試論中國古代四大發(fā)明
▲一聞
首先-試論指南針……
指南針，是用于指示方位的一種簡單儀器，它是我國古代四大發(fā)明之一。發(fā)明于何時(shí)，以及何人發(fā)明，則因年代久遠(yuǎn)，已無從查考。但從現(xiàn)有的文獻(xiàn)來看，最早記載這一發(fā)明的是《夢溪筆談》。
《夢溪筆談》，是十一世紀(jì)末北宋時(shí)代，沈括撰寫的科學(xué)著作。在這部偉大的科學(xué)著作中，沈括不僅記敘了指南針的制造，還介紹了所用的材料、形式、裝置及其它有關(guān)情況。他在書中寫道：“方家以磁石磨針鋒，則能指南。然常微偏東，不全南也。水浮多蕩搖，指爪及盌唇上皆可為之，運(yùn)轉(zhuǎn)尤速，但堅(jiān)滑易墜，不若縷懸為善。其法取新纊中獨(dú)繭縷，以芥子許臘綴于針腰，無風(fēng)處懸之，則針常指南，其中有磨而指北者。予家指南、北者皆有之。磁石之指南，猶柏之指西，莫可原其理。”
在沈括的這段文字里，首先告訴了我們，指南針的制造用的是人工磁化方法。文中的“方家”，是指擅長制造指南針的匠人。
這種匠人在制造指南針時(shí)，先將鋼針放在磁石上砥磨，當(dāng)鋼針磁化后，磁針在地磁的作用下，能保持在磁子午線平面內(nèi)，利用這一性能硬化的鋼針，即產(chǎn)生指極性，便制成了指南針。
接著，重點(diǎn)介紹了指南針的四種不同裝置和形式，即：水浮、指爪、盌唇、縷懸等法。“水浮”法，就是用燈芯托住指南針，讓它漂浮在水面上。其優(yōu)點(diǎn)是平穩(wěn)，缺點(diǎn)是動(dòng)蕩不定，容易偏差不準(zhǔn)。“指爪”法和“盌唇”法，就是將指南針置于手指甲和碗口上。它們的長處是都能轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，短處是彼此均堅(jiān)硬，很容易滑落下來。“縷懸”法，是用細(xì)絲線懸掛起來。這種方法，既轉(zhuǎn)動(dòng)自如又很穩(wěn)定，因而，也是這幾種方法中最好的一種方法。
從沈括介紹的這些創(chuàng)造方法中可以看出，指南針的發(fā)明決非一時(shí)一人，而是有著相當(dāng)?shù)陌l(fā)展和演變過程。據(jù)有關(guān)資料表明，它至少經(jīng)歷過兩個(gè)發(fā)展的階段，即由指南魚和司南演變而成。
指南魚，是在指南針發(fā)明以前，主要用于軍事上的一種指向工具。
從北宋初年曾公亮主編的軍事著作《武經(jīng)總要》的記載中，我們可以了解到，這一指向儀的構(gòu)成和特點(diǎn)。他在書中寫道：“以薄鐵葉剪裁，長兩寸闊五分，首尾銳如魚形，置炭火中燒之，候通赤，以鐵鈐（閉鎖）鈐魚首出頭，以尾正對子位，蘸水盆中，沒尾數(shù)分則止，以密器收之，用時(shí)置水碗于無風(fēng)處，平放魚在水面令浮，其首常南向午也。”
很顯然，這種指南魚，是用薄鐵葉，剪成魚的形狀，然后用地磁場磁化，在行軍作戰(zhàn)需要時(shí)，把它浮在水面上用以指南。但這種方法不僅繁瑣、復(fù)雜，而且磁性也較弱，比之指南針來，它的實(shí)用價(jià)值則差得遠(yuǎn)了。然而，它畢竟是世界上最早運(yùn)用人工磁化技術(shù)發(fā)明的指極儀，比起在它之前用天然磁石制成的司南來，不能不說是一項(xiàng)非常了不起的發(fā)明。
司南，可以見于，東漢王充的《論衡》內(nèi)。這種指向儀，是用天然磁石制成的，樣子很像一只湯勺，圓底，放在平滑的栻占的方形地盤上，可以自由旋轉(zhuǎn)，等到靜止后，勺柄便會(huì)指向南方。因而，王充在《論衡·是應(yīng)篇》中說：“司南之杓，投之于地（即指漢代栻占的方形“地盤”），其柢指南”。
