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古代中国对人类文明的发展做出过巨大贡献，最著名的莫过于“四大发明”——造纸、印刷、指南针和火药。
但“四大发明”的定性是怎么来的？谁最先提出这个概念？其对世界文明真的具有划时代的意义吗？今天就借这里和大家聊聊“四大发明”的那些事儿……
造纸术
造纸术的本质，如果用一句话概括说，那就是：中国人在西汉时已经发明了造纸术，该技术在以后的年代里传播到全世界。如果说不够全面的话，可以补充上：蔡伦在东汉时改进了它。
就造纸术而言，引发公众困扰与混乱的一个词是古埃及的“莎草纸”。这种“纸”出现得很早，可以追溯到5000年前，但它的确不是专业意义上的“纸”。这便要引出“纸”的定义了，不过这是一个很为难的事，因为此定义一亮相，估计要吓跑一多半的读者了，但若不给出，又讲不清楚，只有狠心抛出了。造纸史专家潘吉星认为传统意义上的手工纸是指：“植物纤维原料经机械、化学加工后得到纯的分散的植物纤维，与水配成浆液，使其流经多孔模具帘面，滤去水后，纤维在帘面形成湿的薄层，干燥后获得具有一定强度的由纤维素靠氢键缔合而交结成的纤维薄片，具有书写、印刷和包装等用途。”
这里其实已经包含了传统手工纸的技术流程。再来看“莎草纸”的制作，它是把莎草的内径切割成细长条，然后将长条捶打、浸泡，取出后纵横交错状铺为两层，最后挤压水分、粘连在一起，干燥后抛光处理即成为“莎草纸”。这种“纸”可看作是一种人工编制（还谈不上织）物，连分散的莎草纤维都没获取，遑论其他？因此，莎草纸中的“纸”只是在一种现代书写纸的类似物意义上而指称，绝非是指传统手工造纸术中的“纸”。莎草纸与造纸术中两个“纸”的区别，就好比足球、篮球、排球与地球这两类“球”一样，形似而质不同。
现在有足够确凿的证据表明，在东汉蔡伦之前的西汉时，我国已经发明了纸或掌握了造纸术。这些证据主要是考古方面的，通过现代检测技术的分析，对这些纸张的加工工艺（即造纸术）已经有了比较充分的了解。
青铜印版
小朋友在院内练习雕刻版印刷
印刷术
提到印刷术，不得不先澄清另一个容易引起混淆的概念——活字印刷术。在机器印刷术之前，最早出现是雕版印刷术，然后发明了活字印刷术，它们都是传统印刷术，并且都发源于我国。只不过在我国古代，雕版印刷术占了主流，原因后面分析。
关于雕版印刷术发明的时间，学界已经将早年的争论收敛、聚焦到了唐代，这点应该没什么疑问。只是唐代时间太长，究竟在哪一段，学界仍持有不同看法。导致这种现象的原因主要是对早期一些没有出土纪年的印刷品年代判定存有争议。
存有争议的姑且不提，那就提下迄今最早刻有完整年款的雕版印刷品，即1907年在敦煌发现并被斯坦因掠去英国的《金刚般若波罗蜜经》（简称《金刚经》，现藏于大英图书馆。原卷长487.7厘米、高24.4厘米，6块雕版印刷文字，另加卷首一张“释迦说法图”，共7个印张粘连而成。卷末刻印有“咸通九年四月十五日王玠为二亲敬造普施”题字，也即刊行于868年。该印刷品雕刻刀法纯熟、用墨均匀，是雕版印刷技术成熟后的作品。
火药
关于我国发明火药的事实，长期以来有两种戏谑。一种源自鲁迅的话，他在《电的利弊》说道，“外国用火药制造子弹御敌，中国却用它来做爆竹敬神。”鲁迅先生警醒国人之意良好，却与事实相违。我们固然用火药来做烟花爆竹，但首次把火药用于军事御敌，也是我们的发明。他的前半句也有问题，因为用火药制造子弹，不是我们发明的黑火药，而是西方18世纪发明黄火药的产物。这正好引出要讨论的另一种戏谑，究竟是黑火药还是黄火药改变了世界？其实这个问题就像问，究竟是火柴的发明伟大还是打火机的发明伟大，抑或究竟是计算尺还是计算机伟大一样。看来还是有必要就黑火药与黄火药做些澄清。
