧洲人对磁偏角的最早发现是哥伦布海上探险的1492年，磁倾角的发现还要更晚一点。在中国，这一切的发现要早于欧洲。关于磁倾角，宋朝就已经察觉这个事实了。人们指出，指南针磁化过程中，它的北向总是向下倾斜。这就隐含着当中国宋朝的科学家沈括时人们已经意识到倾角的存在。
宋朝的沈括在记述天然磁石摩擦钢针可以指南时指出：“然常偏东，不全南也。”这是世界上最早的关于磁偏角的记载。地磁学告诉我们，磁偏角是随着地点的变化而变化的，又由于地磁极在不断变化，磁偏角也随之变化。所以沈括说“常微偏东”，而不是说“恒微偏东”，说明他意识到磁偏角还是有些微变化的。到南宋时，磁偏角因地而异的情况更有明确记载，并被应用到罗盘上。所谓“天地南北之正，当用子午。或谓江南地偏，难用子午之正，故丙壬参之”。这是说，在地理子午线和地磁子午线一致的地方，用指南针可以；而中国东南部，地理子午线和地磁子午线有一个夹角，所以需要用其他方法来修正一下。
作为四大发明之一的指南针，历来是中国人引以为自豪的，这一发明不但说明了中国古代人民的智慧和观察能力，而且是中国对世界历史发展的巨大贡献。如果说，科学进步的历史是全世界各国人民共同推动的，那么说中国古代曾处于这个行列的前面，则是一点也不过分的。知识点沈括沈括字存中，号梦溪丈人，杭州钱塘（今浙江杭州）人，北宋科学家、改革家。晚年以平生见闻，在镇江梦溪园撰写了笔记体巨著《梦溪笔谈》。他是一位非常博学多才、成就显著的科学家，属于我国历史上最卓越的科学家之一。他精通天文、数学、物理学、化学、地质学、气象学、地理学、农学和医学，他还是卓越的工程师和出色的外交家。
造纸术
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《说文解字》，成书于公元100年。谈到“纸”的来源。他说：“‘纸’从系旁，也就是‘丝’旁。”
由此可以看出，最初的纸是用丝制成的。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！”
在远古的时候，中国人就已经懂得养蚕、缫丝。秦汉之际以次茧作丝棉的手工业十分普及。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，中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年在新疆罗布泊古烽燧亭中发现的，年代不晚于公元前49年。
1957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，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~前49年）的三张麻纸；1979年在甘肃敦煌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。总体来看，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。
我国发行的蔡伦邮票不过，上述地区出土的用丝做成的“纸”和今天我们所用的纸有着本质的区别。这种“纸”质量较差，而且制造成本昂贵，不便于大范围地推广。那么，是谁改进了造纸术，造出了真正的纸呢？他就是我国东汉时期的蔡伦。蔡伦是桂阳郡（今湖南省耒阳市）人。他在汉和帝时任尚方令，主管宫内御用器物和宫廷御用手工作坊。在此期间，他总结西汉以来造纸经验，改进造纸工艺，利用树皮、麻布、麻头及渔网等原料精制出优质纸张。公元105年，蔡伦把自己改进的纸张献给了汉和帝。