“地盤”四周，刻有天干（甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸）和地支（子、丑、寅、卯、、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥），加上四維（乾、坤、巽、艮）共二十四向，用來配合司南定向。不過，“司南”的記載。
早在先秦時(shí)代就有。如戰(zhàn)國時(shí)代韓非的《韓非子·有度篇》中，就記有“先王立司南以端朝夕”。所謂“端朝夕”者，就是判定四方的意思。
另外，《鬼谷子·謀篇》中，則記載了當(dāng)時(shí)鄭國的人到遠(yuǎn)處深山密林中去尋找、采集玉石時(shí)隨身帶著司南，以免迷失方向。不過，由于司南是用天然磁石，經(jīng)人工琢磨而成，很難找出準(zhǔn)確的極向，而且在加工過程中，容易因受震動(dòng)而失去磁性，所以成品率極低，效果也不是很好，未能得到廣泛使用。但是，正是這種極為簡陋、極為原始的指向儀，為我國在世界上最早發(fā)明指南針，奠定了基礎(chǔ)，提供了物質(zhì)與人工磁化技術(shù)的充分和必要條件。因而，司南也就成了——指南針的前軀。
再試論火藥……
“火藥”一詞，最早見于北宋初年，著名政治家曾公亮著的《武經(jīng)總要》中。曾公亮書中，所寫的“火藥”，完全是用于軍事上的炸藥，即黑色火藥。這是我國古代四大發(fā)明之一。但 “火藥”的真正發(fā)明，則遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于曾公亮生活的年代，我們可以一直追溯到一千多年前的東漢時(shí)代。
早在公元前六世紀(jì)，就有人知道“石流黃出漢中”，“消石出隴道”。石流黃就是硫磺；消石就是硝石。
可見早在春秋戰(zhàn)國時(shí)代，硫磺、硝石已經(jīng)為人們所知。在我國第一部藥物典籍《神農(nóng)本草經(jīng)》里，硝石、硫磺已被列為重要藥物，后來又被煉丹方士們用來煉制“金液”。
據(jù)史書記載，早在東漢初年，即有人從事煉丹活動(dòng)，在當(dāng)時(shí)的煉丹方士們眼里，硫磺是一種能夠制服金屬的神奇物質(zhì)，可以和水銀化合生成硫化汞，還可以跟銅和鐵等金屬化合。這些，我們都可以從當(dāng)今世界上最早的煉丹專著，魏伯陽的《周易參同契》里讀到。
因?yàn)?/span>魏伯陽本身就是一位著名的煉丹家。所以，有關(guān)這些原始形態(tài)化學(xué)的煉丹方術(shù)，在他的這一著作中都有詳細(xì)記錄。
在煉丹方士們長期的實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)硫磺著火后很容易飛升，性質(zhì)活潑，很難擒制。于是，他們千方百計(jì)想辦法，下決心要將它制服……
后來，有人終于想出了經(jīng)過和其它一些容易燃燒的物質(zhì)，混合加熱來緩和它的藥性，這就是“伏火”。
然而，正是煉丹方士想出的“伏火”，為后來發(fā)明“火藥”創(chuàng)造了條件。因?yàn)榛鹚幍闹瞥?，最關(guān)鍵的一步是要用“硝”?！?/span>硝”的化學(xué)性質(zhì)也很活潑，只要撒一點(diǎn)至火炭上，馬上就燃燒變成焰火。而煉丹方士用來對“硫”“伏火”的，正是這“硝”。但硝石的顏色幾乎跟一些鹽類的樸硝相同，一般人很難將它們區(qū)別開。（代續(xù) ……*****）
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