我们一般所说的火药是以硝石、硫磺和木炭（或其他易碳化的有机物）按照一定比例配合的混合物。因其点火后迅速爆炸生成黑色烟焰，故也称为黑火药。在现代火药（即下面谈的黄火药）发明之前，黑火药是世界上唯一的火药和炸药，曾经发挥过起爆药、发射药和猛炸药三重作用，不仅用于军事作战，还用于工程爆破。
黄火药，严格说应叫黄色炸药，发端于19世纪。1771年，英国一位化学家用化学方法合成了苦味酸（三硝基苯酚），但最初只是作为黄色染料，并未发现其爆炸性能。直到1885年才由一位法国化学家用于填装炮弹，称为黄色炸药。后来发展的TNT以及二战后的高性能混合炸药等，均是黄色炸药的发展。
指南针
世界上有关指南针用于航海的最早记载，首现于北宋朱彧《萍州可谈》（1119年），“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。” 早期航海用的水罗盘，就是在瓷碗或瓷盘外周绘制一圈方位或套接一个带有方位的圆圈，这便是针碗。以图6现藏旅顺博物馆的这件元代针碗为例，使用时，先在碗内注水，放入一根穿在浮漂上的磁针，然后将碗底“王”字中是竖线对准船身中心线，如船身转向，则磁针与竖线之间的夹角便会变化，根据刻度，便可指示方向。
爱因斯坦在他晚年的一篇自述中谈到，当他4-5岁时，父亲给他一个罗盘，指南针准确的运行方式十分奇特，令他感到震惊。这次经历给他的印象持久而深刻，一直到晚年还萦绕在他的脑际。在“四大发明”中，指南针或许关注度最大，一方面是公众对这种奇妙事物的好奇心，一方面是学界在指南针研究方面还留有许多想象空间。
好奇心加上想象力，便围绕指南针演绎出众多版本的坊间流言，其中最集中的关键词，应该是“司南”。除了不谙事的孩童外，“司南”在中国的知名度非常高，一把磁石勺转动在光滑的标有方位的方形铜板（栻盘）上。这一形象已经深入人心，电视上、报纸上、网络上、教科书上，频频出镜。“司南”到底能不能指南？它到底靠谱不？
“司南”最早出现在战国末期《韩非子》中，有一句“先王立司南以端朝夕。”意思很明确，国君是靠司南定方位的。怎么定呢？东汉王充《论衡》有记载，“司南之杓，投之于地，其柢指南。”这句话，学界可没少花气力，文字学、训诂学、版本学、模拟复原试验等等，近几年终于有了比较大的突破。
近年来，科学技术史学界的诸多学者重新梳理、总结我国古代的科学技术遗产，助力我国古代科技文明的传播和普及，做了积极尝试。相关历史学者有责任和义务继续就我国古代重要的科技发明创造做些力所能及的普及和澄清工作。唯有如此，公众和社会舆论就相关问题的评判才能远离低层次的混乱，而趋向客观。
研学，即研究性学习 ,就是贯彻“读万卷书，行万里路”这个教育理念最好的方式。是让孩子在研学旅行中进行有效学习的一种新方式，不只是走马观花式的旅行。在行中做、做中学的过程中，主动获取知识、技能、素质教育以及品德的相关知识，并将其应用在学习和生活中。能够帮助青少年开拓视野、获取知识、提高学习技能，是学校教育和家庭教育的良好补充。
也正因为如此、本着这样的目的、魏家坡景区将大力打造景区研学项目、希望能通过实地研究学习来提高青少年及小朋友的科学探索乐趣和动手能力；让孩子们走出课堂，走出学校，在社会实践中感知知识的力量，培养出独立自主的性格意识，更是对行为的一种磨练；
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