看见蔡伦改进的纸张，汉和帝十分开心，并对蔡伦大加赞赏。就这样，造纸术开始从国都洛阳向经济文化发达的其他地区传播。蔡伦被封到陕西洋县为龙亭侯，造纸术就传到汉中地区并逐渐传向四川。据蔡伦家乡湖南耒阳的民间传说，蔡伦生前也向家乡传授过造纸术。东汉末年山东造纸也比较发达，出过东莱县（今掖县）的造纸能手左伯。公元2世纪造纸术在我国各地推广以后，纸就成了和缣帛、简牍的有力的竞争者。公元3~4世纪，纸已经基本取代了帛、简而成为我国唯一的书写材料，有力地促进了我国科学文化的传播和发展。公元3~6世纪的魏晋南北朝时期，我国造纸术不断革新。在原料方面，除原有的麻、楮外，又扩展到用桑皮、藤皮造纸。在设备方面，继承了西汉的抄纸技术，出现了更多的活动帘床纸模，用一个活动的竹帘放在框架上，可以反复捞出成千上万张湿纸，提高了工效。在加工制造技术上，加强了碱液蒸煮和舂捣，改进了纸的质量，出现了色纸、涂布纸、填料纸等加工纸。
从敦煌石窟和新疆沙碛出土的这一时期所造出的古纸来看，纸质纤维交结匀细，外观洁白，表面平滑，可谓“妍妙辉光”。公元6世纪的贾思勰还在《齐民要术》中，专门有两篇记载了造纸原料楮皮的处理和染黄纸的技术。同时，造纸术传到我国近邻朝鲜和越南，这是造纸术外传的开始。
公元6~10世纪的隋唐五代时期，我国除麻纸、楮皮纸、桑皮纸、藤纸外，还出现了檀皮纸、瑞香皮纸、稻麦秆纸和新式的竹纸。在南方产竹地区，竹材资源丰富，因此竹纸得到迅速发展。关于竹纸的起源，先前有人认为开始于晋代，但是缺乏足够的文献和实物证据。从技术上看，竹纸应该在皮纸技术获得相当发展以后，才能出现。因为竹料是茎秆纤维，比较坚硬，不容易处理，在晋代不太可能出现竹纸。竹纸应该起源于唐以后，而在唐宋之际有比较大的发展。欧洲要到18世纪才有竹纸。
这一时期的产纸地区遍及南北各地。由于雕版印刷术的发明，兴起了印书业，这就促进了造纸业的发展，纸的产量和质量都有提高，价格也不断下降，各种纸制品普及于民间日常生活中。名贵的纸中有唐代的“硬黄”、五代的“澄心堂纸”等，还有水纹纸和各种艺术加工纸。唐代的绘画艺术作品已经有不少纸本的，也正反映出造纸技术的提高。
在公元10~18世纪的宋元和明清时期，楮纸、桑皮纸等皮纸和竹纸特别盛行，消耗量也特别大。造纸用的竹帘多用细密竹条，这就要求世界上最早的纸币——交子纸的打浆度必须相当高，而造出的纸也必然很细密匀称。先前唐代用淀粉糊剂做施胶剂，兼有填料和降低纤维下沉槽底的作用。到宋代以后多用植物黏液做“纸药”，使纸浆均匀，常用的“纸药”是杨桃藤、黄蜀葵等浸出液。这种技术早在唐代已经采用，但是宋代以后就盛行起来，以致不再采用淀粉糊剂了。
这时候的各种加工纸品种繁多，纸的用途日广，除书画、印刷和日用外，我国还最先在世界上发行纸币。这种纸币在宋代称作“交子”，元明后继续发行，后来世界各国也相继跟着发行了纸币。明清时期用于室内装饰用的壁纸、纸花、剪纸等，也很美观，并且行销于国内外。各种彩色的蜡笺、冷金、泥金、螺纹、泥金银加绘、砑花纸等，多为封建统治阶级所享用，造价很高，质量也在一般用纸之上。
这一时期里，有关造纸的著作也不断出现。如宋代苏易简的《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》，对我国古代造纸技术都有不少记载。而《天工开物》第十三卷《杀青》中关于竹纸和皮纸的记载，可以说是具有总结性的叙述。书中还附有造纸操作图，是当时世界上关于造纸的最详尽的记载。经过元、明、清数百年岁月，到清代中期，我国手工造纸已相当发达，质量先进，品种繁多，成为中华民族数千年文化发展传播的重要物质条件。
知识点《天工开物》
