關(guān)于四大發(fā)明的小故事
四大發(fā)明即造紙術(shù)、指南針、火藥、活字印刷術(shù)。那么你知道多少關(guān)于四大發(fā)明的故事呢?一起來(lái)看看小編給大家精心準(zhǔn)備的資料,歡迎閱讀!
關(guān)于四大發(fā)明的小故事
指南針
指南針的發(fā)明是漢族在長(zhǎng)期的實(shí)踐中對(duì)物體磁性認(rèn)識(shí)的結(jié)果。古代中國(guó)人接觸了磁鐵礦,開始了對(duì)磁性質(zhì)的了解。人們首先發(fā)現(xiàn)了磁石引鐵的性質(zhì)。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性。經(jīng)過(guò)多方的實(shí)驗(yàn)和研究,終于發(fā)明了可以實(shí)用的指南針。
指南針輾轉(zhuǎn)傳入歐洲后在航海大發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮出不可替代的作用。但科學(xué)家清楚,最早解答“指南針為何能夠指南”問(wèn)題的并不是中國(guó)人,而是英國(guó)科學(xué)家吉爾伯特。那么,中國(guó)發(fā)明指南針后對(duì)指南針理論作過(guò)什么樣的探討?吉爾伯特的理論是否及時(shí)傳到了中國(guó)?明末清初的“西學(xué)東漸”,又對(duì)中國(guó)指南針理論的發(fā)展有過(guò)哪些影響?上海交通大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)系教授關(guān)增建從2003年起開始著手研究這些基本上還是空白的問(wèn)題。
“中國(guó)最早的指南針理論,是建立在陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上的‘感應(yīng)說(shuō)’。”關(guān)增建介紹,11世紀(jì)中葉時(shí)中國(guó)大科學(xué)家沈括還對(duì)指南針感到匪夷所思,他的《夢(mèng)溪筆談》介紹了指南針的人工磁化方法、磁偏角的發(fā)現(xiàn)和指南針的架設(shè)方法,但對(duì)指南針為什么會(huì)指南卻沒有一點(diǎn)概念——“磁石之指南……莫可原其理!”隨后,文人學(xué)者們從陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)出發(fā),結(jié)合當(dāng)時(shí)人們對(duì)大地形狀的認(rèn)識(shí),提出各種指南針理論。例如,最晚成書于宋代的《管氏地理指蒙》,首先提出如下邏輯:
“磁針是鐵打磨成的,鐵屬金,按五行生克說(shuō),金生水,而北方屬水,因此北方之水是金之子。鐵產(chǎn)生于磁石,磁石是受陽(yáng)氣的孕育而產(chǎn)生的,陽(yáng)氣屬火,位于南方,因此南方相當(dāng)于磁針之母。這樣,磁針既要眷顧母親,又要留戀子女,自然就要指向南北方向。”
關(guān)增建表示,從近代物理學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看,“蒙氏理論”完全異想天開,但從事物的屬性出發(fā)解釋其行為,在東西方科學(xué)史上都是常用的做法。中國(guó)古代陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)昌盛,用陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)闡釋指南針指南及“常微偏東”的原理,是再自然不過(guò)的事情。特別是,該理論認(rèn)為磁石不同端面有不同屬性,它們決定磁針的指向,這種說(shuō)法很容易啟發(fā)人們發(fā)現(xiàn)磁石的兩極,并進(jìn)一步聯(lián)想到磁極與磁針指向之間的關(guān)系,從而為正確認(rèn)識(shí)這一問(wèn)題找到可能的途徑。
