中国四大发明是怎么发明的

栏目:古籍资讯发布:2023-08-04浏览:2收藏

中国四大发明是怎么发明的,第1张

四大发明分别是:指南针,火药,造纸术,印刷术 。

一、火药的发明

火药是中国古代炼丹家在炼丹过程中发明的。人类最早使用的火药是黑火药,它是我国劳动人民在一千多年前发明的。它的发明,闻名于世,被称为我国古代科技的四大发明之一,在化学史上占有重要的地位。

火药的最主要成分是作为氧化剂的硝石。成书于秦汉之际的《神农本草经》中已把硝石列为上品药,即在此之前已经具备了发明火药的物质基础。秦汉之际也是炼丹术开始盛行之时,方士们为了炼制仙丹妙药,把各类药物彼此配合烧炼。五金、八石(各种矿物药)、三黄(硫磺、雄黄、雌黄)、汞和硝石都是炼丹的常用药物。其中汞与三黄合炼而得丹砂是炼丹家们的得意之作。但若用硝石与三黄共炼必将燃烧爆炸,因此导致火药的发明。就在火药发明之后,也曾被引入药类,《本草纲目》中,说火药能治疮癣、杀虫、辟湿气、瘟疫。更重要的原因是火药的发明来自制丹配药的实践中。

火药触火即燃,在较密闭的容器中,还会发生爆炸,其化学反应式近于:2KNO3 + 3C + S = N2(+ 3CO2 (+ K2S + 169千卡,还有少许CO、K2CO3 、KSO4,体积很小的火药,燃烧时产生大量的气体和热量,体积突然膨大,增至几千倍,因而在密闭的容器中,会爆炸,同时因产生K2S等固体产物,并加杂着未完全燃烧的炭末,所以能看到冒黑烟。

火药燃烧爆炸的原理,现在的人们不难理解,但在古代,这却一直是个谜,现在人们制取火药也很容易,民间流传的“一硝二磺三木炭”,就是火药的简易配方。这方法也不知历经了多少年代,劳动人民付出多少血汗,才摸索总结出来。火药的发明是我国古代劳动人民辛勤劳动的成果,它又是随着生产的发展、社会的进步而逐渐完善的。

火药的发明与炼丹分不开。我国的炼丹家早就接触过火药的原料--硝石、硫磺及木炭等物质。这些物质在混合过程中,稍不小心就会着燃烧。古人对组成火药的三种主要成分的性质有个认识过程。

认识炭、使用炭较早。在商、周,人们已广泛用木炭来冶炼金属,明了炭是较木柴更好的燃料。伐薪烧炭,遂成农民的一种副业,硫磺有天然存在,但人们接触它,较早的是冶炼中逸出的二氧化硫和温泉中的硫。因为它直接地刺激人们的感官,就在这种接触中,逐渐认识硫的一些性能,除了了解它对某些皮肤病有特别的疗效外,还认识到硫的一些化学性质。特别是认识到硫与汞化合生成硫化汞,与天然品接近。这种性质很受从事炼丹的方士的器重,在他们妄图用汞炼制“金液”、“还丹”的过程中,常使用硫,在这种活动中,进一步了解到硫含有猛毒,着火易飞,很难“擒制”。

怎样使其药性缓和呢?人们采取了所谓的“伏火法”,即将硫与其他易燃物质混合加热或燃烧,使药性发生变化的方法,火药发明与这种硫磺伏火的实验有密切关系。硝的引入是制取火药的关键,古人掌握最早的硝,大概是年久的墙脚房根下的土硝,随着生活实践,人们认识了硝石,将硝石在赤炭上一试,即现火焰,其化学反应式约为:4KNO3 + 5C = 2K2CO3 + 3CO2 (+ 2N2 (。在这个反应中,硝石是氧化剂,正因为硝石的化学性质很活泼,能与许多物质发生作用,所以在炼丹中,常用硝来改变其他药品的性质,就在使用硝石的过程中,人们还掌握了区别硝石与朴硝(Na2SO4)的方法,南北朝的陶弘景就指出:“以火烧之,紫青烟起,云是真硝石也”。这与近代用焰色反应来鉴别KNO3是相似的,人们的这点认识,为尔后的大量采用硝石创造了条件。

对炭、硫、硝三种物质性能的认识,为火药的发明准备了条件。由于医药学和炼丹活动的发展,至迟在唐代,人们在使硫磺伏火的实验中,发现点燃硝石、硫磺、木炭的混合物,会发生异常剧烈的燃烧。在《朱家神品丹法》卷五中,转载有唐初医药兼炼丹家孙思邈的“伏硫磺法”。由此记载可见,那时孙思邈已掌握了硝、硫、炭混合点火会发生剧烈反应的特点,因而注意采取措施,将容器埋入地下,并控制反应速度,防范爆炸,这显然是经过反复实践的经验总结。

有记载,托名西晋郑思远所撰名为《真元妙道要略》的一本炼丹书里,就曾谈到:有人将硫磺、硝石、雄黄(As2S3)和蜜合起来一起烧,结果火焰升起,把脸和手烧坏,而且直冲屋顶,把房子也烧了。这类实验的多次进行,经验的不断积累,认识的逐步提高,使人们终于掌握了火药的配制。同类的实验在唐代中期的《铅汞甲辰至宝集成》卷二中也有记载,并且记载有关于失败的教训,也从而学会利用这种混合物的燃烧爆炸性能。

二、指南针的发明

古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形,鱼的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北。当时以此做为一种游戏。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。

北宋时,曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法:“用薄铁叶剪裁,长二寸,阔五分,首尾锐如鱼型,置炭火中烧之,侯通赤,以铁钤钤鱼首出火,以尾正对子位,蘸水盆中,没尾数分则止,以密器收之。用时,置水碗于无风处平放,鱼在水面,令浮,其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法,它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态,使铁分子顺着地球磁场方向排列,达到磁化的目的。蘸入水中,可把这种排列较快地固定下来,而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明,对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法:“方家以磁石摩针锋,则能指南。”按沈括的说法,当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针,就能使针带上磁性。从现在的观点来看,这是一种利用天然磁石的磁场作用,使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向,从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单,而且磁化效果比地磁法好,摩擦法的发明不但世界最早,而且为有实用价值的磁指向器的出现,创造了条件。 沈括还在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象:“以磁石摩针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理应有异,未深考耳。”这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。从现在的观点来看,磁石都有N和S两个极,磁化时缝衣针针锋的方位不同,则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理,他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。 关于磁针的装置方法,沈括介绍了四种方法:

