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四大发明的真相以及新四大发明（《知识产权简史》缘起篇二）
作者：读裁者黄远辉，专注人文历史，质量标准计量，知识产权
说起中国古代的四大发明，我想大家的民族自豪感一下就体现出来了，谁敢说中国古代没有技术发明？火药、指南针、造纸术、活字印刷术可是享誉世界的诺贝尔奖级别的发明。“四大发明”的叫法是李约瑟博士（就是那个提出“李约瑟难题”的英国科学技术史专家，著有七卷本的《中国科学技术史》）二战时期，受蒋介石邀请在重庆考察时发表的观点，在此之前，并没有“四大发明”的说法。
英国哲学家培根倒是曾经说道：“古代的三大发明，印刷术、火药、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和个人对人类事物产生如此重大的影响。”培根并不认为这些发明都是来自中国，他的结论是：“它们的起源模糊不清。”20世纪40年代，李约瑟在培根、马克思的基础上增加了造纸术，才形成了我们现在所说的“四大发明”。
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中国古代的指南针叫司南，大家可能在中小学的历史课本上都见过（见下图）。据《古矿录》记载，司南最早出现在战国时期的河北磁山一带，近代考古学家猜测司南是用天然磁铁矿石琢磨成一个汤勺的东西，放在一个光滑的托盘上，盘上刻着方位，利用磁铁指南的作用，可以辨别方向。实际上，科学家发现按照这个方法做出来的司南，根本不指南。
（图片来源：百度百科）
司南不指南那指哪呢？跟我们现在在家随便找个勺子转一下停下来的指向差不多。司南的制造，文献记载比较少，且没有制造细节。《韩非子·有度》载：“先王立司南以端朝夕。”；《鬼谷子·谋》称：“郑人之取玉也，载司南之车，为其不惑也。”；《论衡·是应篇》载:“司南之杓，投之于地，其柢指南。”《韩非子·有度》表面说的是司南，但其实表达的是君臣之礼不可乱。
著名的博物馆学家兼古代科技史学家王振铎，1937年 7月受中央博物院筹备处委托研制古代科技模型，先后研究复原了指南车、记里鼓车、候风地动仪、水运仪象台等百余种古代科技模型，著有《指南车记里鼓车之考证及模型》、《司南指南针与罗经盘——中国古代有关静磁学知识之发现及发明》，这个复原的司南模型应该也是不指南的。1952年，中国苏联互访，中科院院长郭沫若准备互访礼物，其中一个就是司南。郭沫若发现，司南根本不指南，就委托中科院物理所务必要做一个能指南的司南出来。中科院物理所竭尽所能，也没有办法让司南指南，最后没办法，运用现代科技，用铁氧体金属做成勺子，然后用电磁线圈充强磁场，这个司南才指南。
印刷术经历过雕版印刷到活字印刷的发展过程，雕版印刷在印刷史上有“活化石”之称，扬州是中国雕版印刷术的发源地。雕版印刷是在一定厚度的平滑的木板（或石板）上，粘贴上抄写工整的书稿，薄而近乎透明的稿纸正面和木板相贴，字就成了反体，笔划清晰可辨。雕刻工人用刻刀把版面没有字迹的部分削去，就成了字体凸出的阳文，和字体凹入的碑石阴文截然不同。印刷的时候，在凸起的字体上涂上墨汁，然后把纸覆在它的上面，轻轻拂拭纸背，字迹就留在纸上了。
到了宋朝，雕版印刷进入全盛时期，雕版印刷对文化的传播起了重大作用，但是有明显的缺点，比如刻版费时费工费料，大批书版存放不便，有错字不容易更正等。北宋发明家毕昇改进雕版印刷的缺点，经过反复试验，在宋仁宗庆历年间制成了胶泥活字，实现排版印刷，完成了印刷史上一项重大的革命。毕升的方法是这样的：用胶泥做成一个个规格一致的毛坯，在一端刻上反体单字，字划突起的高度象铜钱边缘的厚度一样，用火烧硬，成为单个的胶泥活字。毕昇发明活字印刷的事迹，沈括的《梦溪笔谈》有比较完整的记录，不仅记载了制作方法是“用胶泥刻字，薄如钱唇，每字为一印，火烧令坚”，还记载了诸多细节，比如“常作二铁板，一板印刷，一板已自布字”“每韵为一贴，木格贮之”等等。