《天工开物》为明代科学家宋应星撰。它对中国古代的各项技术进行了系统地总结，构成了一个完整的科学技术体系。对农业方面的丰富经验进行了总结，全面反映了工艺技术的成就。书中记述的许多生产技术，一直沿用到近代。该书文字简洁，记述扼要，书中所记均为作者直接观察和研究所得。问世以后，有不少版本流传，先后被译成日、英、法、德等国文本，被外国学者称为“中国17世纪的工艺百科全书”。
活字印刷术
国家图书馆是中国藏书最多的图书馆，这里古籍浩如烟海，许多孤本及绝版书往往可以在这里找到。前些年，国家图书馆中发现了一些古籍，这些古书不是用雕版印制的，而是用普通铅字排版方法印制的，只不过经过鉴定这些字用的不是铅字，而是用泥做成的单字模，经过排版组合而成。这一发现使专家们立即想起了宋朝学者沈括《梦溪笔谈》一书中记载宋朝发明活字印刷术的故事。于是专家们得出结论：这些活版印刷的古书证明了沈括记载的真实性。这样一来，中国早在千年前就发明了活版印刷术，不仅有了史料的记载，更有了实物的证明。
发明活字印刷术的毕昇沈括在他的书中比较详实地记下了活版印刷的情况。宋仁宗庆历年间（公元11世纪中叶），有一位叫作毕昇的平民发明了活版印刷。这种方法比起雕版印刷来，既经济，又方便，更缩短了出书时间，它开创了直到20世纪90年代还在使用的铅字排版印刷的先河。毕昇看到每印一部书都要刻成百上千的大版，常常要用好多年才能雕刻好，而书印完了，版也就没用了。他想到，如果把这些版分解开，使其成为许多块小版，每块版上只有一个字，要排什么句子，只要将这些字版组合在一起，不是既方便又省事吗！更何况印完书以后把版拆开，拆下来的字版下次还可以再用！于是他试制了许多木质活字。但是他发现用木头做的活字版，由于它们的木纹疏密不同，沾水后有伸缩性，排出版来高低不平，此外还容易沾上药物很不好清除，使用起来不够理想。
木活字于是他又开始寻找别的材料，他找到了胶泥。毕昇用胶泥刻字，泥质又细又软，很好刻。刻完了，用火一烧，字模就变硬了。这真是个好办法！毕昇刻了许多单字，做成不少单字印模。他又准备好一块铁板，铁板上放着松香、蜡、纸灰，铁板四周围着铁框，铁框里密密地摆满字印模，满一铁框就是一板，拿到火上加热，药熔化后，用平板把字压平。为了提高效率，他用两块铁板，一块板印刷，另一块板排字，这块板印完，第二板又准备好了。这样交替使用，印得很快。每一个单字，毕昇都刻了好几个印模，常用字就更多一些，以备一板里有重复字时用。至于没有事先刻好的生僻字，就临时写刻，马上烧好了用。这种方法印几本书当然显不出简便，但印得越多优越性就越显著，要是印成百上千册，那就是雕版无法比拟的简便了。
到了元代，农学家王祯也创制成功木活字，他还发明了转轮排字架，用简单的机械增加排字效率。他在《农书》中详细地说明了他的印刷方法和经验。王桢造的木活字共有3万多个，元成宗大德二年（公元1298年），他用这套木活字排印自己编纂的《大德旌德县志》一书，全书6万多字，不到一个月就印出了100部。到了明清时期，木活字就普遍流行起来。清朝乾隆年间，政府曾使人刻成大小枣木活字253500个，先后印成《武英殿聚珍版丛书》134种，2300多卷。这是中国历史上规模最大的一次木活字印书。清朝还有一部书《古今图书集成》，是用铜活字印制的，当时金属活字已经流行于江苏无锡、苏州、南京一带。
中国的印刷术传入欧洲，成为推进欧洲历史前进的巨大动力。因为在这以前的欧洲，都是靠人手抄书的。这种情况极大地限制了知识的普及，只有僧侣才能读书和受高等教育。印刷术的传入改变了这种状况，但当时欧洲使用的是雕版印刷术。后来，15世纪欧洲也出现了一位如同中国北宋时期毕昇一样的人物，这个人的名字叫科斯特。
