四大发明对中国古代的影响有多大？

意大利数学家杰罗姆·卡丹早在1550年就率先指出中国对世界产生影响的“三大发明”：指南针、印刷术和火药。 并认为它们“是整个古代没有可比的发明”。 1620年，英国哲学家培根在《新工具》一书中也提到：“印刷术、火药、指南针这三项发明，已经在改变了世界范围内事物的整个面貌和状况后，从1861年到1863年，马克思和恩格斯将这些发明的好处发挥到了顶峰，马克思在《机械、自然力和科学的应用》中写道：“火药、指南针、印刷术——这是预示着资产阶级社会到来的三大发明。火药将骑士阶级炸得粉碎，指南针开辟了世界市场并建立了殖民地，印刷术成为新教的工具，并且总体上成为科学复兴的手段，并为精神发展创造了必要的先决条件。 ”恩格斯在《德国农民战争》中明确指出：“一系列的发明都或多或少地具有重要的好处，其中具有光辉历史好处的就是火药。 现在已经毫无疑问地证明，火药是从中国经印度传到阿拉伯人，再由阿拉伯人传到欧洲，火药武器又经西班牙传到欧洲。 ”英国汉学家马杜斯指出：“中国人的发明天才很早就在很多方面表现出来。 中国人的三大发明（指南针、印刷术、火药）对欧洲文明的发展产生了非凡的推动力。

来华传教士、汉学家约瑟夫·约瑟夫是第一个在上述三大发明中加上造纸术的人。 在比较日本和中国时，他指出，“我们必须永远记住，他们没有印刷术、造纸术、指南针和火药等技术。” 那种辉煌的发明。 这份发明清单后来被英国著名生物化学家、历史学家、汉学家李约瑟发扬光大。 有人认为，中国近代四大发明是：杂交水稻、汉字激光排版、合成牛胰岛素、复方蒿甲醚。 指南针的前身——思南指南针是一种用来确定方向的简单仪器。 原名司南。 主要部件是安装在可自由旋转的轴上的磁针。 磁针在地磁场的作用下可以继续与磁子午线相切。 磁针的北极指向地理的南极，利用这一特性可以确定方向。 常用于航海、大地测量、旅行和军事。 指南针指向北，E 指向东，W 指向西，S 指向南。 指南针的发明是汉族人民长期认识物体磁性的结果。 中国古代人接触了磁铁矿，开始了解磁性的特性。 人们首先发现了磁铁和磁铁的特性。 后来，人们发现了磁铁的方向性。 经过多次实验和研究，终于发明了实用的指南针。 指南针传入欧洲后，在航海的发现中发挥了不可替代的作用。 但科学家知道，第一个回答“指南针为何能指引方向”这个问题的人。 不是中国人，而是英国科学家吉尔伯特。 那么，指南针发明后，中国对指南针理论进行了怎样的讨论呢？ 吉尔伯特的理论及时传到中国了吗？ 明末清初的“西学东渐”对中国指南针理论的发展有何影响？ 上海交通大学科学史与哲学系教授管增健从2003年开始研究这些基本空白的问题。

“中国最早的指南针理论是以阴阳五行学说为基础的‘归纳说’。” 管增健介绍，在11世纪中叶，中国伟大的科学家沈括对指南针仍然感到不可思议。 他的《梦溪笔谈》介绍了指南针。 人工磁化方法、磁偏角的发现和设立指南针的方法，但他们不知道指南针为何指南针——“磁铁的指南……无法理解！” 随后，文人学者从阴阳五行学说入手。 ，结合当时人们对地球形状的认识，提出了各种指南针理论。 例如，宋代的《关孟地理志》首先提出了这样的逻辑：“磁针是磨铁制成的，铁属金。根据五行理论五行，金生水，北属水，故水为金之子，铁生于阳气，阳气属火，位于。关增健说，从现代物理学的角度来看，“蒙台梭利理论”完全是异想天开，而是根据事物的属性来解释其行为。阴阳学说盛行于中国古代，用阴阳学说来解释指南针和指南针，这是很自然的。特别是，该理论认为磁铁的不同端面具有不同的特性，它们决定了磁针的方向。 这种说法很容易启发人们发现磁铁的两个磁极，并进一步思考磁极与磁针指向的关系，从而找到正确理解这个问题的可能途径。 南宋人的指南针原理仍然认为“指南针之所指，阳气所在”，只是围绕磁偏角现象展开的。 ，争论更多的是基于地理方位的坐标系——中国古人认为，地球是平的，大小有限，所以地球表面一定有一个中心，穿过中心的子午线就是唯一的北方- 南方向。

南宋的曾三义等人认为，一旦测量位置不在这条南北线上，指南针自然会指向“少偏”。 到了明代，有人依据南唐的著作指出，指南针是由地球方位系统决定的，而赤纬则是由天体位置划分系统决定的。 关增健认为我国古代四大发明是什么，这一说法“体现了传统指南针理论在阴阳感应理论与磁偏角存在的矛盾面前的尴尬”。 明朝万历年间（公元1573-1620年），传教士来到中国，带来了西方的指南针理论、地球理论及相关科技知识。 受此影响，中国学者开始从新的角度探讨指南针理论问题。 在这个过程中，阴阳五行的作用不断淡化，从力学角度的分析不断增加。 然而，吉尔伯特1600年提出的科学理论甚至没有被西方学术界统一。 更不用说接管东土了。 传教士中，1658年到达中国的比利时耶稣会士南怀仁拥有最系统的指南针理论。 然而，他认为是地球地理上的北极和南极决定了磁针的方向。 与吉尔斯不同，他的理论仍然局限于古代科学的范围。 伯特认识到地球本身存在磁铁。 南怀仁的理论在中国产生了深远的影响。 直到19世纪中叶，中国仍有学者用它来解释指南针问题。 此时，清末来华的传教士已开始向中国介绍近代西方磁学知识。 在先秦时代，我们的祖先就积累了大量这方面的知识。 在勘探铁矿石时，经常会遇到磁铁矿，即磁铁（主要成分是三氧化二铁）。 这些发现很早就被记录下来。

