在辉煌灿烂的中国古代科学发明中,闪耀着四颗光彩夺目的巨星,这就是举世闻名的四大发明——指南针、火药、造纸术和活字印刷术。

首先说一下指南针的发明．相传在4000 多年前的黄帝就已发明了指南车．这里所说的指南针,最早可追溯到战国时期发明的简便指南工具——司南．司南的发明表明我国首先发现了磁石的吸铁性和指极性,这在《山海经》、《管子》、《淮南子》等古代典籍中均有记载．后又进一步发现钢铁在磁石上摩过或按一定方向放在地磁场中,也会产生磁性,而且还比较稳固,于是有人造磁铁的产生,并以此为原料发明了新的测向仪器——指南鱼．指南鱼在利用地磁学的发展史上,的确是件了不起的创造．指南针就在这一基础上,把薄磁钢片改成细小的磁钢针而制成的．这在11 世纪北宋年间就出现了,从沈括的《梦溪笔谈》中可以找到详细的记载,指南针的重大作用是用于航海,这在11 世纪我国宋代就出现了．公元1119年宋人朱或的《萍洲可谈》里,就有在海船上应用指南针的记载,这是世界航海史上使用指南针的最早记录．宋元时代,由于对外贸易的海上交通的发达,指南针及其应用技术也随之外传．先是传到波斯及阿拉伯各国,后又传到欧洲,到13 世纪初,欧洲的书籍上第一次提到指南针在航海上的应用,要比我国的有关记载晚100 多年。

一提起造纸,人们立即会联想到蔡伦,实际上东汉的蔡伦,并不是我国纸张的发明者,他只是后来改革制纸原料的能供大众使用的新型纸——＂蔡侯纸＂的发明者．我国最早的纸．也是迄今为止所知道的世界上最早的纸,当推2000 多年前西汉的＂灞桥纸＂,这种纸是1957年在西安附近灞桥古墓中发现的,故以此命名．公元6 世纪后,我国的造纸术便陆续外传,东面传到日本,西面经中亚、西亚、东非而传到欧洲．公元8 世纪时,阿拉伯人学到了中国的造纸技术,于是此法又经由阿拉伯人传到非洲和欧洲．直到公元 1150年,西班牙才有了第一家造纸工场,比中国晚了1200 多年．至于欧美的其他国家掌握我国造纸技术并建立造纸工场的时间就更晚了,俄国是1567年,美国则是1690年的事了。

从印刷技术本身的发展历程来看,我国在发明活字印刷之前,主要是雕版印刷．活字印刷技术是在雕版印刷技术的基础上发明产生的．早在1300年前的隋代,我国在长期使用印章和拓石的基础上,发明了雕版印刷技术．据明代《河汾燕闲录》记载,这种雕版印刷技术开始于隋文帝开皇13年,即公元593年．活字雕版印刷技术的发明堪称世界印刷史上的一次重大的突破,实现这一重大突破的是北宋优秀刻字工人毕升,他被誉为世界活字印刷技术的首创者．他在总结前人印刷经验的基础上,经过近9年的潜心研究探索发明了胶泥活字,利用胶泥活字排版印刷的工艺流程与现代流行的铅字排版印刷的工艺流程完全相同．毕升作为一名普通的工人,他的这一重大发明并不为当时的人所重视,只是由于沈括在其《梦溪笔谈·活板》中作了详细记载,才流传至今而不致于湮没无闻．元代的王祯在毕升的基础上,又成功地创造了木活字印刷法,并将木活字按音韵排在他发明的可以旋转的转轮排字架上,使用这种排字架,工人便能在拣字过程中,通过旋转轮盘,使字就人,大大减轻了劳动量,节省了劳动时间,提高了劳动效率．王祯把他制造木活字,使用转轮排字的方法加以总结,以《造活字印书法》为题记载下来,作为其《农书》的附页,这便成了世界上最早的活字印刷技术的专著．我国古代的印刷技术,特别是活字印刷技术的外传,在世界上产生了深刻而广泛的影响．雕版印刷技术大约在8 世纪由我国传到日本,13 世纪传到埃及,14 世纪开始传到欧洲,欧洲才开始有木板印刷术的图像．木活字印刷术在14 世纪,由我国往东传到朝鲜、日本,往西传到高加索、小亚细亚和埃及的亚历山大城．欧洲的活字印刷技术是我国元代传去的,那里直到15 世纪才有了活字印刷．大约在公元1450年,德国人谷登堡依照中国活字印刷技术的原理,初步制成一种铅,锑、锡合金的活字,铸成拼音字母用于印刷,这比我国毕升发明活字印刷技术的时间,晚了400 多年,比我国采用金属活字也要晚100 多年。