科斯特是荷兰北部哈拉姆城一个小旅店的老板。他是个很善于动脑的人，为人也仁慈，小孩子们都喜欢他。有一次，科斯特带着一群孩子去森林玩，为了讨孩子们喜欢，他在一些小块木头上面刻字，然后从口袋里找出一点纸来，给每个小孩印一张。回来时，他触发了灵感，产生了如同毕昇发明活字版一样的想法。他想：为什么不可以用活字体呢？把一面字排好，印刷起来，然后再排一面，这样可以连续做下去。当时那些刻字工人想用他们刻出的雕版来超过那些抄写经典的僧侣们，但他们要费很多工夫才能刻出一面来，这太费时间了！而且用完以后就不能再用了，只好烧掉。这么慢的速度，而且每面都要重新刻，要是用能随意移动的字体多好！
沿着这个思路他继续想下去：如果能把每个字体用木头分开刻得平整又清楚，大大小小的成排成列，这是可以办到的。但还可以更简化一点儿，用硬一点的金属熔化后铸成模型。把字母刻在钢头上，然后打在较软的金属铸成的模型上，这样就可以制成一个活字了。每打一次就是一个模型，每一个钢头就可以打出许多活字模来。科斯特抱着试试看的想法造出了许多活字，他用钢头刻字母，然后铸出活字，排成一段段文章，合并成一面。就这样他印出了一页页的书。
科斯特成功了，他印出了欧洲第一部活字印刷的书。这个日期现在已经说不太准确了，有人说是1420年，也有人说是1428年，还有人说是1440年。不管怎样，活字印刷总算在欧洲出现并得到了飞速的发展。
古腾堡关于欧洲活字印刷的发明者，另外一种说法是德国的约翰·古腾堡。传说，欧洲在15世纪以前是没有扑克的。15世纪时，到中国旅行的欧洲人把中国的骨牌游戏带回了欧洲。当时骨牌在欧洲风靡一时，而制造骨牌也成为重要产业。欧洲制的骨牌，最初完全是用手工制做的，雕刻之后，涂上颜色。后来知道用印刷的方法，先把模样刻在薄金属板上，然后用有颜色的墨水印在纸片上。再以后便用木板代替金属板，工作效率更高了。据说古腾堡有一天晚饭后和他的妻子玩骨牌。他手中摸着骨牌，心中想：这牌我也会做！第二天他照骨牌的样子刻了块木片，再用墨水印出骨牌来。同时，他把妻子的名字也用同样的方法印出来，这使他妻子喜出望外。
有了这小小的成功，古腾堡进而刻印较复杂的东西。他又印了些圣像，挂在店门口，惹得行人纷纷争购，这给他带来了意外的收入。他更热心于印刷的研究，获得修道院的允许后，他刊印了《贫者的圣书》。
在实践中他逐渐体会到，在一块木板上刻上字，比起用独立的字模拼版来要困难得多。于是他开始用木头刻字模，然后创造出排列用的字框，活字印刷终于获得了成功，这时是1445年，古腾堡觉得喜出望外。
古腾堡最初印刷的只有《圣经》，都是拉丁文的，不适用于更广泛的地域，后来才开始翻印各国文字的《圣经》，《圣经》才进入一般民众的家庭。
从印刷术发明到现在，成百上千年过去了，发明者的许多事迹已经湮没无闻，发明权也出现了多种不同的说法，使我们难以准确地考证事实的每一个细节，然而，印刷术对人类文明和人类历史进步的巨大作用是每一个人都十分清楚的。尽管今天电脑排版和胶版印刷已经十分普及，我们却无法忘记我们的祖先为了这一切所作的艰苦努力。
知识点王祯与《农书》
王祯，字伯善，元代农学家，东平人（今山东省东平县）。关于他生平的史料记载极缺乏，仅知他曾任旌德县（今安徽境内）和永丰县（今江西省境内）县尹，在任职期间，注意发展农业生产，组织修筑水利工程，劝课农桑。也注意考察农业生产技术，积累了许多农业生产知识。在旌德县尹任中，综合整理平日笔录，写作《农书》，在永丰县尹任内完成，时间约在元皇庆二年（1313）。