南宋人的指南針原理,仍認(rèn)為“指南針之所指,即陽(yáng)氣之所在”,只是圍繞磁偏角現(xiàn)象,立論依據(jù)更多轉(zhuǎn)向地理方位的坐標(biāo)系統(tǒng)——中國(guó)古人認(rèn)為地是平的、大小有限,這樣地表面必然有個(gè)中心,過(guò)該中心的那條子午線就是唯一的南北方向。南宋人曾三異等認(rèn)為,一旦測(cè)量地點(diǎn)不在這條南北線上,指南針?biāo)赶蜃匀?ldquo;少偏”。到明代,有人假托南唐人著作指出,指南正針由大地方位系統(tǒng)決定,而偏角則由天體方位劃分系統(tǒng)所決定。關(guān)增建認(rèn)為,這種說(shuō)法“體現(xiàn)了傳統(tǒng)指南針理論在陰陽(yáng)感應(yīng)學(xué)說(shuō)和磁偏角的存在這一矛盾面前所表現(xiàn)出來(lái)的窘迫”。
明萬(wàn)歷年間(公元1573~1620年),傳教士來(lái)華,帶來(lái)西方的指南針理論、地球?qū)W說(shuō)以及相關(guān)科技知識(shí)。受其影響,中國(guó)學(xué)者開始從新的視角探討指南針理論問(wèn)題,在此過(guò)程中,陰陽(yáng)五行的作用不斷淡化,力學(xué)角度的分析不斷增加,但吉爾伯特1600年提出的科學(xué)理論連西方學(xué)界都沒統(tǒng)一,更談不上入主東土。
傳教士中,1658年抵華的比利時(shí)耶穌會(huì)士南懷仁的指南針理論最系統(tǒng),但他認(rèn)為決定磁針指向的是地球的地理南北兩極本身,理論仍然局限在古代科學(xué)的范圍,而不像吉爾伯特認(rèn)識(shí)到地球本身存在一個(gè)磁體。南懷仁理論在中國(guó)影響深遠(yuǎn),直到19世紀(jì)中葉,中國(guó)仍有學(xué)者用它解釋指南針問(wèn)題。而此時(shí),清末來(lái)華的傳教士已開始著手把西方近代磁學(xué)知識(shí)介紹給中國(guó)了。
先秦時(shí)代我們的先人已經(jīng)積累了許多這方面的認(rèn)識(shí),在探尋鐵礦時(shí)常會(huì)遇到磁鐵礦,即磁石(主要成分是四氧化三鐵)。這些發(fā)現(xiàn)很早就被記載下來(lái)了。《管子》的數(shù)篇中最早記載了這些發(fā)現(xiàn):“山上有磁石者,其下有金銅。”其他古籍如《山海經(jīng)》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發(fā)現(xiàn),《呂氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招鐵,或引之也。”
那時(shí)的人稱“磁”為“慈”他們把磁石吸引鐵看作慈母對(duì)子女的吸引。并認(rèn)為:“石是鐵的母親,但石有慈和不慈兩種,慈愛的石頭能吸引他的子女,不慈的石頭就不能吸引了。”據(jù)說(shuō)秦始皇統(tǒng)一六國(guó)后,在咸陽(yáng)附近修阿房宮,宮中有一座門是用磁石做成,如果有人身穿盔甲,暗藏兵器,入宮行刺,就會(huì)被磁石門吸住。這個(gè)故事告訴我們,古代勞動(dòng)人民很早就掌握了磁學(xué)知識(shí)。
漢朝以前人們把磁石寫做“慈石”,是慈愛石頭的意思。
既然磁石能吸引鐵,那么是否還可以吸引其他金屬呢?我們的先民做了許多嘗試,發(fā)現(xiàn)磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬,也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時(shí)候人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到磁石只能吸引鐵(現(xiàn)在我們知道磁石還可以吸引鎳),而不能吸引其他物品。
當(dāng)把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時(shí),有時(shí)候互相吸引,有時(shí)候相互排斥。現(xiàn)在人們都知道磁體有兩個(gè)極,一個(gè)稱N極,一個(gè)稱S極。同性極相互排斥,異性極相互吸引。那時(shí)的人們并不知道這個(gè)道理,但對(duì)這個(gè)現(xiàn)象還是能夠察覺到的。
