㈠ 四大發明資料(有圖片)
四大發明你一定都知道我就不絮言了。
按發明的時間順序:
指南針
指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。前身是司南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉動的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的南極,利用這一性能可以辨別方向。常用於航海、大地測量、旅行及軍事等方面。
指南針的發明是我國勞動人民,在長期的實踐中對物體磁性認識的結果。由於生產勞動,人們接觸了磁鐵礦,開始了對磁性質的了解。人們首先發現了磁石引鐵的性質。後來又發現了磁石的指向性。經過多方的實驗和研究,終於發明了可以實用的指南針。
指南針的始祖大約出現在戰國時期。它是用天然磁石製成的。樣子象一把湯勺,圓底,可以放在平滑的「地盤」上並保持平衡,且可以自由旋轉。當它靜止的時候,勺柄就會指向南方。古人稱它為「司南」,當時的著作《韓非子》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。《鬼穀子》中記載了司南的應用,鄭國人采玉時就帶了司南以確保不迷失方向。
春秋時代,人們已經能夠將硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具,因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石製成司南。東漢時的王充在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了明確的記錄。司南是用整塊天然磁石經過琢磨製成勺型,勺柄指南極,並使整個勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置於光滑的地盤之中,地盤外方內圓,四周刻有干支四維,合成二十四向。這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象,積累了大量的知識和經驗,經過長期的研究才完成的。司南的出現是人們對磁體指極性認識的實際應用。 但司南也有許多缺陷,天然磁體不易找到,在加工時容易因打擊、受熱而失磁。所以司南的磁性比較弱,而且它與地盤接觸處要非常光滑,否則會因轉動摩擦阻力過大,而難於旋轉,無法達到預期的指南效果。而且司南有一定的體積和重量,攜帶很不方便,這可能是司南長期未得到廣泛應用的主要原因。
指南針的雛形司南確定之後,經過實踐的演練,發展出了許多其他形制的指南針比如「指南魚」和「指南龜」。古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形,魚的腹部略下凹,像一隻小船,磁化後浮在水面,就能指南北,這就是指南魚,當時以此做為一種游戲。南宋陳元靚在《事林廣記》中介紹了另一類指南魚和指南龜的製作方法。這種指南魚與《武經總要》一書記載的不一樣,是用木頭刻成魚形,有手指那麼大,木魚腹中置入一塊天然磁鐵,磁鐵的S極指向魚頭,用蠟封好後,從魚口插入一根針,就成為指南魚。將其浮於水面,魚頭指南,這也是水針的一類。
指南龜是當時流行的一種新裝置,將一塊天然磁石放置在木刻龜的腹內,在木龜腹下方挖一光滑的小孔,對准並放置在直立於木板上的頂端尖滑的竹釘上,這樣木龜就被放置在一個固定的、可以自由旋轉的支點上了。由於支點處摩擦力很小,木龜可以自由轉動指南。當時它並沒有用於航海指向,而用於幻術。但是這就是後來出現的旱羅盤的先聲。
火葯
用硝石、硫黃和木炭這三種物質混和製成的,而當時人們都把這三種東西作為治病的葯物,所以取名「火葯」,意思是「著火的葯」。
自秦漢以後,煉丹家用硫黃、硝石等物煉丹,從偶然發生爆炸的現象中得到啟示,再經過多次實踐,找到了火葯的配方。三國時有個聰明的技師馬鈞,用紙包火葯的方法做出了娛樂用的「爆仗」,開創了火葯應用的先河。
唐朝末年,火葯開始應用到軍事上。人們利用拋射石頭的拋石機,把火葯包點著以後,拋射出去,燒傷敵人,這是最原始的火炮。後來人們將球狀火葯包紮在箭桿頭附近,點著引線以以後,用弓箭將火葯射出去燒傷敵人。還有把火葯、毒葯,再加上一些瀝清、桐油等,搗在一起做成毒球,點著以後,用弓箭射出,殺傷敵人是後來的「萬人敵」。到了宋朝,人們將火葯裝填在竹筒里,火葯背後扎有細小的「定向棒」,點燃火管上的火硝,引起筒里的火葯迅速燃燒,產生向前的推力,使之飛向敵陣爆炸,這是世界上第一種火葯火箭。以後又發明了火槍和槍,這些都是用竹管製成的原始管形火器,是近代代槍炮的老祖宗。
造紙術
大約在3500多年前的商朝,我國就有了刻在龜甲和獸骨上的文字,稱為甲骨文。到了春秋時,用竹片和木片替代龜甲和獸骨,稱為竹簡和木牘。甲骨和簡牘都很笨重,戰國時思想家惠施外出講學,帶的書簡就裝了五車,所以有學富五車的典故。西漢時在宮廷貴族中又用縑帛或綿紙寫字。縑是細絹、帛是絲織品的總稱吏一方縑帛上寫字時,便於書寫,不但比簡牘寫得多,而且還可以在上面作畫,但是價格昂貴,只能供少數王宮貴族使用。公元前2世紀西漢初期已經有了紙。
東漢和帝元興元年(公元105年),蔡倫在總結前人製造絲織晶的經驗的基礎上,發明了用樹皮、破漁網、破布、麻頭等作原料,製造成了適合書寫的植物纖維紙,才使紙成為普遍使用的書寫材料。被稱為「蔡侯紙」。
蔡倫只是改進造紙術,而不是紙的發明人。
造紙術在7世紀經朝鮮傳到日本。8世紀中葉傳到阿拉伯。到12世紀,歐洲才仿效中國的方法開始設廠造紙。
印刷術
它開始於隋朝的雕版印刷,經宋仁宗時的畢升發展、完善,產生了活字印刷,並由蒙古人傳至了歐洲,所以後人稱畢升為印刷術的始祖。中國的印刷術是人類近代文明的先導,為知識的廣泛傳播、交流創造了條件。
雕版印刷是用刀在一塊塊木板上雕刻成凸出來的反寫字,然後再上墨,印到紙上。每印一種新書,木板就得從頭雕起,速度很慢。如果刻版出了差錯,又要重新刻起,勞作之辛苦,可想而知。
北宋刻字工人畢升在公元1004年至1048年間,用質細且帶有粘性的膠泥,做成一個個四方形的長柱體,在上面刻上反寫的單字,一個字一個印,放在土窯里用火燒硬,形成活字。然後按文章內容,將字依順序排好,放在一個個鐵框上做成印版,再在火上加熱壓平,就可以印刷了。印刷結束後把活字取下,下次還可再用。這種改進之後的印刷術叫做活板印刷術。
這種印刷方法雖然原始簡單,卻與現代鉛字排印原理相同,使印刷技術進入了一個新時代。
後來,元代著名農學家與機械學家王楨發明了木活字,並創造出比較簡捷的適於漢字復雜特點的轉盤排字方法,後來又發明了金屬活字,使活字印刷得到了改進。唐代的雕刻印本傳到日本,8世紀後期日本完成了木板《陀羅尼經》以後又傳到朝鮮民主主義人民共和國、阿拉伯聯合大公國一帶和東歐。15世紀,德國人學會了用合金鑄宇,從此畢升首創的活字印刷在歐洲各地推廣開來。
北宋科學家、政治家沈括曾在《夢溪筆談》中有一篇文章叫《活板》,其中詳細介紹了活板印刷術的全過程,通俗易懂,非常詳細。