4大发明是谁发明的
四大发明是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明。即造纸术、指南针、火药、活字印刷术。那么你知道四大发明的发明者分别是谁吗?下面是学习啦小编给您精心准备的资料,欢迎阅读!
1.造纸术—蔡伦
东汉元兴元年(105)蔡伦改进了造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等原料,经过挫、捣、抄、烘等工艺制造的纸,是现代纸的渊源。这种纸,原料容易找到,又很便宜,质量也提高了,逐渐普遍使用。为纪念蔡伦的功绩,后人把这种纸叫做“蔡侯纸”。
纸是汉族劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,纸是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液,在网上交错的组合,初步脱水,再经压缩、烘干而成。中国是世界上最早发明纸的国家。根据考古发现,西汉时期(公元前206年至公元前8年),中国已经有了麻质纤维纸。质地粗糙,且数量少,成本高,不普及。
远古以来,中国汉族劳动人民就已经懂得养蚕、缫丝。秦汉之际以次茧作丝绵的手工业十分普及。这种处理次茧的方法称为漂絮法,操作时的基本要点包括,反复捶打,以捣碎蚕衣。这一技术后来发展成为造纸中的打浆。此外,中国古代常用石灰水或草木灰水为丝麻脱胶,这种技术也给造纸中为植物纤维脱胶以启示。纸张就是借助这些技术发展起来的。
历史上关于汉代的造纸技术的文献资料很少,因此难以了解其完整、详细的工艺流程。后人虽有推测,也只能作为参考之用。总体来看,造纸技术环节众多,因此必然有一个发展和演进的过程,绝非一人之功。它是中国汉族劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶。
在造纸术发明的初期,造纸原料主要是树皮和破布。当时的破布主要是麻纤维,品种主要是苎麻和大麻。据称,我国的棉是在东汉初期,与佛教同时由印度传入,后期用于纺织。
当时所用的树皮主要是檀木和构皮(即楮皮)。最迟在公元前2世纪时的西汉初年,纸已在中国问世。最初的纸是用麻皮纤维或麻类织物制造成的,由于造纸术尚处于初期阶段,工艺简陋,所造出的纸张质地粗糙,夹带着较多未松散开的纤维束,表面不平滑,还不适宜于书写,一般只用于包装。
直到东汉和帝时期,经过了蔡伦的改进,形成了一套较为定型的造纸工艺流程,第一是原料的分离,就是用沤浸或蒸煮的方法让原料在碱液中脱胶, 第二是打浆,就是用切割和捶捣的方法切断纤维,并使纤维帚化,第三是抄造,即把纸浆渗水制成浆液,然后用捞纸器(篾席)捞浆,第四是干燥,即把湿纸晒干或晾干,揭下就成为纸张。
汉以后,虽然工艺不断完善和成熟,但这四个步骤基本上没有变化,即使在现代,在湿法造纸生产中,其生产工艺与中国古代造纸法仍没有根本区别。造纸技术的发展主要体现在两个方面:在原料方面,魏晋南北朝时已经开始利用桑皮、藤皮造纸。到了隋朝、五代时期,竹、檀皮、麦杆、稻杆等也都已作为造纸原料,先后被利用,从而为造纸页的发展提供了丰富而充足的原料来源。
其中,唐朝利用竹子为原料制成的竹纸,标志着造纸技术取得了重大的突破。竹子的纤维硬、脆、易断,技术处理比较困难,用竹子造纸的成功,表明中国古代的造纸技术已经达到相当成熟的程度。唐时,在造纸过程中加矾、加胶、涂粉、洒金、染色等加工技术相继问世,为生产各种各样的工艺用纸奠定了技术基础。
生产出来的纸张质量越来越高,品种越来越多,从唐代到清代,中国生产的用纸,除了一般的纸张外,还有各种彩色的腊笺、冷金、错金、罗纹、泥金银加绘、砑纸等名贵纸张,以及各种宣纸、壁纸、花纸等。使纸张成为人们文化生活和日常生活的必需品。纸的发明、发展也是经过了一个曲折的过程。
公元105年发明造纸后,造纸术就从河南向经济文化发达的其它地区传播。蔡伦被封到陕西洋县为龙亭侯,造纸术就传到汉中地区并逐渐传向四川。据蔡伦家乡湖南耒阳的民间传说,蔡伦生前也向家乡传授过造纸术。东汉末年山东造纸也比较发达,出过东莱县(今掖县)的造纸能手左伯。公元二世纪造纸术在我国各地推广以后,纸就成了和缣帛、简 牍的有力的竞争者。
公元三到四世纪,纸已经基本取代了帛、简而成为我国唯一的书写材料,有力地促进了我国科学文化的传播和发展。公元三到六世纪的魏晋南北朝时期,我国造纸术不断革新。在原料方面,除原有的麻、楮外,又扩展到用桑皮、藤皮造纸。在设备方面,继承了西汉的抄纸技术,出现了更多的活动帘床纸模,用一个活动的竹帘放在框架上,可以反覆捞出成千上万张湿纸,提高了工效。在加工制造技术上,加强了碱液蒸煮和舂捣,改进了纸的质量,出现了色纸、涂布纸、填料纸等加工纸。