到了西漢,有一個(gè)名叫欒大的方士,他利用磁石的這個(gè)性質(zhì)做了兩個(gè)棋子般的東西,通過(guò)調(diào)整兩個(gè)棋子極性的相互位置,有時(shí)兩個(gè)棋子相互吸引,有時(shí)相互排斥。欒大稱其為“斗棋”。他把這個(gè)新奇的玩意獻(xiàn)給漢武帝,并當(dāng)場(chǎng)演示。漢武帝驚奇不已,龍心大悅,竟封欒大為“五利”。欒大利用磁石的性質(zhì),制作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。
地球也是一個(gè)大磁體,它的兩個(gè)極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體,可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),就會(huì)因磁體同性相斥,異性相吸的性質(zhì)指示南北。這個(gè)道理古人不夠明白,但這類現(xiàn)象他們很清楚。
指南針的始祖大約出現(xiàn)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期。它是用天然磁石制成的。樣子像一把湯勺,圓底,可以放在平滑的“地盤”上并保持平衡,且可以自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)它靜止的時(shí)候,勺柄就會(huì)指向南方。古人稱它為“司南”,當(dāng)時(shí)的著作《韓非子》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》中記載了司南的應(yīng)用,鄭國(guó)人采玉時(shí)就帶了司南以確保不迷失方向。
春秋時(shí)代,人們已經(jīng)能夠?qū)⒂捕?度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具,因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。東漢時(shí)的王充在他的著作《論衡》中對(duì)司南的形狀和用法做了明確的記錄。
司南是用整塊天然磁石經(jīng)過(guò)琢磨制成勺型,勺柄指南極,并使整個(gè)勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置于光滑的地盤之中,地盤外方內(nèi)圓,四周刻有干支四維,合成二十四向。這樣的設(shè)計(jì)是古人認(rèn)真觀察了許多自然界有關(guān)磁的現(xiàn)象,積累了大量的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究才完成的。司南的出現(xiàn)是人們對(duì)磁體指極性認(rèn)識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。
但司南也有許多缺陷,天然磁體不易找到,在加工時(shí)容易因打擊、受熱而失磁。所以司南的磁性比較弱,而且它與地盤接觸處要非常光滑,否則會(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦阻力過(guò)大,而難于旋轉(zhuǎn),無(wú)法達(dá)到預(yù)期的指南效果。而且司南有一定的體積和重量,攜帶很不方便,這可能是司南長(zhǎng)期未得到廣泛應(yīng)用的主要原因。
司南由青銅盤和天然磁體制成的磁勺組成,青銅盤上刻有二十四向,置磁勺于盤中心圓面上,靜止時(shí),勺尾指向?yàn)槟稀?/p>
指南針是磁鐵做成的。磁鐵能吸鐵,通常稱為“吸鐵石”,古代稱為“慈石”因?yàn)樗慌龅借F就吸住,好一個(gè)慈祥的母親吸引自己的孩子一樣。后來(lái),人們才稱它為“磁石”。
每塊磁鐵兩頭都有不同的磁極,一頭叫S極,另一頭叫N極。我們居住的地球,也是一塊天然的大磁體,在南北兩頭也有不同的磁極,靠近地球北極的是S極,靠近地球南極的是N極,也正是因?yàn)榈卮艠O和地理兩級(jí)不完全重合,才出現(xiàn)了地磁偏角現(xiàn)象。我們知道,同性磁極相斥,異性磁極相吸引,所以,不管在地球表面的什么地方,拿一根可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針,它的N極總是指向北方,S極總是指向南方。
指南針是利用磁鐵的特性做成的,那么,世界上哪個(gè)國(guó)家最早發(fā)現(xiàn)磁鐵和它的特性的呢?