1水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面,就可以指示方向。

2碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘,磁针可以旋转,指示方向。

3指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑,磁针可以旋转自如,指示方向。

4缕悬法——在磁针中部涂一些蜡,粘一根蚕丝,挂在没有风的地方,就可以指示方向了。

沈括还对四种方法做了比较,他指出,水浮法的最大缺点,水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法,由于摩擦力小,转动很灵活,但容易掉落。沈括比较推重的是缕悬法,他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。

《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关我国古代科学技术的著作,书中谈到磁学和指南针的一些问题。

南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样,是用木头刻成鱼形,有手指那么大,木鱼腹中置入一块天然磁铁,磁铁的S极指向鱼头,用蜡封好后,从鱼口插入一根针,就成为指南鱼。将其浮于水面,鱼头指南,这也是水针的一类。

指南龟是当时流行的一种新装置,将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内,在木龟腹下方挖一光滑的小孔,对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上,这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。由于支点处摩擦力很小,木龟可以自由转动指南。当时它并没有用于航海指向,而用于幻术。但是这就是后来出现的旱罗盘的先声。

指南龟发明年代不晚于1325年。木块刻成龟型,龟腹部中心嵌以磁体,木龟安放在尖状立拄上,静止时首尾分指南北。

三、造纸术的发明

纸,作为书写材料,并不是从来就有的。相传中国上古曾有过结绳记事的时代。那时,连文字也不曾有,更谈不上书写文字的纸张了。

商、周时代文字已经成熟,可还不曾有纸,我们的祖先就想出了各种记录文字的办法。他们起初是把文字镌刻在乌龟的腹甲和牛、羊等动物的胛骨上。刻在这些甲骨上的文字,叫做“甲骨文”; 春秋战国以后,我们的祖先又开始使用新的记载文字的材料——简牍和缣帛。简牍是几种东西的总称。把竹子、木头劈成狭长的小片,再将表面刮削平滑,这种用作写字的狭长的竹片或木条叫做竹简或木简,较宽的竹片或木板叫做竹牍或木牍。简的长度不一样,有的三尺长,有的只有五寸。经书和法律,一般写在二尺四寸长的简上。写信的简长一尺,所以古人又把信称为“尺牍”。

我国最早的纸是用什么原料做成的呢?东汉的许慎在他编写的我国第一部条理清楚、体系分明的字典《说文解字》里谈到“纸”的字源时说:“纸”从系旁。这说明,早期的纸与丝有关。

我们的祖先很早就植桑养蚕,缫丝织绢了。商代以前就种桑养蚕,到西汉前期,丝织在社会经济中已占有重要的地位。当时,一般用较好的蚕茧抽丝织绸,用剩下的较差的茧子做丝绵。做丝绵时,先把茧子煮烂、洗净,然后放到浸没在水中的蔑席上捶打,直到茧衣被捶得稀烂,接着把连成一片的丝绵取出,这就是漂絮。漂絮之后,蔑席上还必然会有一层互相交织的乱丝贴着,漂絮的次数多了,当把蔑席凉干后,它上面就附着一层由残絮形成的薄薄的丝片。人们把它剥下来,发现它同缣帛相近,可用作书写,古人称之为“赫蹄”。 赫蹄的制作方法给了人们很大启发,是我国古代造纸术的重要开端。经过不断的摸索、试验,终于成功地发明了植物纤维纸。

植物纤维纸是在什么时候发明的呢?古籍上没有记载,但是在1933年,我国考古工作者在新疆罗布淖尔的汉代烽燧遗址中,发现了一片西汉宣帝时期的麻纸。1957年在陕西西安灞桥一座西汉墓葬里,发现了一叠麻纸,经揭剥分成80多片。因出土于灞桥,故称“灞桥纸”。其年代为公元前2世纪。这是目前发现最早的植物纤维纸。

伴随着生产的发展,社会的进步,我们的祖先不断地在寻找新的书写材料,最终发明了理想的书写材料,那就是纸。我国造纸术的发明,长时期以来一般都归功于东汉时的宦官蔡伦,这是因为《后汉书·蔡伦传》明确记载:“自古书契多编竹简,其用缣帛者谓之纸,缣贵而简重,并不便于人。伦乃造意,用树肤、麻头及蔽布、鱼网以为纸。元兴元年奏上之。帝善其能,自是莫不以用焉,故天下咸称‘蔡伦纸’。”

但比《后汉书》成书更早的《东观汉记·蔡伦传》中,则没有说明纸是蔡伦发明的。《汉记》的作者刘珍、延笃等人都是蔡伦的同时代人,在唐以前《东观汉记》一直被视为东汉的“正史”。其中只是说“蔡伦典尚方作纸”,就是说当蔡伦任尚方令时曾主管尚方(宫廷御用的手工作坊)造纸。尽管《东观汉记》在宋代以后已散佚,但从隋、唐人的类书引语中仍可查得其原文。由此可见,“蔡伦发明造纸”的提法不是很确切的。

本世纪以来的考古发掘实践,也动摇了蔡伦发明纸的说法。首先是1933年,黄文弼先生在新疆罗布泊汉代烽燧遗址上发现了一片古纸,这是一片麻纸,长约40厘米,宽约100厘米,纸面可清晰见到麻,在同一遗址中还发现有汉元帝元年(公元前48年)的木简,因此,该纸当为西汉时期的文物,比“蔡伦造纸”的公元105年早了一个半世纪。

其后是1957年,在西安市东郊的灞桥再次出土了比新疆罗布泊的纸还要早约一个世纪的西汉初期的古纸,而且有数十张之多,经科技史专家潘吉星教授的研究和分析化验,确认此灞桥纸主要由大麻和少量苎麻的纤维所制成。因而是世界现存最早的植物纤维纸。1973-1974年在甘肃省居延的肩水金关汉代遗址中,再一次出土了公元前一世纪时的麻纸。这些事实有力地说明了,早在西汉我国劳动人民就已经发明了造纸术。

