本文概要
1、大纲：了解宋朝的科技发展以及四大发明在宋朝的应用
2、时间跨度：960年—1279年
3、重要名词：指南针 火药 造纸术 印刷术
4、重要人物：沈括 蔡伦 毕昇
四大发明
进入二十一世纪，英国曾组织专家评出了改变世界发展的101项发明。中国的四大发明：造纸术、印刷术、指南针、火药及另一发明“算盘”光荣入选。而这四大发明正是中国古代劳动人民智慧创新的成果和科学技术的展现。
指南针
指南针是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器，有多种形体。
早在战国时期，中国先民已用天然磁石制成指示方向的司南。三国魏时，马钧利用磁铁和差速齿轮制造了能指示方向的机械装置——指南车。
宋代科学家沈括在其著作《梦溪笔谈》中记载了制作指向用的磁针的方法。后来，又发展成磁针和方位盘联成一体的罗盘。在北宋后期，指南针已用于航海；南宋时，已使用针盘导航。
在宋代，指南针的不断改进与实用，对于海上交通的发展和经济文化的交流，起了极大作用。
火药
火药作为人类掌握的化学爆炸物，起源于中国古代的炼丹术。古代炼丹家们利用早在汉代就已掌握的金石药物硝、硫，经过长期的炼丹实践，大约在唐宪宗元和三年（公元808年）左右便已发明了火药，但是配方并不完善，无法广泛应用。
到了宋代，人们将火药的主要成分硫和硝的比例进行了调整，约为1:3，以及加入其它助燃成分，火药的威力大大增加。
北宋初期制造出了使用火药的兵器。经火药改良后，火箭、火毬、火铳等各种火器已达到成熟的程度，开始用于军事用途。
活字印刷术
中国约在公元7世纪的初唐时期，已出现采用雕版印刷术印制的书。唐咸通九年（公元868年）印制的《金刚经》，是世界上现存最早的有刻印时间的印刷品。宋仁宗庆历年间，平民工匠毕昇在雕版印刷业已普及的基础上，发明了活字印刷术。
毕昇在胶泥片上刻字，一字一印，用火烧硬后，成为活字。排版前，先在置有铁框的铁板上敷一层和有纸灰的松脂蜡，活字依次序排在上面，加热后，蜡稍熔化，再以平板压平字面，泥字即固着在铁板上，可以像雕版一样印刷。活字可以多次使用，比整版雕刻更加省时、经济、方便。
继泥活字后，中国人又相继发明了磁活字、木活字、锡活字、铜活字等印刷方法。印刷术的发明和传播，大大促进了人类文明的传播和发展。
造纸术，刻排印刷
东汉蔡伦总结西汉以来用麻类纤维造纸的经验，改进造纸技术，用树皮、麻头、破布、旧鱼网为原料造纸，于东汉和帝元兴元年（公元105年）开始量产。
由于质量和产量得以提高，使纸张的应用得到推广，逐渐代替了简帛。后人将蔡伦改进制造的纸称为“蔡侯纸”。
造纸术到了宋朝，纸张的质量进一步改进，并与活字印刷术强强联手，大大促进了以书籍为媒介的文化传播。宋朝的图书出版业开始兴盛起来，除了官方刻排机构，各地出现许多私人刻书坊。这些私人刻书坊拥有自己的刻工、排版工和印刷工匠，并聘人编辑古书和新书，当时的刻书具有书目新，刻印快，批量灵活，行销广的特点。
书籍的大量刻排出版，刺激了纸张更大批量的生产。
四大发明向世界的传播
阿拉伯国家在与唐朝的战争中俘虏了一些唐朝的士兵以及工匠，工匠之中有人懂得如何造纸。这样造纸术得以向中亚传播。后来又沿着丝绸之路继续扩散，从而让全球都接受到了中国的造纸技术。
由于到中国的阿拉伯商人的引入，让波斯和埃及等地都出现了印刷术的身影。欧洲人也通过丝绸之路，将这项技术带回了欧洲。
指南针传入欧洲，促进了15世纪哥伦布发现美洲大陆、麦哲伦的环球航行和一系列的地理发现，以及各国间大规模的经济文化交流和世界近代文明的突飞猛进。
西方学者评论
英国培根在他的著作中写道：举世皆知的印刷术，火药和磁石，人类的世界因为这三种发明而为之改观。首先在学术上，其次是在战争中，最后是在航行方面。而因此又引出了不计其数的变化。人类的文明也得到了极大的发展。
马克思曾精辟地总结说：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。火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术则变成新教的工具，总的说来（它们）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。
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