《管子》的几章首先记录了这些发现：“山上有磁石，底下有金铜。” 《山海经》等其他古籍中也有类似的记载。 磁铁的吸铁特性很早就被发现了。 《吕氏春秋》九卷通达章中云：“仁爱引铁，或引铁”。 当时的人们称“磁”为“磁”，磁铁吸引了它们。 铁被认为是慈母对孩子的吸引力。 他还认为：“石为铁之母，但石有两种：仁慈的和不仁慈的。仁慈的石头能吸引他的子孙，不仁慈的石头则不能。” 相传秦始皇统一六国后，在咸阳附近建立了阿房。 宫殿里有一扇用磁铁做成的门。 如果有人身穿铠甲、藏匿武器进入宫殿行刺，就会被磁石门所吸引。 这个故事告诉我们，古代劳动人民很早就掌握了磁学知识。 既然磁铁可以吸引铁，那么它也可以吸引其他金属吗？ 我们的祖先经过多次尝试，发现磁铁不仅无法吸引金、银、铜等金属，而且也无法吸引砖瓦等物品。 西汉时期，人们就认识到磁铁只能吸铁，不能吸其他物体。 当两块磁铁靠近放置时，它们有时会相互吸引，有时会相互排斥。 现在人们都知道磁铁有两个磁极，一个称为N极，另一个称为磁极。 同性极相互排斥，异性极相互吸引。 当时的人们虽然不明白这个道理，但仍然对这种现象感到担忧。 西汉时期，有一位魔术师，名叫栾达。 他利用磁铁的特性制作了两个象棋棋子一样的东西。 通过调整两颗棋子的极性、相互位置，使两颗棋子有时相互吸引，有时相互排斥。

栾达称其为“斗棋”。 他将这个新奇的玩意呈献给汉武帝，并当场演示。 汉武帝大吃一惊，龙信大喜，封栾达为“五惠将军”。 栾达利用磁铁的特性，制造出新奇的玩意来欺骗汉武帝。 地球也是一块大磁铁，它的两极靠近地理南极和地理北极。 因此，当地球表面的磁铁能够自由旋转时，同性磁铁相互排斥、异性磁铁相互吸引的性质就指示出南北。 古人不太明白这个道理，但对这种现象却很清楚。 指南针的祖先很可能出现在战国时期。 它由天然磁铁制成。 它看起来像一个圆底的勺子，可以放在光滑的“土地”上并保持平衡，并且可以自由旋转。 当它静止时，勺柄将指向南方。 古人称其为“司南”，当时的《韩非子》一书云：“王立司南，以终昼夜”。 “断朝西”就是做出四个方向，确定方向。 《鬼谷子》记载了司南的使用。 郑人采玉时带着司南，以免迷路。 硬度为5.5度的软玉和翡翠可以雕刻成各种形状的器物，所以硬度只有5.5度的天然磁铁也可以制成磁铁。 东汉王充在《论衡》一书中对司南的形制和用法有明确的记载。 司南采用一整块天然磁铁，经过抛光后制成勺子形状。 勺柄指的是杆子，整个勺子的重心正好落在勺子底部的中间。 勺子置于光滑的地面上，勺子外方内圆，四面刻有铭文。 干枝有四个维度，形成二十四个方向。

这种设计是古人经过长期研究，仔细观察自然界中许多与磁有关的现象，积累了大量的知识和经验而完成的。 司南的出现是人们对磁铁极性认识的实际应用。 然而，思南也有很多缺点。 天然磁铁很难找到，并且很容易因加工过程中的冲击和热量而失去磁性。 因此，思南的磁性比较弱，它与地面的接触必须非常光滑，否则会因旋转摩擦阻力过大而难以旋转，无法达到预期的导向效果。 而且思南有一定的体积和重量，携带非常不方便。 这可能是思南长期以来没有得到广泛应用的主要原因。 Sinan 由青铜板和天然磁铁制成的磁勺组成。 铜板上刻有二十四个方位。 将磁勺放置在盘子的中央圆形表面上。 静止时，勺子尾部指向南方。 指南针是由磁铁制成的。 磁铁能吸引铁，常被称为“铁磁铁”。 在古代，它们被称为“慈善石”，因为它们一接触铁就吸引铁，就像慈母吸引孩子一样。 后来人们把它称为“磁铁”。 每个磁铁的两端都有不同的磁极，一个称为S极，另一个称为N极。 我们生活的地球也是一块巨大的天然磁铁。 它的南北两端也有不同的磁极。 靠近地球北极的是S极，靠近地球南极的是N极。 这正是因为地磁极与地理水平面并不完全重合。 ，出现地磁偏角现象。 我们知道，同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。 因此，无论在地球表面的哪个位置，你拿着一根自由旋转的磁针，磁极永远指向北方，S极永远指向南方。 指南针是利用磁铁的特性制成的。 那么，世界上哪个国家最先发现磁铁及其特性呢？ 早在2000多年前的春秋战国时期，中国就已经使用铁来制造农具。 当劳动人民寻找铁矿石时，他们发现了磁铁，并了解到磁铁可以吸引铁。 中国古书《管子》有记载：“上有情石者，下有铜金”。 “铜金”是铁矿石的一种。 《管子》一书产生于公元前三世纪，这表明中国是最晚