二千多年以前,也就是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)候,中國(guó)已經(jīng)用鐵來(lái)制造農(nóng)具了。勞動(dòng)人民在尋找鐵礦的時(shí)候,就發(fā)現(xiàn)了磁鐵,并且知道它能夠吸鐵。
中國(guó)古書《管子》上有這樣的記載:“上有慈石者,下有銅金。”“銅金”就是一種鐵礦。《管子》這部書產(chǎn)生在公元前三世紀(jì),這說(shuō)明中國(guó)最遲在公元前三世紀(jì)就知道磁石能夠吸鐵了。
秦朝時(shí)候,還有這樣有趣的傳說(shuō),秦始皇統(tǒng)一中國(guó)以后,在陜西咸陽(yáng)造了一個(gè)很大的阿房宮,阿房宮中有一個(gè)磁石門,完全用磁鐵造成。如果有誰(shuí)帶著鐵器想去行刺,只要經(jīng)過(guò)那里,磁石門就會(huì)把這個(gè)人吸住。
另外,根據(jù)古書記載,漢武帝時(shí)候,膠東有個(gè)欒大,獻(xiàn)給漢武帝一種斗棋。這種棋子一放到棋盤上,就會(huì)互相碰擊,自動(dòng)斗起來(lái)。漢武帝看了非常驚奇。原來(lái)來(lái)大的棋子是用磁石做的,所以有磁性,能互相吸引碰擊,只是漢武帝不懂這個(gè)道理罷了。
古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形,魚的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北。當(dāng)時(shí)以此做為一種游戲。東晉的崔豹在《古今注》中曾提到這種“指南魚”。
北宋時(shí),曾公亮在《武經(jīng)總要》載有制作和使用指南魚的的方法:“用薄鐵葉剪裁,長(zhǎng)二寸,闊五分,首尾銳如魚型,置炭火中燒之,侯通赤,以鐵鈐鈐魚首出火,以尾正對(duì)子位,蘸水盆中,沒尾數(shù)分則止,以密器收之。用時(shí),置水碗于無(wú)風(fēng)處平放,魚在水面,令浮,其首常向午也。”這是一種人工磁化的方法,它利用地球磁場(chǎng)使鐵片磁化。
即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。燒紅的鐵片內(nèi)部分子處于比較活動(dòng)的狀態(tài),使鐵分子順著地球磁場(chǎng)方向排列,達(dá)到磁化的目的。蘸入水中,可把這種排列較快地固定下來(lái),而魚尾略向下傾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的發(fā)明,對(duì)指南針的應(yīng)用和發(fā)展起了巨大的作用。在磁學(xué)和地磁學(xué)的發(fā)展史上也是一件大事。
北宋的沈括在《夢(mèng)溪筆談》中提到另一種人工磁化的方法:“方家以磁石摩針鋒,則能指南。”按沈括的說(shuō)法,當(dāng)時(shí)的技術(shù)人員用磁石去摩擦縫衣針,就能使針帶上磁性。從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來(lái)看,這是一種利用天然磁石的磁場(chǎng)作用,使鋼針內(nèi)部磁疇的排列趨于某一方向,從而使鋼針顯示出磁性的方法。這種方法比地磁法簡(jiǎn)單,而且磁化效果比地磁法好,摩擦法的發(fā)明不但世界最早,而且為有實(shí)用價(jià)值的磁指向器的出現(xiàn),創(chuàng)造了條件。