从敦煌石室和新疆沙碛出土的这一时期所造出的古纸来看,纸质纤维交结匀细,外观洁白,表面平滑,可谓“妍妙辉光”。公元六世纪的贾思勰还在《齐民要术》中,专门有两篇记载了造纸原料楮皮的处理和染黄纸的技术。同时,造纸术传到我国近邻朝鲜和越南,这是造纸术外传的开始。
公元六——十世纪的隋唐五代时期,我国除麻纸、楮皮纸、桑皮纸、藤纸外,还出现了檀皮纸、瑞香皮纸、稻麦秆纸和新式的竹纸。在南方产竹地区,竹材资源丰富,因此竹纸得到迅速发展。关于竹纸的起源,先前有人认为开始于晋代,但是缺乏足够的文献和实物证据。
从技术上看,竹纸应该在皮纸技术获得相当发展以后,才能出现,因为竹料是茎秆纤维,比较坚硬,不容易处理,在晋代不太可能出现竹纸。竹纸应该起源于唐以后,而在唐宋之际有比较大的发展。欧洲要到十八世纪才有竹纸。
这一时期的产纸地区遍及南北各地。由于雕板印刷术的发明,兴起了印书业,这就促进了造纸业的发展,纸的产量、质量都有提高,价格也不断下降,各种纸制品普及于民间日常生活中。名贵的纸中有唐代的“硬黄”、五代的 “澄心堂纸”等,还有水纹纸和各种艺术加工纸。唐代的绘画艺术作品已经有不少纸本的,正反映出造纸技术的提高。
在公元十到十八世纪的宋元和明清时期,楮纸、桑皮纸等皮纸和竹纸特别盛行,消耗量也特别大。造纸用的竹帘多用细密竹条,这就要求纸的打浆度必须相当高,而造出的纸也必然很细密匀称。先前唐代用淀粉糊剂做施胶剂,兼有填料和降低纤维下沉槽底的作用。到宋代以后多用植物粘液做“纸药”,使纸浆均匀,常用的“纸药”是杨桃藤、黄蜀葵等浸出液。这种技术早在唐代已经采用,但是宋代以后就盛行起来,以致不再采用淀粉糊剂了。
这时候的各种加工纸品种繁多,纸的用途日广,除书画、印刷和日用外,我国还最先在世界上发行纸币。这种纸币在宋代称作“交子”,元明后继续发行,后来世界各国也相继跟着发行了纸币。明清时期用于室内装饰用的壁纸、纸花、剪纸等,也很美观,并且行销于国内外。各种彩色的蜡笺、冷金、泥金、罗纹、泥金银加绘、砑花纸等,多为封建统治阶级所享用,造价很高,质量也在一般用纸之上。
这一时期里,有关造纸的著作也不断出现。如宋代苏易简的《纸谱》、元代费著的《纸笺谱》、明代王宗沐的《楮书》,尤其是明代宋应星的《天工开物》,对我国古代造纸技术都有不少记载。而《天工开物》第十三卷《杀青》中关于竹纸和皮纸的记载,可以说是具有总结性的叙述。书中还附有造纸操作图,是当时世界上关于造纸的最详尽的记载。经过元、明、清数百年岁月,到清代中期,我国手工造纸已相当发达,质量先进,品种繁多,成为中华民族数千年文化发展传播的物质条件。
2.指南针—我国的劳动人民和沈括、陈元靓、陶弘景
指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。样子象一把汤勺,圆底,可以放在平滑的“地盘”上并保持 平衡,且可以自由旋转。当它静止的时候,勺柄就会指向南方。古人称它为“司南”,当时的著作《韩非子》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》中记载了司南的应用,郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。
春秋时代,人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具,因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型,勺柄指南极,并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置于光滑的地盘之中,地盘外方内圆,四周刻有干支四维,合成二十四向。
这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象,积累了大量的知识和经验,经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。 但司南也有许多缺陷,天然磁体不易找到,在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱,而且它与地盘接触处要非常光滑,否则会因转动摩擦阻力过大,而难于旋转,无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量,携带很不方便,这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。