《农书》是一部重要的农业科学著作，它上续《齐民要术》，总结前人的经验，补充了大量实地考察的结果。全书37集，136000字。基本内容分为农桑通诀、百谷谱、农器谱三大部分。第一部分主要讲述农业史与主要农耕技术；第二部分叙述各种粮食、蔬菜、瓜果与林木作物的栽培与管理；第三部分绘制各种农具与农业机械图281幅，并加以说明。《农书》是第一部兼论南北，力图从全国范围内对农业作系统性介绍，并把南北农业技术以及农具的异同和功能进行分析比较的农业科学著作。火药“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏。”这是宋朝诗人王安石《元日》诗中的前两句，说的是大年初一的欢乐景象和喜悦气氛。看来，在节日燃放爆竹自古就有，而不光是现在才有的风俗。那么，纸里包上点黑色的火药，外面再接个“捻”，为什么会叫爆竹呢？原来，远古时候并没有现在这样的爆竹，那时的人们为了驱赶不吉利的鬼神，总是燃起火堆，再把竹子丢进火堆里，听竹子燃烧发出的哔哔啪啪的响声，以为这样就可以驱赶鬼神。而用纸包着些黑火药做爆竹，当然是后来才有的事。
那么，人类究竟从什么时候开始才使用火药呢？现在已经很难确切地回答这个问题了。不过有一点是肯定的；世界上公认火药是中国最先发明和使用的，是中国古代的四大发明之一。火药容易着火，而且是在瞬间燃烧完，形成爆炸现象，所以它才有巨大的威力。但它并不是用来治病用的，为什么会叫“药”呢？说起来话就长了。
无意间发明火药的葛洪全世界的古代社会上层统治者都曾热衷于寻找长生不老的丹药，所以炼丹术兴盛了一阵子。中国也不例外，据史料记载，秦始皇就相当热衷于寻求长生不老的丹药。到了西汉时期，人们把冶金技术运用到炼制矿物药方面，梦想炼出仙丹，当时的炼丹家比比皆是。现在杭州西湖的葛岭，相传就是东晋时炼丹家葛洪炼丹的地方。显然，无论人们怎么炼，也绝不会炼出所谓的长生不老仙丹来。但是在长期的冶炼过程中却积累了不少化学知识。比如炼丹所用的原料，就有水银（汞）、硫磺、硝石（硝酸钾）、磁石、朱砂等等，这就使人们对这些化学物质的性质有了比较深入的认识。像硫磺和硝酸钾放到一起加热，就会剧烈燃烧，这样的经验逐渐为更多的人所知道。
而硫磺和硝石都被用来制造火药，由于它们最初是被当做“药”用的，所以才会有火药的名字。唐朝初年，有一位药物学家孙思邈，在他的《丹经》一书中提到“内伏硫磺法”。就是用硫磺二两，硝石二两，研成粉末后放入砂罐里。然后，在地上挖个坑，把罐子放入坑内，顶部和地面平齐，四周用土填实，再用皂角三个，用火点着放进罐内，使硫磺和硝石混合物烧起火焰。趁火刚熄灭，再用生熟木炭三斤来炒。等木炭烧完三分之一，趁热取出的混合物就叫“伏火”。
这真有点像黑火药了，不过要得到真正的火药，还必须按恰当的比例配制才行。很可能在唐代以前，黑火药就已经出现于世了。
黑火药的出现很快就被用到军事上。唐朝末年战争频繁。有位将军在攻城时就使用了“飞机发火”，把城门给烧了，他自己带领士兵冒火登城，浑身也被烧伤。“飞机发火”，实际上是一种火炮。把火药包装在炮上，点着火后向敌人抛过去。在没有火药以前，所有的炮都是用来向敌人抛石头的，所以古炮字写成“砲”，而火药应用于军事以后，砲才写为“炮”。炮最初是为了抛掷发火武器而用。
除此之外，还有一种火箭。北宋初年，由于生产不断发展，出现了用火药制成的火箭。据说有位叫冯继升的人向皇帝献上制火箭的方法，因此受到奖赏。这种火箭是把火药绑在箭头上，把引线点着后射向敌人，引起火而烧伤敌人或烧毁粮草等。北宋时，火药的应用已经十分普遍。有了国家的兵工厂，叫“广备攻城作”，里面设有“火药窑子作”，就是制造火药的作坊。宋神宗时，西夏国军队进攻兰州，北宋军队抵抗时，一次就领用火箭25万支，比三国诸葛亮“草船借箭”还多5万支，而且还是火箭。由此可见，当时火药生产和运用已经十分广泛了。
火药