《夢(mèng)溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關(guān)中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的著作,書中談到磁學(xué)和指南針的一些問(wèn)題。他在《夢(mèng)溪筆談》的補(bǔ)筆談中談到了摩擦法磁化時(shí)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象:“以磁石摩針鋒,則銳處常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理應(yīng)有異,未深考耳。”這是說(shuō),用磁石去摩擦縫衣針后,針鋒有時(shí)指南,也有時(shí)指北。從現(xiàn)在的觀點(diǎn)來(lái)看,磁石都有N和S兩個(gè)極,磁化時(shí)縫衣針針鋒的方位不同,則磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道這個(gè)道理,他真實(shí)的記錄了這個(gè)現(xiàn)象并坦白承認(rèn)自己沒有做深入思考。以期望后人能進(jìn)一步探討。
火藥
火藥是中國(guó)漢族發(fā)明于隋唐時(shí)期,距今已有一千多年了。火藥的研究開始于古代道家煉丹術(shù),古人為求長(zhǎng)生不老而煉制丹藥,煉丹術(shù)的目的和動(dòng)機(jī)都是荒謬和可笑的,但它的實(shí)驗(yàn)方法還是有可取之處,最后導(dǎo)致了火藥的發(fā)明。恩格斯高度評(píng)價(jià)了中國(guó)在火藥發(fā)明中的首創(chuàng)作用:“現(xiàn)在已經(jīng)毫無(wú)疑義地證實(shí)了,火藥是從中國(guó)經(jīng)過(guò)印度傳給阿拉伯人,又由阿拉伯人和火藥武器一道經(jīng)過(guò)西班牙傳入歐洲。”火藥的發(fā)明大大的推進(jìn)了歷史發(fā)展的進(jìn)程,是歐洲文藝復(fù)興的重要支柱之一。
火藥的發(fā)明 煉丹家雖然掌握了一定的化學(xué)方法,但是他們的方向是求長(zhǎng)生不老之藥,因此火藥的發(fā)明具有一定的偶然性。煉丹家對(duì)于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石藥,在使用之前,常用燒灼的辦法“伏”一下,“伏”是降伏的意思。使毒性失去或減低,這種手續(xù)稱為“伏火”。唐初的名醫(yī)兼煉丹家孫思邈在“丹經(jīng)內(nèi)伏硫磺法”中記有:硫磺、硝石各二兩,研成粉末,放在銷銀鍋或砂罐子里。掘一地坑,放鍋?zhàn)釉诳永锖偷仄剑拿娑加猛撂顚?shí)。
把沒有被蟲蛀過(guò)的三個(gè)皂角逐一點(diǎn)著,然后夾入鍋里,把硫磺和硝石起燒焰火。等到燒不起焰火了,再拿木炭來(lái)炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁還沒冷卻,取入混合物,這就伏火了。唐朝中期有個(gè)名叫清虛子的,在“伏火礬法”中提出了一個(gè)伏火的方子:“硫二兩,硝二兩,馬兜鈴三錢半。右為末,拌勻。
掘坑,入藥于罐內(nèi)與地平。將熟火一塊,彈子大,下放里內(nèi),煙漸起。”他用馬兜鈴代替了孫思邈方子中的皂角,這兩種物質(zhì)代替碳起燃燒作用的。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。這說(shuō)明煉丹家有意要使藥物引起燃燒,以去掉它們的猛毒。雖然煉丹家知道硫、硝、碳混合點(diǎn)火會(huì)發(fā)生激烈的反應(yīng),并采取措施控制反應(yīng)速度,但是因藥物伏火而引起丹房失火的事故時(shí)有發(fā)生。《太平廣記》中有一個(gè)故事,說(shuō)的是隋朝初年,有一個(gè)叫杜春子的人去拜訪一位煉丹老人。當(dāng)晚住在那里。半夜杜春子夢(mèng)中驚醒,看見煉丹爐內(nèi)有“紫煙穿屋上”,頓時(shí)屋子燃燒起來(lái)。
