談到中國古代的科技成果，大家都會想到四大發明。「四大發明」這一概念是英國漢學家艾約瑟（Joseph Edkins）提出的，後來被中國學界廣泛引用。四大發明中有三大發明在宋朝出現或取得了重大突破。由此可見，宋朝在中國古代科技史上是繞不開的重大時期。

書籍是知識的源泉，那麼古人要如何複製書籍呢？唐朝以前，書都是人工抄寫的。以抄書為業稱為傭書，東漢的班超早年間就是幹這個的。抄本書的價格很貴，唐朝時能賣到一千文一卷，放在今天，就是幾千元一本的天價書。所以，那個時候能大量藏書的，要麼是官府，要麼是貴族，反正得有錢。東漢至魏晉時期的士族階層憑藉著家族的大量藏書，壟斷了獲取知識的途徑，進而壟斷了仕途。

隋唐時期，科舉制興起，庶民可以通過讀書考試逆襲，因而人們對書籍的需求量激增。另外，唐朝佛教興盛，也需要大量複製佛經。因此，廉價且高效的書籍複製技術應運而生，也就是雕版印刷術。它需要將文字反刻到木版上，塗上墨後印到紙上，其靈感可能來自中國古代的石碑刻印技術。唐朝中後期，雕版印刷術已普及，書籍傳播跨入刻本時代。但雕版印刷術也有一些缺點，比如一套雕版只能印一部書，儲存雕版還很占地方。

為了改進這些缺點，北宋慶曆年間，印刷工畢昇發明了活字印刷術。活字印刷術的核心原理是用一個個獨立的字模取代整塊的雕版，字模可根據書籍內容重新排列組合，反覆使用。畢昇使用的是膠泥活字，後世還出現了木活字和銅活字。可是，畢昇的活字印刷術在現實中的應用却不多。

《北京圖書館古籍善本書目》收錄了古籍善本一萬一千多部，其中的活字印本只有一百五十餘部，只占約百分之一。這是因為活字印本的印刷品質並不好，印本中有的字深、有的字淺，每行字的間距也不一致，不如雕版印本美觀。更重要的是，漢字的數量太多了，光是常用的就有兩三千個，挑揀字模的過程很麻煩。對熟練的刻工來說，刻板的速度並不會比活字排版慢多少。所以，宋朝以後的書籍也多採用雕版印刷。

儘管活字印刷術在中國用得少，但德國人將這一技術改進後發揚光大了。活字印刷術被發明後，從中國傳播到世界各地。

幾百年後，德國人古騰堡（Johannes Gutenberg）可能以此為靈感，發明了鉛活字印刷術，這一發明改變了世界的印刷史。西方文字的字母數量少，挑揀方便，製模簡單，很適合活字印刷。更重要的是，古騰堡還發明了一套高效的機器印刷系統。他改製的手搖式印刷機可透過拉桿控制壓印板來快速印刷，他改進的油墨使印刷的字跡更加清晰。手搖式印刷機流水線式工作，說不定只需一小時就能印刷出一本書。

很快，這種鉛活字印刷術就在歐洲普及，推動了出版業的革命，促使使歐洲人擺脫中世紀的文化桎梏。十九世紀，古騰堡的鉛活字印刷術傳入中國，逐漸取代中國用了一千多年的雕版印刷術。中國的活字印刷術影響了西方，西方的鉛活字印刷術又改變了中國。人類社會就是這樣的命運共同體，不同類型的人類文明相互借鑒、相互影響。

同樣改變世界的中國發明還有指南針和火藥。中國古人很早就發現了磁石能夠吸引鐵的現象，但不知其理，樸素地認為磁石是鐵的「母親」，因為「慈愛」吸引了鐵。所以，古人稱磁石為「慈石」，意為慈愛的石頭。西漢時，一個方士用磁石做成了兩枚可以相互吸引的棋子，給漢武帝演示兩枚棋子如何在棋盤上自相碰撞，漢武帝拍手稱奇，封該方士為「五利將軍」。

地球也是個大磁體，南、北各有一個地磁極，磁石受地磁極吸引，可指示南和北。戰國時期，中國人製作了指向工具司南；宋朝時，更精巧的指南針出現了。為了方便讀數，人們將指南針安置在有方位刻度的圓盤中，製成了羅盤。指南針在宋朝時廣泛用於航海，阿拉伯人乘坐中國海船時學會了這項技術，又將它傳入歐洲。到了大航海時代，當歐洲的航海家探索新航路的時候，正是指南針為他們的遠渡重洋指引方向，從而指引歐洲人開啟了人類歷史新紀元的大門。

火藥的產生與中國古代的煉丹術有關。為了追求長生不老，方士們將亂七八糟的東西投入煉丹爐裡。煉著煉著，突然間濃煙四起，火光沖天，像是神仙顯靈了！後來方士們發現，煉丹爐裡有硫黃和硝石的時候，就會「神仙顯靈」。就這樣，早期的火藥被發明了。火藥不能讓人長生不老，但能爆炸傷人。唐朝末年，火藥開始應用於軍事，士兵會用投石車拋擲火藥包攻城。

宋朝時，人們發明了火槍和突火槍。突火槍的主體是一根巨大的竹筒，筒內裝填火藥和彈丸「子窠」，點火後射出彈丸殺敵，有效射程為一百五十餘步。宋人還將火藥筒綁在弓箭上，製成了「火箭」，提高了弓箭的射程和破壞力。到了元朝，人們將突火槍升級成火銃，槍身加粗加長，用金屬管代替竹筒。有一種用於城防的火銃，其口徑有碗口大，在攻城戰中，元軍使用火銃就像電視劇《亮劍》中李雲龍使用義大利炮那樣令人聞風喪膽。

十三世紀，火藥經「歐亞大陸中間商」──阿拉伯人──之手傳入歐洲。歐洲人藉此發明了火繩槍和榴彈炮，人類從冷兵器時代過渡到熱兵器時代。冷兵器時代，歐洲的封建領主很厲害，他們防守靠城堡，進攻靠騎士。但在火藥武器面前，城堡不堪一擊，騎士被炸得滿地找牙，歐洲的封建階級不可避免地走向衰落。火藥推動了歐洲社會的變革，加快了新時代的到來。

*本文摘自《歷史原來這麼有故事【第二輯】：從隋唐到清初，帝國的極盛到遲暮》，麥田出版。

【作者簡介】

 

王磊（講歷史的王老師）

畢業於東北師範大學歷史系，現任東北師範大學附屬中學的歷史教師，著有《古人原來這樣過日子》、《古人原來很會過日子》（皆由麥田出版）。

在教學過程中，他發現學生們對古人的日常生活很感興趣，但平時的歷史教學很少涉及這方面內容，於是思考用什麼樣的方式能更好地傳播這些知識。

從二○一八年五月起，他以「講歷史的王老師」為名，在大陸抖音APP開設「講歷史的王老師」欄目，專門介紹有關古代中國人日常生活的歷史知識，涉及衣食住行、戀愛婚姻、風俗娛樂等方方面面的內容。腦洞大開的問題，乾貨十足的知識點，再加上王老師作為東北人所特有的幽默講解，讓人忍不住一口氣聽完。

相關著作：《古人原來這樣過日子：地表最強的66堂中國歷史穿越課》《古人原來很會過日子：從衣食住行到婚戀職場，古人自有有好辦法！》《歷史原來這麼有故事：從文明起源到魏晉南北朝》