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第二章科技的辉煌成就

宋代的科学技术，在我国科技发展史上占有极重要的地位。中国古代举世闻名的四大发明中，活字印刷术和指南针出现于这个时期，火药的配方也在这时期臻于完善，获得广泛应用，并对历史产生巨大的影响。

发明活字印刷术

活字印刷术是北宋庆历年间（1041-1048年），布衣毕昇发明的。关于毕昇的生平事迹，以及他发明活字版的经过，除了沈括在《梦溪笔谈》一书中的记载外，还找不到第二个文献资料。沈括只说他是个布衣，籍贯及生平一点都没有交代。所谓布衣，从字面理解就是没有作过官的普通老百姓。关于毕升的职业，以前曾有人作过各种推猜，但最为可靠的说法，毕昇应当是一个从事雕版印刷的工匠。

宋代的印刷术主要是雕版印刷，刻工技术精良。但是，雕版费工费时，存放雕版又要占很多地方，这对印刷事业的发展有很大局限性。毕昇用胶泥制成一个个单字，经火烧使之变硬，按字的韵目排列在一格一格的木架上，印刷之前，先在一块铁板上放上铁框，其中放置松香、蜡和纸灰，再按需要拣字排列在铁框内。排好字后，即把铁板置于火上加热，使松香和蜡熔化，再用平板把活字压平，冷却后活字牢固地粘成一片，就可以印刷了。如果原版不用，可以重新把蜡和松香烧化，拣出活字，以便重新排版时使用。

2-1毕昇

毕昇发明的胶泥活字印刷术在北宋中期没有得到推广。据沈括《梦溪笔谈》记载，毕昇死后，他的活字为沈括的随从所得，并加以珍藏。沈括还把这一伟大发明记载了下来。到南宋末年，才有人用这种活字印刷术印成了朱熹的《小学》、《近思录》等书。

毕昇活字印刷术的发明，开创了近现代铅字排印技术的先河，是印刷史上的一次伟大革命，是中国古代四大发明之一，它为中国文化经济的发展开辟了广阔的道路，为推动世界文明的发展作出了重大贡献。毕昇的胶泥活字首先传到朝鲜，称为“陶活字”。后来又由朝鲜传到日本、越南、菲律宾。十五世纪，活字板传到欧洲。公元1456年，德国的戈登堡用活字印《戈登堡圣经》，这是欧洲第一部活字印刷品，比中国的活字印刷史晚四百年。活字印刷术经过德国而声速传到其他的十多个国家，促使文艺复兴运动的到来。十六世纪，活字印刷术传到非洲、美洲、俄国的莫斯科，十九世纪传入澳洲。毕昇于1051年（宋仁宗皇右三年）逝世，与其妻李妙音合葬于今英山县草盘地镇五桂墩村睡狮山之阳。1052年（宋仁宗皇右四年）二月初七日，其子毕嘉、毕文、毕成、毕荣，其孙文显、文斌、文忠为之立碑。

指南针的出现

指南针的发明和应用于航海，也出现在北宋时期。

在宋代以前，我国古代劳动人民已经知道磁石具有指极性，并且制造了一种称为“司南”的指向仪器。战国时期的韩非子说“先王立司南以端朝夕”。“司南”的指针像一把勺，用天然磁石磨制而成，置于平滑的刻有方位的“地盘”上，“共祗指南”。因为天然磁石在磨成指针时，容易因打击、受热而失去磁性，“司南”的磁性较弱，而它与“地盘”的摩擦力又比较大，因此，“司南”的指南效果比较差，长期未能广泛应用。到了宋代，人们创造了人工磁化的方法，用天然磁石磨针锋，利用天然磁石的磁场作用，使钢针具有磁性。

磁针的装置，在宋代也创造了“水浮”、“缕悬”等办法，以减少指针转动时的摩擦力。其中有一种指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后加热并沿子午线方向淬火使之被地磁场磁化（详见上指南鱼部分）。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁体上摩擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验，还发现磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种发现在科学上叫磁偏角。

2-2指南针

这种指南鱼，是后来出现的旱罗盘的先声。一种可以准确指示方向的仪器，终于在北宋时期出现了。

指南针的发明，立即被应用于航海。北宋末年朱彧写的《萍洲可谈》及徐竞的《宣和奉使高丽图经》两书，都有航海碰到阴晦天则用指南针以确定方向的记载。从此，人们在茫茫大海上航行才能有更加准确的方向。指南针的发明和应用，也是宋代劳动人民对于人类的重大贡献。

火药的发明

火药虽然出现于宋代以前，但因为配方尚不完善，没有获得广泛应用。在宋代，火药配方有重大改进，其中硝的含量大大增加。

唐代火药中硫和硝的含量是1：1，宋代增加到1：2，甚至1：3，与后代黑火药中硝占四分之三的配方相近。在火药中还加入其他易燃、易爆及有毒原料，使火药的威力大大增加。火药在宋代也进入实用阶段，被广泛应用在军事火器方面。北宋政府在开封设置“广备攻城作”，制造各种战争物资，其中就有专门制造火药的工场。

宋代用火药制造的兵器，有火箭、火炮、火枪等等。在北宋初年，就有冯继升向宋太祖进献火箭法。这种火箭，是在箭头附近装上用火药制成的燃烧物，点燃后用弓射向敌营。火炮是用抛石机把火药制成的爆炸物抛向远方，当时还没有管状大炮。北宋末年的抗金斗争中所出现的“霹雳炮”、“震天雷”等的火炮，大约也是用抛石机抛出的。宋代制造的火炮，已成了军队的一项重要装备。南宋末年的李曾伯说，荆淮一带的宋军有铁火炮十多万只。在广西静江（今桂林）的抗元斗争中，娄某所部250人最后拥一火炮点燃爆炸，一声如雷霆的巨响，250人同归于尽，月城为之崩塌，满天烟气，围城的元兵也有许多被惊死。可见，当时火炮的威力已经相当大。火枪是一种竹制管状火器。南宋初年，德安（湖北安陆）守将陈规在抗击金兵时，创造了一种“长竹竿火枪”，把火药装在长竹竿里，临阵时点燃发射以烧伤敌人。南宋末年，寿春府（安徽寿县）制造的突火枪，以巨竹为筒，内安子窠，燃放后，子窠从竹筒中射出，声闻百五十余步。火枪的制造技术从南宋初到南宋末显然有很大改进。这种安有子窠的突火枪，已经是近现代枪炮等管状武器的先河。它的出现，是兵器发展史上一个重要的突破。

西欧直到文艺复兴后，英国人才从阿拉伯人那里得到了火药的配方，比我国要落后数百年之久。但重要的是火药武器则主要是通过战争西传的。据史书记载，欧洲人则是在与阿拉伯国家的战争中，接触和学会了制造火药和火药武器，英、法各国直至十四世纪中期，才有应用火药和火器的记载。

火药、火药武器传入欧洲，“不仅对作战方法本身，而且对统治和奴役的政治关系起了变革的作用”，所以恩格斯明确地说：“火药和火器的采用，决不是一种暴力行动，而是一种工业的，也就是经济的进步”。

火药和用火药制作的大炮，轰开了人类通向文明之路。

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