以上事实有力地说明了,早在公元前2世纪的西汉初期,我国已发明了造纸术,而且当时造出的纸已经可以用于书写文字和绘图,这比蔡伦早了两三百年。但早期的西汉麻纸比较粗糙,不便书写,到了公元后二世纪,在宫廷中任尚方令的蔡伦,凭借充足的人力和物力监制并组织产生了一批良纸。蔡伦虽然不是纸的最早发明者,但他改进造纸技术,扩大了造纸原料的来源,把树皮、破布、麻头和鱼网这些废弃物品都充分利用起来,降低了纸的成本,尤其是用树皮做原浆纸的先声。从这个意义上说,蔡伦在历史上是作为纸的监制者和推广者的身份出现的,他的这些活动对造纸术的发展是有利的,因此也不应完全抹杀他的作用。

汉代的麻纸制造过程,根据科学工作者的模拟实验,大体是将麻头、破布等材料先用水浸湿,使之润胀,再用斧头剁碎,放在水中洗去污泥、杂质,然后用草木灰浸透并蒸煮,原留于造纸原料中的木素、果胶、色素、油脂等杂质可进一步除去,再加以清水洗涤后,即送去舂捣,捣碎后的纤维在水槽中配成悬浮的浆液,再用滤水的纸模捞取纸浆,滤水后晒干即为成品纸,经必要的砑光,即可用于书写。

由此可见,汉代的劳动人民用这些简陋的设备,从纺织品废料中制成植物纤维纸。确实是件了不起的事,是化学史上一项重要发明。

四、印刷术的发明

中国是世界上最早发明印刷术的国家。印刷术是按照或图画原稿制成印刷品的技术。早期的印刷是把图文刻在木板上用水墨印刷的,现在的木版水印画仍用此法,统称“刻版印刷术”( 亦称“雕版印刷术”) 刻版印刷的前身是公元前流行的印章捺印和后来出现的拓印碑石等。造纸和制墨等生产技术出现之后, 逐渐发明了刻版印刷技术。刻版印刷术最早出现在洛阳。在造纸术改进60年后出现刻版印刷术,仅供皇帝御用。

印刷术的发明和发展,经历了很长的历史时期。六世纪下半叶到七世纪上半叶的隋唐之际,另出现了雕版印刷。开始时主要在民间使用,特别是用于家家历书、农书和医书等印刷。到了九世纪,出现了大规模的雕版印刷。北宋庆历年间(公元1041-1048年)平民毕升发明了泥活字,开始了活字印刷的历史。元大德二年(公元1298年)左右,王祯创造了木活字,并发明了能够转动的排字盘,这一创造把活字印刷提高到一个新的水平。中国古代的印刷工匠还创造了套色印刷。此外,用铜墙铁壁、锡、铅等金属活字的印刷也很发达。

世界上现存最早的印刷物是唐咸通九年(公元868年)印制的《金刚经》,它全长4877毫米,高244毫米,由七张粘连起来而成一卷。卷首有释迦说法图,末有“咸通九年四月十五日王(王+介)为二亲敬造普施”题记。原藏于甘肃敦煌千佛洞,1899年发

现。1907年为英国人斯坦因盗去,现存于英国伦敦不列颠博物馆)。

隋唐时,我国的刻版印刷术先后传至朝鲜、日本、越南、菲律宾、伊朗等国,后又辗转传至非洲和欧洲。直至公元14世纪末,欧洲始有刻版印制品。

五石散丹药名。以紫石英、白石英、赤石脂、钟乳、硫磺五种药石为主,佐以人参,白术、桔梗、海蛤、防风、附子、桂心、干姜、细辛、栝楼等配制而成,见唐孙思邈《千金翼方》卷二二。传为何晏据东汉张仲景紫石散及侯氏黑散两方增减所创,云可治男子劳伤虚羸。因须冷服,又名寒食散。这种药毒性很大,服的时候如果措施不当危险性很大。服完后要出门“行散”(服药后缓步调适宣导)。服者食宜冷,衣宜薄,酒须温,但每致中毒,染成痼疾,性格暴躁,至有伤残夭死者。参阅鲁迅《魏晋风度及文章与药及酒之关系》。在魏晋服五石散的风气很盛,而且都是士族高门。王恭有一次服五石散后出门行散,到弟弟五爽门前,说古诗中“所遇无故物,焉得不速老”为佳句。原来王恭在服散之后想到的是生死问题。联系到魏晋人诗中流露最多的是感叹时光飘忽人生短暂的思想感情,可以透露出魏晋人士服五石散,有为了延年益寿的原因。五石散,据说服后有“心加开朗,体力转强”的效果(隋巢元方《诸病源候总论》卷六载皇甫谧语)。 首先提出服散的是正始大名士何晏。他“美姿容,面至白”,他说,“服五石散非唯治病,亦觉神明开朗。”他服药后面色红润,精神爽朗,这正是美姿容的表现,也可视为可能长寿的象征。魏晋名士穿衣崇尚宽大,爱穿木屐,这是药性猛烈而感到燥热,怕擦伤皮肤而求轻便舒适。 ——摘自《世说新语》(上海古籍出版社,张为之译注前言)

目录 1 拼音 2 英文参考 3 概述 4 拼音名 5 拉丁名 6 英文名 7 硫黄的别名 8 来源 9 产地 10 生药性状 11 硫黄的鉴别 12 硫黄的炮制 13 含量测定 14 性味归经 15 硫黄的功能与主治 16 硫黄的用法与用量 17 使用禁忌 18 配伍禁忌 19 硫黄的药理作用 20 硫磺中毒 21 贮藏 22 硫黄药品说明书 221 适应症 222 用量用法 23 硫黄的药典标准 231 品名 232 来源 233 性状 234 鉴别 235 含量测定 236 硫黄饮片 2361 炮制 23611 硫黄 236111 鉴别、含量测定 23612 制硫黄 2362 性味与归经 2363 功能与主治 2364 用法与用量 2365 注意 2366 贮藏 237 出处 24 参考资料 附: 1 用到中药硫黄的方剂 2 用到中药硫黄的中成药 3 古籍中的硫黄 1 拼音

liú huáng

2 英文参考

brimstone [朗道汉英字典]

sulfur grundum [湘雅医学专业词典]

sulfur [21世纪英汉汉英双向词典]

Sulfur(拉) [中医药学名词审定委员会中医药学名词(2004)]

sulfur [中医药学名词审定委员会中医药学名词(2004)]

3 概述

硫黄为中药名,见《吴普本草》。为自然元素类矿物硫族自然硫[1]。

硫黄是古代炼丹常用矿物之一。

《中华人民共和国药典》(2010年版)记载有此中药的药典标准。

4 拼音名

Liuhuang

5 拉丁名

Sulfur(拉)(《中医药学名词(2004)》)