毕昇发明了活字印刷之后，历朝历代还出现了木活字、陶土活字、陶瓷活字、铜活字等技术，但由于中国从宋代以来十分讲究印刷字体的美观，加上印刷的书籍往往需要大小不同的字体，有的书籍还要配上插图，活字印刷不如雕版印刷方便和易于保存，雕版印刷始终占据主导位置。
真正将活字印刷商业化的第一人是约翰内斯·古腾堡。1440年左右，古腾堡将当时欧洲已有的多项技术整合在一起，发明了铅字活字印刷，很快在欧洲传播开来。2005年德国评选了历史上最有影响力的德国人，古腾堡排在第八位，排在巴赫和歌德之后，但排在俾斯麦和爱因斯坦之前。古腾堡最大的贡献不仅仅是发明铅字印刷，更重要的是他发明了一整套的印刷设备以及生产工艺流程。古腾堡发明了一种大量铸造一模一样铅锡合金活字的技术，这不仅使得排版整洁美观，而且比毕昇手工雕刻胶泥活字效率高了很多。古腾堡的印刷技术让图书的传播迅速增加，为后来的宗教改革、文艺复兴和启蒙运动奠定了基础。马丁·路德将拉丁文的《圣经》翻译成德语，并通过印刷术进行传播，让德意志地区的农民们都可以读到《圣经》，最终动摇了罗马教廷对欧洲的控制，帮助欧洲走向理性时代。雨果在《巴黎圣母院》里说：“印刷的发明是历史上最伟大的事件，它在本质上是所有变革之母，是人类表达方式的新体现。”
前面说了指南针、印刷术，中国人的发明在实际运用方面确实是有所欠缺的，所以西方人老是想不起这个指南针、印刷术其实是中国人发明的，但是火药跟造纸术，绝对配得上“四大发明”这个名头的。欧洲最早发明的炸药学名叫三硝基甲苯（TNT），1863年由威尔伯兰德在一次失败的实验中发明，但一直被认为是由诺贝尔发明的，造成了很大的误解。TNT是一种威力很强又相当安全的炸药，即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆，它在20世纪初开始广泛用于装填各种弹药和进行爆炸。在第二次世界大战结束前，TNT一直是综合性能最好的炸药，被称为“炸药之王”。
TNT俗称黄色炸药，与中国人发明的黑色粉末炸药不同。火药最初主要用于医药，这从其命名的“药”字即可见一斑。黑色火药在晚唐（9世纪末)时候正式出现，是古代炼丹家发明的。从战国至汉初，帝王贵族们沉醉於神仙长生不老的幻想，驱使一些方士道士炼“仙丹”，在炼制过程中逐渐发明了火药的配方。据记载，我国古代的炼丹家在长期的炼制丹药过程中，发现硝、硫磺和木炭的混合物能够燃烧爆炸。公元808年，唐朝炼丹家清虚子撰写了《太上圣祖金丹秘诀》，其中的“伏火矾法”是世界上关于火药的最早文字记载。
黑火药是阿拉伯人传播到欧洲的，阿拉伯人又是从蒙古人那里学会火药的制造技术的，所以中国的黑色粉末炸药对西方的旧制度的瓦解产生了巨大影响。马克思就曾经说过：“火药、指南针、印刷术是预告了资产阶级社会到来的三大发明，其中火药把骑士阶级炸得粉碎，指南针打开了世界市场，并建立了殖民地，印刷术变成了新教的工具。”
中国是印刷术的发源地，也是纸的故乡。《一阅千年：纸的历史》的作者马克·科尔兰斯基带领我们从世纪初的中国汉朝，沿着文明传播的路径，跨越天文、地理、宗教、法律、经济、音乐、绘画等领域，看造纸和印刷技术如何经由亚欧大陆蔓延至整个东西方世界，让文明的传播和传承变得更加高效、迅捷。为什么造纸术和印刷术最早在中国出现？书中提到，中国文官制度的发达，是通过文书来管理庞大的社会系统的。西汉之后，文人官僚的培育和教育的发达，都是纸张这种廉价的书写工具在中国出现的重要条件。伊斯兰文化的繁荣，也离不开纸，纸之所以能被传播到伊斯兰世界，与751年的怛逻斯之役有关。战争中，一个唐朝囚犯把造纸术带到了阿拉伯人统治的大马士革。中世纪末期，欧洲的生意人都有阅读能力。意大利是最早造纸的欧洲国家，因为意大利是当时欧洲的商贸中心。文艺复兴之所以从意大利开始，也与纸张的生产有关。科尔兰斯基认为，技术的发明总是因为某种需要而被创造的。技术的出现，特别是像造纸术这样的技术的出现，是因为社会发展到了急需这些技术的节点。