司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成,青铜盘上刻有二十四向,置磁勺于盘中心圆面上,静止时,勺尾指向为南。
3.火药—马钧(三国)
火药是中国人发明的,距今已有一千多年了。火药的研究开始于古代道家炼丹术古人为求长生不老而炼制丹药炼丹术的目的和动机都是荒谬和可笑的但它的实验方法还是有可取之处最后导致了火药的发明。恩格斯高度评价了中国在火药发明中的首创作用“现在已经毫无疑义地证实了火药是从中国经过印度传给阿拉伯人又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”火药的发明大大的推进了历史发展的进程是欧洲文艺复兴的重要支柱之一。
中国是最早发明火药的国家,隋代时,诞生了硝石、硫磺和木炭三元体系火药。黑色火药在唐代(9世纪末)时候正式出现。火药是由古代炼丹家发明的,从战国至汉初,帝王贵族们沉醉做神仙并长生不老的幻想,驱使一些方士与道士炼"仙丹",在炼制过程中逐渐发明了火药的配方。
古代炼丹唐代炼丹家于唐高宗永淳元年(682年)首创了硫磺伏火法,用硫磺、硝石,研成粉末,再加皂角子(含炭素)。唐宪宗元和三年(808年)又创状火矶法,用硝石、硫磺及马兜铃(含炭素)一起烧炼。这两种配方,都是把三种药料混合起来,已经初步具备火药所含的成分。
而是在宋代诸军马戏的杂技演出,以及木偶戏中的烟火杂技 ——药发傀儡。宋代演出“抱锣”、“硬鬼”、“哑艺剧”等杂技节目,都运用刚刚兴起的火药制品“爆仗”和“吐火”等,以制造神秘气氛。宋人同时也以火药表演幻术,如喷出烟火云雾以遁人、变物等,以收神奇迷离之效。
中国发明了火药首先运用于制造烟火(值得一提的是竟然许多人相信中国无科学的说法,什么制火药就用来做烟花,创造指南针用来看风水),不久后就将其运用与军事,并发明了世界第一根火箭。大炮和火枪在宋代中国火药的军事运用已经相当成熟,使得中国的科技遥遥领先于世界.
而火药给我们中华人民共和国带来了危害。火药传到了外国,制使他们制造了枪、炮、坦克、飞机等作战用品。制造好了以后,拿着中国发明的火药改装后的武器,来攻打中国。
4.活字印刷术—毕升
北宋发明家毕升发明了活字印刷,改进雕版印刷这些缺点。他总结了历代雕版印刷的丰富的实践经验,经过反复试验,在宋仁宗庆历年间(公元1041-1048)制成了胶泥活字,实行排版印刷,完成了印刷史上一项重大的革命。毕升的方法是这样的:用胶泥做成一个个规格一致的毛坯,在一端刻上反体单字,字划突起的高度象铜钱边缘的厚度一样,用火烧硬,成为单个的胶泥活字。
为了适应排版的需要,一般常用字都备有几个甚至几十个,以备同一版内重复的时候使用。遇到不常用的冷僻字,如果事前没有准备,可以随制随用。
为便于拣字,把胶泥活字按韵分类放在木格子里,贴上纸条标明。排字的时候,用一块带框的铁板作底托,上面敷一层用松脂、蜡和纸灰混合制成的药剂,然后把需要的胶泥活字拣出来一个个排进框内。排满一框就成为一版,再用火烘烤,等药剂稍微熔化,用一块平板把字面压平,药剂冷却凝固后,就成为版型。印刷的时候,只要在版型上刷上墨,覆上纸,加一定的压力就行了。
为了可以连续印刷,就用两块铁板,一版加刷,另一版排字,两版交替使用。印完以后,用火把药剂烤化,用手轻轻一抖,活字就可以从铁板上脱落下来,再按韵放回原来木格里,以备下次再用。毕升还试验过木活字印刷,由于木料纹理疏密不匀,刻制困难,木活字沾水后变形,以及和药剂粘在一起不容易分开等原因,所以毕升没有采用。
毕升的胶泥活字版印书方法,如果只印二三本,不算省事,如果印成百上千份,工作效率就极其可观了,不仅能够节约大量的人力物力,而且可以大大提高印刷的速度和质量,比雕版印刷要优越得多。现代的凸版铅印,虽然在设备和技术条件上是宋朝毕升的活字印刷所无法比拟的,但是基本原理和方法是完全相同的。活字印刷的发明,为人类文化做出了重大贡献。
这中间,中国的平民发明家毕升的功绩不可磨灭的。可是关于毕升的生平事迹,人们却一无所知,幸亏毕升创造活字印刷的事迹,比较完整地记录在北宋著名科学家沈括的名著《梦溪笔谈》里。1965年,浙江温州出土一件印本残页《佛说观无量寿佛经》,经有关专家考证认定为是毕升之后大约50年(1103)北宋时期的泥活字印本,应是迄今发现存世最早的活字印刷品。