6 英文名

sulfur(《中医药学名词(2004)》)

7 硫黄的别名

石硫黄[2]。

8 来源

硫黄为自然元素类矿物硫族自然硫[1]。

硫黄为硫黄矿或含硫矿物冶炼而成的块状物[2]。

硫黄为自然元素类矿物硫族自然硫,采挖后,加热熔化,除去杂质;或用含硫矿物经加工制得。

9 产地

硫黄产山西、陜西、河南、山东、湖北、湖南、江苏、四川、广东、台湾等地[2]。

10 生药性状

硫黄呈不规则块状。

**或略呈绿**。

表面不平坦,呈脂仿光泽,常有多数小孔。

用手握紧置于耳旁,可闻轻微的爆裂声。

体轻,质松,易碎,断面常呈针状结晶形。

有特异的臭气,味淡。

11 硫黄的鉴别

硫黄燃烧时易熔融,火焰为蓝色,并有二氧化硫的 性臭气。

12 硫黄的炮制

硫黄:除去杂质,敲成碎块。

制硫磺:取净硫黄块,与豆腐同煮,至豆腐显黑绿色时,取出,漂净,阴干。

每硫黄100kg ,用豆腐200kg 。

13 含量测定

取本品细粉约02g,精密称定,置锥形瓶中,精密加入乙醇制氢氧化钾滴定液(05mol/L)50ml,加水10ml,置水浴中加热使溶解,并挥去乙醇(直至无气泡、无醇嗅)。

加水40ml,于瓶颈插入一小漏斗,微沸10分钟,冷却,小心滴加过氧化氢试液5ml ,摇匀,置沸水浴中加热10分钟,冷却至室温,用水冲洗漏斗及瓶内壁,加入甲基橙指示液2 滴,用盐酸滴定液(05mol/L)滴定,并将滴定结果用空白试验校正,即得。

每1ml 的乙醇制氢氧化钾滴定液(05mol/L)相当于8015mg 的S。

本品含硫(S)不得少于985%。

14 性味归经

硫黄味酸,性温,有毒;入肾、大肠经[2]。

15 硫黄的功能与主治

硫黄外用解毒杀虫疗疮;内服补火助阳通便。

硫黄外治用于疥癣,秃疮,阴疽恶疮;内服用于阳痿足冷,虚喘冷哮,虚寒便秘。

硫黄具有解毒杀虫,补火助阳的功效[2]:

硫黄治疥癣,秃疮,阴疽恶疮,湿疹:研末油调涂敷[2]。

硫黄治命门火衰,阳痿,腰酸膝冷,肾虚喘促,虚寒腹痛,泻痢,便秘:研末服,15~3g;或入丸剂[2]。

应与豆腐同煮后用[2]。

炼丹家用为丹药[2]。《抱朴子内篇·金丹》:“以华池和丹,以曾青硫黄末覆之蔫之,内筩中沙中,蒸之五十日,服之百日。”

16 硫黄的用法与用量

外用适量,研末油调涂敷患处;内服15~3g,炮制后入丸散服。

17 使用禁忌

孕妇忌服硫黄[2]。

18 配伍禁忌

硫黄畏朴硝、芒硝、元明粉[2]。

19 硫黄的药理作用

硫黄内服后变为硫化物或硫化氢, 胃肠黏膜,蠕动增加,导致下泻[2]。

硫化物局部应用,有软化表皮、溶解角质及杀死皮肤寄生虫(疥)的作用[2]。

20 硫磺中毒

硫黄内服中毒时,呼气有硫化氢味,可出现呕吐、吞咽困难、头痛、眩晕、腹痛、腹泻甚至虚脱等症[2]。

21 贮藏

置干燥处,防火。

22 硫黄药品说明书 221 适应症

有杀菌(包括真菌)及杀疥虫的作用。本身并无此作用,与皮肤接触后变为硫化氢与五硫磺酸后显效。硫磺对皮肤有溶解角质作用。治疗脂溢性皮肤病、疥及牛皮癣等。

222 用量用法

治介疮时用10~25%的软膏,于夜间涂搽。治疗皮脂漏,痤疮等皮肤疾患可用5%~10%的软膏。

23 硫黄的药典标准 231 品名

硫黄

LIuhuang

SULFUR

232 来源

本品为自然元素类矿物硫族自然硫,采挖后,加热熔化,除去杂质;或用含硫矿物经加工制得。

233 性状

本品呈不规则块状。**或略呈绿**。表面不平坦,呈脂肪光泽,常有多数小孔。用手握紧置于耳旁,可闻轻微的爆裂声。体轻,质松,易碎,断面常呈针状结晶形。有特异的臭气,味淡。

234 鉴别

本品燃烧时易熔融,火焰为蓝色,并有二氧化硫的 性臭气。

235 含量测定

取本品细粉约02g,精密称定,置锥形瓶中,精密加入乙醇制氢氧化钾滴定液(05mol/L)50ml,加水10ml,置水浴中加热使溶解,并挥去乙醇(直至无气泡、无醇臭)。加水40ml,于瓶颈插入一小漏斗,微沸10分钟,冷却,小心滴加过氧化氢试液5ml,摇匀,置沸水浴中加热10分钟,冷却至室温,用水冲洗漏斗及瓶内壁,加入甲基橙指示液2滴,用盐酸滴定液(05mol/L)滴定,并将滴定结果用空白试验校正。每1ml乙醇制氢氧化钾滴定液(05mol/L)相当于8015mg的硫(S)。

本品含硫(S)不得少于985%。

236 硫黄饮片 2361 炮制 23611 硫黄

除去杂质,敲成碎块。

236111 鉴别、含量测定

同药材。

23612 制硫黄

取净硫黄块,与豆腐同煮,至豆腐显黑绿色时,取出,漂净,阴干。

每100kg硫黄,用豆腐200kg。

2362 性味与归经

酸,温;有毒。归肾、大肠经。

2363 功能与主治

外用解毒杀虫疗疮;内服补火助阳通便。外治用于疥癣,秃疮,阴疽恶疮;内服用于阳痿足冷,虚喘冷哮,虚寒便秘。

2364 用法与用量

外用适量,研末油调涂敷患处。内服15~3g,炮制后入丸散服。

2365 注意

孕妇慎用。不宜与芒硝、玄明粉同用。

2366 贮藏

置干燥处,防火。

237 出处

  四大发明在人类文明史上的重要地位,是中国成为文明古国的标志之一。古代,我国的科学技术在许多方面曾经居于世界前列,但过去的光辉历史不等于现在的荣耀。5世纪后的千余年里,欧洲处在封建社会之中。在这个漫长的时期里,我国的科学技术一直在向前发展,而欧洲的科学技术却停滞不前。到了十五、六世纪,由于封建制度的瓦解和资本主义制度的逐步形成,欧洲的近代自然科学得以诞生,却突飞猛进,超越中国,领先于世界。从此,中国的科学发展基本上就一直落后与西方国家。以至于最后,西方列强利用中国发明的指南针,火药,直接打到了中国。在清朝,强迫中国割地赔款,使中国成为了一个半殖民地半封建的国家。