开始时是为了燃烧发火，后来就利用了它强烈的爆炸能力。北宋时，中国已经开始制造爆炸性的火药武器了，这标志着人类的武器开始从冷兵器时代向火器时代过渡。北宋时有一部书叫《武经总要》，详略记载了许多新发明的火器。其中有一种叫“霹雳火球”的武器，用火点着后能够发出如雷鸣一样的声音。后来，每逢元宵节之夜，城市乡村热闹非凡，除了各种各样的花灯外，又出现了焰火。宋朝诗人辛弃疾记录这种焰火腾空的热烈场面时写道：“东风夜放花千树，更吹落，星如雨。”火药到这时已出现多种形式、多种方法的应用了。到北宋政权垮台时（公元12世纪初），宋朝守将李纲抵抗金兵入侵，下令发放霹雳炮，这是较早的在战争中使用爆炸性武器的战例。
中国古代的火箭南宋时，金国的60万大军一直打到长江下游，企图一举灭亡南宋。宋朝大臣虞允文赶到采石（现在马鞍山市附近），率领军队迅速做好迎战准备。金兵驾驶船只抢渡长江，主帅完颜亮亲自在江边用小旗指挥。虞允文命宋军战船迎战，同时发放一种霹雳炮。这种炮点着后，一下子升入空中，然后落入水中再跳出来，在敌军面前燃烧和爆炸，声音如雷；炮中还散出大量石灰，眯住敌军的眼睛。宋军趁势猛攻，金兵纷纷落水，最后宋军大获全胜。
据宋朝大诗人杨万里记载，宋军当时所用的霹雳炮，是用纸包裹石灰和硫磺等做成的。它可能像现在的“二踢脚”，一节装火药，一节装石灰，所以才有那样的威力。
公元1207年，金兵攻打襄阳。襄阳守将赵淳下令放霹雳炮，金兵连忙撤退。一天夜里，赵淳派一千兵士带火箭、霹雳炮等火器，乘船开到金营附近，向金营发射火箭、霹雳炮，金兵一下子死伤了几千人。
为了同金兵作战，宋朝的兵器制造专家不断想法改进武器。南宋有一位叫陈规的人，发明一种管形火器——火枪。这是世界上第一把“枪”。这种火枪是用长竹竿做的，竹管里装满火药。打仗时，由两个人拿着，点了火发射出去，烧杀敌人。南宋末年，火枪又经不断改进，有人发明了突火枪。突火枪是用粗毛竹做成的，竹筒里放火药，还放一种叫“子窠”的东西。用火把火药点着后，起初发火焰，接着子窠就射出去，并发出爆炸声。这种子窠可能就是最早的子弹。
到了13世纪，宋朝和金国都开始用金属制造的火器来打仗了。那时制造的爆炸性武器有点像现在的地雷，但是用抛出去的方法让它炸伤敌人。元朝时，原来用粗竹筒做的突火枪，发展成为用金属做的大型火铳。
在中国历史博物馆中，现在还存有一尊元朝1332年造的大钢炮。这是世界上最早的大炮。这种金属制成的管形火器，射程远，威力大，比以前的火器有了质的飞跃。中国最初发明的火箭，是靠人用弓发射出去的。后来，人们又发明直接利用火药自身燃烧的力量来推进的火箭。这种火箭点燃后，火药燃烧生成的大量气体从尾部小孔喷射出去，利用喷射气流的反冲作用力将火箭飞快地推向前进。不要小看这只最早的自行火箭，它同今天发向宇宙太空的火箭利用的是一个完全相同的原理！
火药的制造方法从中国先传到阿拉伯，又从阿拉伯传到欧洲各国。中古时期，阿拉伯的科学远比欧洲要先进，有些欧洲人努力翻译阿拉伯书籍，从这些书籍里欧洲人学习了火药的知识。
公元14世纪，西班牙、意大利以及地中海国家和欧洲发生过几次战争。战争中曾经使用类似霹雳炮一类的火器，发挥了很大威力。欧洲学会了火药制造方法以后，积极发展火器制造。在近代科学兴起后，欧洲的兵器制造很快就走到了世界的前列，这才有了机关枪、迫击炮甚至火箭、导弹之类的武器。知识点孙思邈孙思邈，出生于西魏时代，生于581年，而卒于682年，是个百岁老人。孙思邈的年龄现今有六种说法：最小的101岁，第二种说法是120岁，第三种说法是131岁，第四种说法是141岁，第五种说法是165岁，甚至还有168岁的说法。不过反正年龄不小。但第四种说法较多，他自己在《备急千金要方》中说他在一百多岁时写的，也就说明他应该不止101岁。他是唐代著名道士、医药学家，被人称为“药王”。在他的《丹经》一书中，第一次把火药的配方记录下来。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源