世界四大發明是什么?你了解多少?丨科學史

近日 , 關于我國古代“四大發明”的討論受到公眾關注 。筆者認為,就這件事的源頭而言 , 本不該有什么大的爭議,即使有,也是在細節考證上的若干辨析分歧,不會到如此熱鬧的程度 ?;蛘哒f,學術圈(科學技術史研究領域)并無大的波瀾,造成“墻內平靜墻外鬧”的一個很大因素 , 是因為公眾對“四大發明”本身可能并不真正了解 。
本文主要談一下“四大發明”的基本事實,包括容易引發公眾困惑的幾個問題,以及新近一些學者相關研究的推進 , 兼談一點傳播和影響 。需要強調的是 , “四大發明”可追溯到16世紀意大利數學家卡丹指出的“三大發明”,后經英國大哲培根、美國學者卡特、英國李約瑟等人的總結和傳播,已成為目前標準的“造紙術、印刷術、火藥和指南針”這一說法,該說并非國人自封,而是“外來加冕” 。
【世界四大發明是什么?你了解多少?丨科學史】造紙術
造紙術的本質,如果用一句話概括說,那就是:中國人在西漢時已經發明了造紙術,該技術在以后的年代里傳播到全世界 。如果說不夠全面的話 , 可以補充上:蔡倫在東漢時改進了它 。
就造紙術而言,引發公眾困擾與混亂的一個詞是古埃及的“莎草紙” 。這種“紙”出現得很早,可以追溯到5000年前,但它的確不是專業意義上的“紙” 。這便要引出“紙”的定義了 , 不過這是一個很為難的事,因為此定義一亮相,估計要嚇跑一多半的讀者了,但若不給出,又講不清楚,只有狠心拋出了 。造紙史專家潘吉星認為傳統意義上的手工紙是指:
“植物纖維原料經機械、化學加工后得到純的分散的植物纖維,與水配成漿液,使其流經多孔模具簾面,濾去水后,纖維在簾面形成濕的薄層,干燥后獲得具有一定強度的由纖維素靠氫鍵締合而交結成的纖維薄片,具有書寫、印刷和包裝等用途 ?!?br /> 這里其實已經包含了傳統手工紙的技術流程 。再來看“莎草紙”的制作,它是把莎草的內徑切割成細長條,然后將長條捶打、浸泡,取出后縱橫交錯狀鋪為兩層,最后擠壓水分、粘連在一起,干燥后拋光處理即成為“莎草紙” 。這種“紙”可看作是一種人工編制(還談不上織)物,連分散的莎草纖維都沒獲取,遑論其他?因此,莎草紙中的“紙”只是在一種現代書寫紙的類似物意義上而指稱,絕非是指傳統手工造紙術中的“紙” 。莎草紙與造紙術中兩個“紙”的區別,就好比足球、籃球、排球與地球這兩類“球”一樣,形似而質不同 。
現在有足夠確鑿的證據表明,在東漢蔡倫之前的西漢時,我國已經發明了紙或掌握了造紙術 。這些證據主要是考古方面的,通過現代檢測技術的分析,對這些紙張的加工工藝(即造紙術)已經有了比較充分的了解 。
迄今已經在甘肅、新疆、陜西、四川、廣東等地出土了西漢時的紙 。這里僅說下甘肅敦煌懸泉置遺址出土的紙,該遺址一共出土460片紙,盡管從底層分布上有西漢、東漢直到西晉,但仍是漢代古紙出土最多的遺址,西漢時的古紙占了多數 。南京信息工程大學李曉岑教授等對這些古紙做過考察和分析,認為這些古紙絕大多數以麻纖維為原料,較厚、表面粗糙、纖維不均勻;這些紙為澆紙法制造;在較晚的地層中發現了較薄、表面光滑、纖維分布均勻、有簾紋的古紙,這些紙為抄紙法制造 ??偟膩碚f,西漢時我國已經發明了造紙術 。到了東漢,蔡倫改進了造紙術,使抄紙法成為后來傳統造紙術的主流 。

世界四大發明是什么?你了解多少?丨科學史

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