  中国人都知四大发明,因此而津津乐道。但是,千百年已经过去,国人是否还有其他什么值得夸耀的大发明呢?与此同时,在世界各地,改变人类历史的大发明却层出不穷,不计其数。例如:蒸汽机,电力,电灯,电脑,汽车, 飞机,互联网,等等。尤其是美国人和欧洲人改变世界的大发明真是数不胜数,大家是否看到他们因为自己国家的大发明而沾沾自喜,乐此不疲得到处宣扬呢?他们的大发明是不是也是同样的屈指可数,就这四个呢?了解自己国家过去的光辉历史,固然重要,但是死抱着过去,就会导致裹足不前,故步自封,自我麻痹。中国人的大发明不应该只有这四个,应该随着历史发展,不断增加才对。所以四大发明的正确称呼应该是四大古发明。

  起源

  尽管中华文明有很多重要的成就都以“四大”“五大”等命名,如四大美人、四大古典小说、四书五经,四大发明的概念却来源于西方学者,并在之后被中国人接受。

  这些发明的重要性最早可能是由英国哲学家弗朗西斯·培根提出的,他在1962年写到:“印刷术、火药和指南针。。。使世界产生了不计其数的变革,以至于没有任何帝国,教派,个人对人类事务产生如此重大的影响力。”培根是一个政治家和哲学家,而不是科学家或考古学家,因此,他可能并不清楚这些发明的来源,没有提及这些是古中国的发明,而认为是西方的产物。然而,他的作品确实展现出了这些科技对中世纪的世界是多么的重要。

  现在所指的四大发明最早是由19世纪的传教士和汉学家约瑟夫·爱德肯提出的。当爱德肯比较中国和日本时,提出学者们应当清楚日本没有像中国的造纸术、印刷术、指南针和火药那么重要的发明。这个发明清单被后来的著名英国生化学家、历史学家和汉学家李约瑟发扬光大。

  指南针

  指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针(俗称吸铁石)。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极,利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

  指南针的发明是我国劳动人民,在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究,终于发明了可以实用的指南针。

  指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面,特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出,当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针,可见指南针刚开始使用时,使用还不熟练。二十几年后,许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载:“惟视星斗前迈,若晦冥则用指南浮针,以揆南北。”到了元代,指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航,在不同航行地点指南针针位的连线图,叫做“针路”。船行到某处,采用何针位方向,一路航线都一一标识明白,作为航行的依据。

  指南针的发明是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中,进一步了解了磁的性质,并试图更多地应用这些性质。传说秦始皇修建阿房宫时,有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过,立刻会被吸住,被卫兵当场捕获。这样的故事还很多,《晋书马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带,在敌人必经的狭窄道路两旁,堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时,被牢牢吸住,不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲,磁石对他们没有什么作用,可自由行动。敌人以为神兵,不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石,磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住,使其难以脱身。

  魏晋南北朝时,我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁,于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法,他指出:优良磁石出产在南方,磁性很强,能吸引三、四根铁针,使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石,能吸引十多根铁针,甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分,而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。

  我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。

  指南针在古代主要被堪舆家们用于相宅相墓,同时也被用于航海及其他。正是这后者对人类社会进步发挥了巨大作用,因而指南针才得以跻身于古代四大发明的行列。我国典籍记载指南针用于航海,始于宋代朱彧1119年写的《萍洲可谈》,书中写道:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”之后,类似的文献层出不穷,这表明在航海活动中,指南针普及得相当快。这一发明后来经阿拉伯传入欧洲,对欧洲的航海业乃至整个人类社会的文明进程,都产生了巨大影响。

  指南针也叫罗盘针,是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此,介绍司南必须从磁石说起。

  磁石通常称为“吸铁石”,它把许多铁屑紧紧吸在一起,就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子,所以人们称它为“慈石”。

  磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极,一头叫正极,另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁,地球的南北两头也有不同的磁极,地球的北极是负磁极,地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥,异性磁极相吸引的原理,拿一根可以自由转动的磁针,无论站在地球的什么地方,它的正极总是指北,负极总是指南。

  战国时期,人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具——司南。但是,战国时期的司南是什么样子无法考证。《中国历史》课本插图——“司南”,是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史书记载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜做成的,内圆外方,中心圆面磨得非常光滑,以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿,共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的,磁铁的正极磨成司南的长柄,勺头底部是半球面,非常光滑。使用时先把地盘放平,再把司南放在地盘中间,用手拨动勺柄,使它转动,等到司南停下来,勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。

  到了宋代,劳动人民掌握了制造人工磁体的技术,又制造了指南鱼。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。然后把鱼和天然磁铁放在一起,由于磁体的吸力,钢片受磁感应也具有磁性。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。而且指南针还能带给别人很好的辨别方向的用处

  火药

  用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的,而当时人们都把这三种东西作为治病的药物,所以取名“火药”,意思是“着火的药”。火药

  自秦汉以后,炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹,从偶然发生爆炸的现象中得到启示,再经过多次实践,找到了火药的配方。三国时魏国有个聪明的技师马钧,用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”,开创了火药应用的先河。

  唐朝末年,火药开始应用到军事上。人们利用抛射石头的抛石机,把火药包点着以后,抛射出去,烧伤敌人,这是最原始的火炮。后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近,点着引线以后,用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药,再加上一些沥清、桐油等,捣在一起做成毒球,点着以后,用弓箭射出,杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝,人们将火药装填在竹筒里,火药背后扎有细小的“定向棒”,点燃火管上的火硝,引起筒里的火药迅速燃烧,产生向前的推力,使之飞向敌阵爆炸,这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火枪和枪,这些都是用竹管制成的原始管形火器,是近代代枪炮的老祖宗。