东汉宦官蔡伦（？-121）改进了造纸工艺，使得纸张成本大大降低。蔡伦是东汉和帝身边的宦官，和帝的皇后邓绥酷爱读书、写字，促进对纸张的需求。和帝驾崩后，邓太后执政16年，蔡伦颇受重用，他把民间的工艺总结起来，成为了现代造纸术的创始人。当然，古埃及的莎（suō）草纸确实比蔡伦的早了3000多年，欧洲也早就有了羊皮纸，但是莎草纸的制作工艺极其烦琐，而且莎草这种植物只生长在干燥的沙漠边缘，不方便大量造纸。欧洲的羊皮纸就更贵了，很多学者都是舍不得买，只得反复地把墨水洗掉，在上面写下新的内容。所以，莎草纸和羊皮纸的实用性远不如蔡伦发明的纸。
在过去的两千年里，造纸原料逐渐丰富多样，从纸莎草纸、羊皮纸、牛皮纸，到印度纸、日本纸、荷兰纸，造纸技术不断革新的同时，更带动了文明在世界各个角落的萌芽和发展。造纸术与印刷业相辅相成，成为推进世界文明发展的源动力，甚至有人说，没有纸，就不会有建筑学，也不会有文艺复兴，工业革命更是无从谈起。
2008年，国家文物局跟中国科协在科技馆做的一次大型的展览中，重新定义了中国四大发明：丝绸、青铜、瓷器、造纸印刷。（我在《知识产权简史》特别篇曾介绍过玻璃和瓷器的历史，请关注回看）近几年，我们又提出了中国的“新四大发明”：高铁、电子支付、共享单车、微信。总体而言，高铁节约了大家出行的时间，电子支付也让我们出行不用带钱包，确实提高了我们生活的质量和效率。共享单车后来证明，是个失败的产品。至于微信，那是朋友圈各种秀的地方，去哪旅游了，吃过什么美食，娃张的好，读过什么书，看过什么电影，听过什么音乐，更过分的是卖什么东西。
《文明是副产品》从外婚制、农业、文字纸张、雕版印刷、活字印刷这些人类早期的最伟大发明，来思考人类文明的产生。人类的文明很大程度上是“副产品”造就的，不是有直接用途的那些东西造就的。事实上，人类文化宝库里的大多数东西，没有实际用处。没有实际用处的东西要比有直接实际用处的东西的知识含量大得多，无用之学最后才有大用处。马林诺夫斯基告诉我们，当水手们遇到风浪的时候，巫术使大家信心倍增，从而有助于他们战胜暴风，没有信心，可能很早就溃败了，所以你不能说巫术没有用。同样，占卜可以鼓舞士气，文字就是诞生于一种无用之学（请关注回看《知识产权简史》缘起篇一）。
《技术的本质》这本书中就说到，技术想要进步、发展和创新，一定不能离开它的两个本质，就是模块和重组。所谓模块，就是前人或者是其他人已经发明的成熟技术。这些成熟技术再一重组，就是新技术。关于技术与科学的关系，布莱恩·阿瑟的观点奇特而又深刻：技术不是科学的副产品，或许恰好相反，科学是技术的副产品。古希腊人很早就懂得这一原理，亚里士多德说过，理论家的工作在于冥想，他们的模型是恒星系统，具有“永恒”这一基本性质。技艺是实践者的工作，是一种关于偶然性的艺术，探求永恒原理的哲学家，不愿为也。两千年之后，技术仍是卑贱的实践者的工作（例如米开朗琪罗的工作），却引发了近代科学。
关于中国古代科学比较客观的评论，我们可以参考爱因斯坦在1953年写给斯威策的信，爱因斯坦是这么写的：西方科学的发展是以两个伟大成就为基础的，那就是希腊哲学家发明的形式逻辑体系，也就是指欧几里得几何，以及通过系统的实验，发现有可能找出的因果关系，这是在文艺复兴时出现的。在我看来，中国的贤哲没有走上这两步，那是不用惊奇的，这些发现在中国如果全都做出来了，那倒是令人惊奇的。
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