我国至迟在唐代初年（公元7 世纪）,已经发明了火药．初唐时期,在 ＂药王＂孙思邈的《丹经要诀》一书中,就记载了配制火药的方法．火药的重要作用不是作为鞭炮、礼花供节日吉庆之用,而是应用于军事,制造火药武器．我国最早的火药武器是火箭、火枪和火炮．简单的火炮在唐代末年就已经发明应用了．以往的砲是石旁,因为它是用抛石机抛出石头,就像我们从电视《三国演义》中看到的那样,火炮发明后＂炮＂字就改为火旁了,因为它是用抛石机发射装有火药的火球．到了宋代,火药武器有了迅速的发展,并应用于对西夏、辽、金、元的战争中．在公元1044年出版的军事百科全书式的著作——《经武总要》里,已经记载了许多复杂的火药配方,这比世界上任何国家的记录都早．1132年一个叫陈规的人发明了火枪,继而又发明了突火枪,这是一种管形并装有子弹的火枪,13 世纪左右,这种火枪又由竹管改为金属管,称为＂铳枪＂．稍后,又发展为金属制造的管形火炮．到了元代出现的铜铸火铳,由于威力巨大而被誉为＂铜将军＂,现在中国历史博物馆还珍藏着元至顺3年（1332年）的铜火铳,这是至今已发现的,世界上最古老的铜炮．到了明代还发明了原始的＂导弹＂和＂两极火箭＂,这在当时的确是一种令人瞠目结舌、威力无比的新式武器．我国火药在南宋时期,大约于公元1225～1248年,便开始以商人为媒介,传到阿拉伯各国．到了元代,我国火药武器的制造技术和使用技术,也传到了阿拉伯．14 世纪以后,我国制造、使用火药和火药武器的技术,才经阿拉伯传到欧洲．火药武器的制造和使用,不仅我国汉族早于欧洲,我国某些少数民族（例如彝族）,也是早于欧洲的。

总之,对于指南针、造纸术、活字印刷术及火药这辉煌的四大发明,我国各族人民历来是引以自豪的,这从世界范围看,＂四大发明＂发明的时间最早,在当时的水平最高,外传后在国际上的影响最大,特别是对欧洲文艺复兴时期科学文化的推动,生产技术的发展,以至社会政治的进步,都起到了巨大的作用．马克思在1861～1863年写的《政治经济学手稿》中有一段极其精辟的论述: ＂火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明．火药把骑士阶级炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立殖民地,而印刷术则变成新教的工具,总的说来变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆．＂马克思把它们向西方的传播看成是推动西方社会发展,实现由封建社会向资本主义社会改革的强大力量。

16 世纪后,我国在科学技术上,与西方由落后迅速向先进转化的情况相反,逐渐由先进向落后转化了．究其原因,除政治制度限制了科学理论研究的发展外,主要是用来作为发明创造根据的科学理论大为落后了．尽管16 世纪初～18 世纪初,我国出现了像李时珍（著《本草纲目》）、徐霞客（著《徐霞客游记》）和宋应星（著《天工开物》）等伟大的科学家,但同西方文艺复兴后由哥白尼所开创的、伽利略奠基的、并为牛顿集其大成的近代科学理论体系相比,我国还是处于经验科学理论体系阶段,尽管也产生了诸如建在天坛的＂回音壁＂的发明,以及杂交蚕蛾法、炼铁联合作业法、湿蜡铸造法、花机织罗法,排除煤矿的瓦斯法等世界首屈一指的发明创造,但在经验科学体系的指导下,不可能产生划时代的重大发明创造了．18 世纪我国由于＂重农抑商＂的经济政策,＂重文轻技＂的文化政策、科技政策,＂八股取士＂的教育政策以及＂闭关锁国＂的外交政策,影响了社会经济和科学文化的发展,埋没和摧残了人才,阻碍了国际科学技术的交流,呈恶性循环态势,加之受列强侵略,因而在世界民族之林落伍了．新中国成立后,特别是党的十一届三中全会以来,我国的科学技术有了突飞猛进的发展,与西方发达国家在科学技术上的差距日趋缩小,某些领域已站在世界的前沿,成为这些领域科学技术的输出国之一。