  造纸术

  造纸技术的发明,是中华民族对世界文明的杰出贡献之一。

  发明人

  东汉和帝元兴元年(公元105年),蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上,发明了用树皮、破渔网、破布、麻头等作为原料,制造成了适合书写的植物纤维纸,才使纸成为人们普遍使用的书写材料。被称为“蔡侯纸”。

  蔡伦只是改进造纸术,而不是纸的发明人。

  造纸术在7世纪经朝鲜传到日本。8世纪中叶传到阿拉伯联合酋长国。到12世纪,欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。

  活字印刷术

  木活字

  它开始于隋朝的雕版印刷,经宋仁宗时的毕升发展、完善,产生了活字印刷,并由蒙古人传至了欧洲,所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导,为知识的广泛传播、交流创造了条件。

  雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字,然后再上墨,印到纸上。每印一种新书,木板就得从头雕起,速度很慢。如果刻版出了差错,又要重新刻起,劳作之辛苦,可想而知。

  北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间,用质细且带有粘性的胶泥,做成一个个四方形的长柱体,在上面刻上反写的单字,一个字一个印,放在土窑里用火烧硬,形成活字。然后按文章内容,将字依顺序排好,放在一个个铁框上做成印版,再在火上加热压平,就可以印刷了。印刷结束后把活字取下,下次还可再用。这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术。

  这种印刷方法虽然原始简单,却与现代铅字排印原理相同,使印刷技术进入了一个新时代。

  后来,元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字,并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法,后来又发明了金属活字,使活字印刷得到了改进。唐代的雕刻印本传到日本,8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧。15世纪,德国人学会了用合金铸字,从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。

  印刷术是按照或图画原稿制成印刷品的技术。中国是世界上最早发明主的国家。早期的印刷是把图文刻在木板上用水墨印刷的,现在的木版水印画仍用此法,统称“刻版印刷术”( 亦称“雕版印刷术”)刻版印刷的前身是公元前流行的印章捺印和后来出现的拓印碑石等。造纸和制墨等生产技术出现之后,逐渐发明了刻版印刷技术。刻版印刷的始创时间,现在众说纷纭,尚未定论。我认为它始创于东汉,发祥在洛阳,盛行于隋唐。世界上现存最早的印刷物是唐咸通九年(公元868年)印制的《金刚经》(它全郑长4877毫米,高244毫米,由七张粘连起来而成一卷。卷首有释迦说法图,末有“咸通九年四月十五日王(王+介)为二亲敬造普施”题记。原藏于甘肃敦煌千佛洞,1899年发现。1907年为英国人斯坦因盗去,现存于英国伦敦不列颠博物馆)。

  北宋科学家、政治家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》,其中详细介绍了活板印刷术的全过程,通俗易懂,非常详细。

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中国四大发明及其影响

在中国古代辉煌的技术成就中,对世界科技发展和历史进程影响最大的莫过于上面提到的四大发明。

造纸术 据考古发现,我国大约在公元前1世纪,就已经有了纸,不过这时的纸只是纺织业漂絮沤麻的副产品,产量很低,质量也差,还不能用于书写。到东汉时期,蔡伦在前人经验的基础上,对造纸术进行了大胆的改革和创新。除了用麻作原料之外,还采用树皮等一些含纤维的东西。并采用石灰碱液蒸煮的加工技术,从而大大提高了纸的产量和质量。此后纸张开始代替竹帛,在全国推广。公元6世纪后,我国的造纸术不断外传。使朝鲜、日本、阿拉伯、欧洲等地先后学会了造纸术。纸从此成为传播文化、交流思想的重要工具。

印刷术 我国造纸发明以后,由于出版书籍的需要,印刷术也随之产生。公元6世纪初的隋、唐之际,出现了最早的雕版印刷术。这种印刷术一般用木材为原料,先在木板上刻反字,再给字板涂上墨,印在纸上。由于节工省时。很快盛行起来。宋代雕版印刷达到鼎盛时期,宋太祖开宝四年 (971年)于成都板印《大藏经》,共印5048卷,雕版达13万块,用了12年的时间才雕印完工。如此浩大规模的印刷,足以表明雕版印刷已达到相当高的水平。在1041--1048年间,雕刻工毕?又创造了活字印刷术。即用胶泥做成规格一致的毛坯,在一端刻上反体单字,用火烧硬,成为单个的胶泥活字。用这些活字排版,既节省费用,又大大缩短了时间,十分经济方便。活字印刷的出现是印刷史上一项重大的革命。元代王祯又将胶泥活字改为木活字,创造了转轮排字架。此后还出现了锡、铜、铅等金属材料制成的活字。活字印刷术从13世纪后传到朝鲜、日本,到15世纪中叶,欧洲才掌握了活字印刷术。活字印刷术是我国人民为人类做出的又一项重大贡献。

火药 火药是在炼丹过程中发明的,公元8~9世纪,炼丹家已经知道硫磺、硝石与木炭混合燃烧时,会发生剧烈的反应。这样,在唐代就发明了以这三种物质为原料的黑色火药。到宋元时期,各种药物成分有了较合理的定量配比,并且先在军事上得到使用,出现了最早的火炮、火枪、火箭、地雷、炸弹等火药武器。现在中国历史博物馆珍藏的铜火镜,制造于元年顺三年(1332年)。它是目前世界上发现的最早的铜炮,由于靠火药作为推动力,其威力较大,称它为“铜将军”。火药在13世纪时传到阿拉伯持国,阿拉伯和波斯把制造火药的硝称为“中国雪”。14世纪以后,我国制造火药武器的技术经阿拉伯传到欧洲。

指南针 最早的指南针出现在战国时期,当时是天然磁石磨成勺形,把它放在特别光滑的地盘上,用以指南,称为司南。到宋代后期,人们又发现钢铁在磁石上磨过后,也会产生磁性。于是又出现了以此为原料的指南针。由于航海事业发展的需要,人们又开始使用了以此为原料水浮式指南针在阴雨天辨别方向。到元代时,航海已完全靠罗盘指南针指引航向。随着对外贸易和海上交通的发展,指南针及应用技术先后传到阿拉伯地区,并很快传到了欧洲。