這可能是煉丹家配置易燃藥物時(shí)疏忽而引起火災(zāi)。還有一本名叫《真元妙道要略》的煉丹書也談到用硫磺、硝石、雄黃和蜜一起煉丹失火的事,火把人的臉和手燒壞了,還直沖屋頂,把房子也燒了。書中告戒煉丹者要防止這類事故發(fā)生。這說(shuō)明唐代的煉丹者已經(jīng)掌握了一個(gè)很重要的經(jīng)驗(yàn),就是硫、硝、碳三種物質(zhì)可以構(gòu)成一種極易燃燒的藥,這種藥被稱為“著火的藥”,即火藥。由于火藥的發(fā)明來(lái)自制丹配藥的過(guò)程中,在火藥發(fā)明之后,曾被當(dāng)做藥類。
《明熹宗實(shí)錄》:“天啟二年十二月二十日辛巳,援遼總兵毛文龍以登撫(袁可立)所遣管運(yùn)參將黃胤恩、推官孟養(yǎng)志等發(fā)到糧餉并布疋、軍器、火藥等物,復(fù)蒙頒給 敕印、旗牌,授以援遼總兵便宜行事,具謝恩。”《本草綱目》中就提到火藥能治瘡癬、殺蟲,辟濕氣、瘟疫。火藥不能解決長(zhǎng)生不老的問(wèn)題,又容易著火,煉丹家對(duì)他并不感興趣。火藥的配方由煉丹家轉(zhuǎn)到軍事家手里,就成為中國(guó)古代四大發(fā)明之一的黑色火藥。
球狀火藥包扎在箭桿頭附近,點(diǎn)著引線以后,用弓箭將火藥射出去燒傷敵人。還有把火藥、毒藥,再加上一些瀝青、桐油等,做成毒球,點(diǎn)著以后,用弓箭射出,殺傷敵人是后來(lái)的“萬(wàn)人敵”。到了宋朝,人們將火藥裝填在竹筒里,火藥背后扎有細(xì)小的“定向棒”,點(diǎn)燃火管上的火硝,引起筒里的火藥迅速燃燒,產(chǎn)生向前的推力,使之飛向敵陣爆炸,這是世界上第一種火藥火箭。以后又發(fā)明了火槍和槍,這些都是用竹管制成的原始管形火器,是近代槍炮的老祖宗。
造紙術(shù)
人們都知道蔡倫造紙,實(shí)際上,在東漢蔡倫大規(guī)模造紙之前,中國(guó)人就已經(jīng)發(fā)明了造紙術(shù),20世紀(jì)在中國(guó)各地出土的許多西漢時(shí)期的古紙片,可以證明這一點(diǎn)。這并非否定蔡倫造紙之功,而是說(shuō)蔡倫的造紙術(shù)并非是突然之間的發(fā)明,它有一個(gè)技術(shù)積累的過(guò)程。西漢時(shí)期出土的植物纖維紙,是蔡倫造紙的前身。蔡倫擴(kuò)大了造紙?jiān)系姆秶撇肌Ⅳ~網(wǎng)、樹皮、麻頭等都可以造紙,其中樹皮造紙更是他的發(fā)明。他的造紙工藝更為精細(xì),造紙術(shù)到他這里,擺脫了紡織品附庸的地位——此前都是利用紡織之后拋棄的副產(chǎn)品來(lái)造紙的,蔡倫將造紙發(fā)展為一種獨(dú)立的工藝。
東漢和帝元興元年(公元105年),蔡倫在總結(jié)前人制造絲織晶的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,用樹皮、破漁網(wǎng)、破布、麻頭等作為原料,制造成了適合書寫的植物纖維紙,改進(jìn)了造紙術(shù),才使紙成為人們普遍使用的書寫材料。被稱為“蔡侯紙”。對(duì)紙的概念有個(gè)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。什么樣的物品叫“紙”。