造纸、活字印刷术、火药、指南针这四大发明不仅对我国经济、军事、文化等方面发生过较大的作用,尤其是对正在从封建社会向资本主义社会过渡的西方一些国家产生了巨大的影响,成为欧洲资产阶级发展的必要前提。正如马克思所指出的:“火药、指南针、印刷术”这是预兆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,总的来说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。”近代实验科学家的始祖培根在《新工具》一书中也曾说过:“如果想看看各种发明的力量、作用,最显著的例子就是新近发明的印刷、火药、指南针。因为这三种东西曾改变了整个的面貌。第一种在文学上,第二种在战争中,第三种在航海上。从那里接着产生了无数的变化、变化是这么之大,以至没有一个帝国,没有一个学派,没有一个赫赫有名的人物能比这三种发明在人类事业中产生更大的力昨和影响。”由此可见,四大发明对推动世界的历史进程做出了巨大贡献。

中国古代的技术成就十分辉煌,其中很多技术水平部远远超过了世界其他国家。但是,这些实用性很强的技术,都是为当时封建统治阶级服务的。因此,劳动人民在生产实践中发明的新技术一旦被统治者看中,便能得到重视,并尽快提高和完善以至推广使用。反之,对统治者利益相关不大的技术发明则要遭到阻止和扼杀。就这一点来讲,中国古代技术曾处于世界领先地位和中国近代技术又远远落后于世界,都与封建统治者利益有密切的关系。

四大发明是关于中国科学技术史的一种观点,是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明,是中国古代劳动人民的重要创造,是指造纸术、指南针、火药及印刷术。

此一说法最早由英国汉学家艾约瑟提出并为后来许多中国的历史学家所继承,普遍认为这四种发明对中国古代的政治、经济、文化的发展产生了巨大的推动作用,且这些发明经由各种途径传至西方,对世界文明发展史也产生了很大的影响。

指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的北极,利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。指南针的N指北方,E指东方,W指西方,S指南方 。

中国是世界上公认发明指南针(Compass)的国家。指南针的发明是我国古代劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石吸引铁的性质,后来又发现了磁石的指向性。经过多方面的实验和研究,终于发明了实用的指南针。最早的指南针是用天然磁体做成的,这说明中国古代劳动人民很早就发现了天然磁铁及其吸铁性。据古书记载,远在春秋战国时期,由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期,生产力有了很大的发展,特别是农业生产更是兴盛发达,因而促使了采矿业、冶炼业的发展。在长期的生产实践中,人们从铁矿石中认识了磁石。最早的指南针是司南。

历史

“中国最早的指南针理论,是建立在阴阳五行学说基础上的‘感应说’。”关增建介绍,11世纪中叶时中国大科学家沈括还对指南针感到匪夷所思,他的《梦溪笔谈》介绍了指南针的人工磁化方法、磁偏角的发现和指南针的架设方法,但对指南针为什么会指南却没有一点概念——“磁石之指南……莫可原其理!”随后,文人学者们从阴阳五行学说出发,结合当时人们对大地形状的认识,提出各种指南针理论。例如,最晚成书于宋代的《管氏地理指蒙》,首先提出如下逻辑:

“磁针是铁打磨成的,铁属金,按五行生克说,金生水,而北方属水,因此北方之水是金之子。铁产生于磁石,磁石是受阳气的孕育而产生的,阳气属火,位于南方,因此南方相当于磁针之母。这样,磁针既要眷顾母亲,又要留恋子女,自然就要指向南北方向。”

南宋人的指南针原理,仍认为“指南针之所指,即阳气之所在”,只是围绕磁偏角现象,立论依据更多转向地理方位的坐标系统——中国古人认为地是平的、大小有限,这样地表面必然有个中心,过该中心的那条子午线就是唯一的南北方向。南宋人曾三异等认为,一旦测量地点不在这条南北线上,指南针所指向自然“少偏”。到明代,有人假托南唐人著作指出,指南正针由大地方位系统决定,而偏角则由天体方位划分系统所决定。关增建认为,这种说法“体现了传统指南针理论在阴阳感应学说和磁偏角的存在这一矛盾面前所表现出来的窘迫”。

明万历年间(公元1573~1620年),传教士来华,带来西方的指南针理论、地球学说以及相关科技知识。受其影响,中国学者开始从新的视角探讨指南针理论问题,在此过程中,阴阳五行的作用不断淡化,力学角度的分析不断增加,但吉尔伯特1600年提出的科学理论连西方学界都没统一,更谈不上入主东土。传教士中,1658年抵华的比利时耶稣会士南怀仁的指南针理论最系统,但他认为决定磁针指向的是地球的地理南北两极本身,理论仍然局限在古代科学的范围,而不像吉尔伯特认识到地球本身存在一个磁体。南怀仁理论在中国影响深远,直到19世纪中叶,中国仍有学者用它解释指南针问题。而此时,清末来华的传教士已开始着手把西方近代磁学知识介绍给中国了。

先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿,即磁石(主要成分是四氧化三铁)。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现:“山上有磁石者,其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为:“石是铁的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了。”据说秦始皇统一六国后,在咸阳附近修阿房宫,宫中有一座门是用磁石做成,如果有人身穿盔甲,暗藏兵器,入宫行刺,就会被磁石门吸住。这个故事告诉我们,古代劳动人民很早就掌握了磁学知识。

当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥。人们都知道磁体有两个极,一个称N极,一个称S极。同性极相互排斥,异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够察觉到的。

到了西汉,有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有时两个棋子相互吸引,有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝,并当场演示。汉武帝惊奇不已,龙心大悦,竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质,制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。

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。样子像一把汤勺,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55度至65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。

每块磁铁两头都有不同的磁极,一头叫S极,另一头叫N极。我们居住的地球,也是一块天然的大磁体,在南北两头也有不同的磁极,靠近地球北极的是S极,靠近地球南极的是N极,也正是因为地磁极和地理两级不完全重合,才出现了地磁偏角现象。我们知道,同性磁极相斥,异性磁极相吸引,所以,不管在地球表面的什么地方,拿一根可以自由转动的磁针,它的N极总是指向北方,S极总是指向南方。

二千多年以前,也就是春秋战国时候,中国已经用铁来制造农具了。劳动人民在寻找铁矿的时候,就发现了磁铁,并且知道它能够吸铁。

《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关中国古代科学技术的著作,书中谈到磁学和指南针的一些问题。他在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象:“以磁石摩针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理应有异,未深考耳。”这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。磁石都有N和S两个极,磁化时缝衣针针锋的方位不同,则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理,他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。