在古代,埃及有紙草紙,歐洲有羊皮紙,中國(guó)歷史上有絲絮紙和作書寫用的縑帛紙和蔡侯紙,其中只有植物纖維制造的蔡侯紙對(duì)世界造紙業(yè)的發(fā)展及人類文化的傳播具有深遠(yuǎn)影響,其基本工藝一直沿用至今。根據(jù)史書記載和后人研究,蔡倫造紙術(shù)的基本點(diǎn),歸納起來(lái)就是用植物纖維為原料,經(jīng)過(guò)切斷,漚煮、漂洗、舂搗、簾抄、干燥等步驟制成的纖維薄片。
沒有經(jīng)過(guò)造紙基本步驟處理的纖維薄片,不具備紙的基本性能,就不能稱之為中國(guó)古代傳統(tǒng)概念上的紙。世界上最早的紙是埃及的紙莎草紙,而歐洲中世紀(jì)則普遍使用羊皮紙,這兩種紙因?yàn)樵蠁我唬倪M(jìn)余地有限,被使用復(fù)數(shù)種類材料的中國(guó)紙所取代。
活字印刷術(shù)
北宋發(fā)明家畢昇發(fā)明了活字印刷,改進(jìn)雕版印刷這些缺點(diǎn)。他總結(jié)了歷代雕版印刷的豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),在宋仁宗慶歷年間(公元1041-1048)制成了膠泥活字,實(shí)行排版印刷,完成了印刷史上一項(xiàng)重大的革命。畢升的方法是這樣的:用膠泥做成一個(gè)個(gè)規(guī)格一致的毛坯,在一端刻上反體單字,字劃突起的高度象銅錢邊緣的厚度一樣,用火燒硬,成為單個(gè)的膠泥活字。
為了適應(yīng)排版的需要,一般常用字都備有幾個(gè)甚至幾十個(gè),以備同一版內(nèi)重復(fù)的時(shí)候使用。遇到不常用的冷僻字,如果事前沒有準(zhǔn)備,可以隨制隨用。為便于揀字,把膠泥活字按韻分類放在木格子里,貼上紙條標(biāo)明。
排字的時(shí)候,用一塊帶框的鐵板作底托,上面敷一層用松脂、蠟和紙灰混合制成的藥劑,然后把需要的膠泥活字揀出來(lái)一個(gè)個(gè)排進(jìn)框內(nèi)。排滿一框就成為一版,再用火烘烤,等藥劑稍微熔化,用一塊平板把字面壓平,藥劑冷卻凝固后,就成為版型。印刷的時(shí)候,只要在版型上刷上墨,覆上紙,加一定的壓力就行了。
為了可以連續(xù)印刷,就用兩塊鐵板,一版加刷,另一版排字,兩版交替使用。印完以后,用火把藥劑烤化,用手輕輕一抖,活字就可以從鐵板上脫落下來(lái),再按韻放回原來(lái)木格里,以備下次再用。畢升還試驗(yàn)過(guò)木活字印刷,由于木料紋理疏密不勻,刻制困難,木活字沾水后變形,以及和藥劑粘在一起不容易分開等原因,所以畢升沒有采用。
畢升的膠泥活字版印書方法,如果只印二三本,不算省事,如果印成百上千份,工作效率就極其可觀了,不僅能夠節(jié)約大量的人力物力,而且可以大大提高印刷的速度和質(zhì)量,比雕版印刷要優(yōu)越得多。現(xiàn)代的凸版鉛印,雖然在設(shè)備和技術(shù)條件上是宋朝畢升的活字印刷所無(wú)法比擬的,但是基本原理和方法是完全相同的。
活字印刷的發(fā)明,為人類文化做出了重大貢獻(xiàn)。這中間,中國(guó)的平民發(fā)明家畢升的功績(jī)不可磨滅的。可是關(guān)于畢升的生平事跡,人們卻一無(wú)所知,幸虧畢升創(chuàng)造活字印刷的事跡,比較完整地記錄在北宋著名科學(xué)家沈括的名著《夢(mèng)溪筆談》里。
1965年,浙江溫州出土一件印本殘頁(yè)《佛說(shuō)觀無(wú)量壽佛經(jīng)》,經(jīng)有關(guān)專家考證認(rèn)定為是畢升之后大約50年(1103)北宋時(shí)期的泥活字印本,應(yīng)是迄今發(fā)現(xiàn)存世最早的活字印刷品。