造纸术是中国四大发明之一,人类文明史上的一项杰出的发

明创造。中国是世界上最早养蚕织丝的国家。中国古代劳动人民以上等蚕茧抽丝织绸,剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕,篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了,篾席上的残絮便积成一层纤维薄片,经晾干之后剥离下来,可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多,在古书上称它为赫蹏或方絮。这表明了中国造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。

造纸术(也称蔡侯纸)蔡伦改进。东汉和帝元兴元年(公元105年),蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上,用树皮、破渔网、破布、麻头等作为原料,制造成了适合书写的植物纤维纸,改进了造纸术,才使纸成为人们普遍使用的书写材料。被称为“蔡侯纸”。对纸的概念有个统一认识。什么样的物品叫“纸”。

方法

在古代,埃及有纸草纸,欧洲有羊皮纸,中国历史上有丝絮纸和作书写用的缣帛纸和蔡侯纸,其中只有植物纤维制造的蔡侯纸对世界造纸业的发展及人类文化的传播具有深远影响,其基本工艺一直沿用至今。根据史书记载和后人研究,蔡伦造纸术的基本点,归纳起来就是用植物纤维为原料,经过切断,沤煮、漂洗、舂捣、帘抄、干燥等步骤制成的纤维薄片。没有经过造纸基本步骤处理的纤维薄片,不具备纸的基本性能,就不能称之为中国古代传统概念上的纸。世界上最早的纸是埃及的纸莎草纸,而欧洲中世纪则普遍使用羊皮纸,这两种纸因为原料单一,改进余地有限,被使用复数种类材料的中国纸所取代。如今还有个别的地方还使用造纸术来造纸。

一种黑色或棕色的炸药,由硝酸钾、木炭和硫磺机械混合而成,最初均制成粉末状,以后一般制成大小不同的颗粒状,可供不同用途之需,在采用无烟火药以前,一直用作唯一的军用发射药。

历史沿革

火药是中国古代炼丹家发明于隋唐时期,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超前的,但它的实验方法还是有可取之处,最后导致了火药的发明。

炼丹家虽然掌握了一定的化学方法,但是他们的方向是求长生不老之药,火药的发明是副产品。炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药,在使用之前,常用烧灼的办法“伏”一下,“伏”是降伏的意思。使毒性失去或减低,这种手续称为“伏火”。

唐初的名医兼道士孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有:硫磺、硝石各二两,研成粉末,放在销银锅或砂罐子里。掘一地坑,放锅子在坑里和地平,四面都用土填实。把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着,然后夹入锅里,把硫磺和硝石起烧焰火。等到烧不起焰火了,再拿木炭来炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁还没冷却,取入混合物,这就伏火了。

唐朝中期著名道士清虚子,在“伏火矾法”中提出了一个伏火的方子:“硫二两,硝二两,马兜铃三钱半。右为末,拌匀。掘坑,入药于罐内与地平。将熟火一块,弹子大,下放里内,烟渐起。”他用马兜铃代替了孙思邈方子中的皂角,这两种物质代替碳起燃烧作用的。伏火的方子都含有碳素,而且伏硫磺要加硝石,伏硝石要加硫磺。这说明炼丹家有意要使药物引起燃烧,以去掉它们的猛毒。虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应,并采取措施控制反应速度,但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生。

《太平广记》中有一个故事,说的是隋朝初年,有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人。当晚住在那里。半夜杜春子梦中惊醒,看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”,顿时屋子燃烧起来。这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾。

还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事,火把人的脸和手烧坏了,还直冲屋顶,把房子也烧了。书中告戒炼丹者要防止这类事故发生。这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验,就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药,这种药被称为“着火的药”,即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中,在火药发明之后,曾被当做药类。

《明熹宗实录》:“天启二年十二月二十日辛巳,援辽总兵毛文龙以登抚(袁可立)所遣管运参将黄胤恩、推官孟养志等发到粮饷并布疋、军器、火药等物,复蒙颁给敕印、旗牌,授以援辽总兵便宜行事,具谢恩。”

《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫,辟湿气、瘟疫。火药不能解决长生不老的问题,又容易着火,炼丹家对他并不感兴趣。火药的配方由炼丹家转到军事家手里,就成为中国古代四大发明之一的黑色火药。

球状火药包扎在箭杆头附近,点着引线以后,用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药,再加上一些沥青、桐油等,做成毒球,点着以后,用弓箭射出,杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝,人们将火药装填在竹筒里,火药背后扎有细小的“定向棒”,点燃火管上的火硝,引起筒里的火药迅速燃烧,产生向前的推力,使之飞向敌阵爆炸,这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火枪和枪,这些都是用竹管制成的原始管形火器,是近代枪炮的老祖宗。

早在北周时代(公元557年--581年),我国就有了火柴。宋代和明代也见记载。明代杭州削松木为片,尖端涂上硫磺,名曰“发烛”,无论形状和作用,都类似今天的火柴。 1894年,我国在湖北省建立了两家官商合办的火柴公司-----“聚昌”和“盛昌”,开始生产火柴。

火对于人类的生存和延续具有无与伦比的重要性。最初人们是从自然界的火中(例如雷电引起的森林大火)获取火种,通过维持火种不灭的方法达到利用火的目的。现代挖掘的北京人居住过的洞穴中,有厚达数米的灰烬层,就表明了这一点。

随着人类的进化,人们从利用自然火并保持火种不灭,逐渐发展到了人工取火。人工取火的发明时间及过程,现在已经说不清了。《韩非子·五蠹》篇说:“上古之世,……有圣人作,钻燧取火,以化腥臊,而民悦之,使王天下,号之曰燧人氏。”这启示我们想到,古人最早的取火方法,大概是通过摩擦生热而实现的,这就是所谓的“钻木取火”。

钻木取火需要一定的技巧。尽管《庄子·外物》已经提到,“木与木相摩则然(燃)”,但直接拿两段木头摩擦,却很难使其燃烧,所以清儒俞樾在注解这句话时说:“淮南原道训亦云两木相摩而然,但两木相摩,未见其然。”不过,如果掌握了技巧,实现钻木取火并非难事。解放前,我国一些兄弟民族还保留着原始的人工取火的方法,如苦聪人的锯竹法,海南岛黎族人的钻木法等,这证明古人关于钻木取火的说法是可信的。

古籍中关于钻木取火的传说并不罕见,但描述其

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