在纸发明以前,人类主要靠龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍、绵帛记事。然而,甲骨不易得到,金石笨重,简牍占有大量空间,绵帛昂贵,都不便使用。随着科学文化的发展,人类迫切需要一种廉价简便的新型书写材料。
在中国的东汉时期,公元63年,蔡伦生于桂阳郡治城南,也就是今天湖南省耒阳市城南蔡子池。公元105年,蔡伦继承和发扬了前人的造纸方法,制造出质优价廉的纸张,人们称之为“蔡侯纸”。
蔡伦造纸的创新之处主要有以下三个方面。
首先,是造纸的方法和程序。
第一是“选”,选择“树肤、麻头及敝布、渔网”为原料。蔡伦抛弃了丝絮等动物纤维,纯用植物纤维。古代麻织品总称为布,丝织品总称为帛。渔网和敝布都是大麻和苎麻,原产地都是中国,所以原材料非常丰富。(“选”料工艺)
第二是“剉”,将原料切短、碾碎。(“剉”料工艺)
第三是“煮”,将已剉好的原料加以蒸煮,使纤维间粘结质分解。《诗经·陈风》说:“东门之池,可以沤麻。”即用于纺织的麻原料可以在朝东的有阳光照射的池水中沤浸,因水温提高可以加快其发酵脱除木素与果胶,但古代用葛纺织就要先经过水煮。(“煮”料工艺或“沤”料工艺)
第四是“捣”,将经过蒸煮的原料放入臼内进行舂捣(用棍子的一端撞击),用现代的造纸语叫打浆叩解,使纤维帚化。这是使纤维能相互缔结成纸页的关键工序,其作用是将初生壁的纤维外壳打破(压渍、劈裂、脱水),以露出其内的微细纤维并使之纵裂帚化,在水中形成相当大的丝状表面积,使纤维素分子结构上的氢或羧基暴露于纤维表面,相邻纤维上的这类基团在水中形成水键,经脱水干燥后产生氢键,相互拉紧,形成具有强度的纸张。这是构成纸页的关键,也是蔡伦造纸工艺的一大创新之处。今天,我们鉴别出土类纸物是麻絮还是纸张,首先就要看它是否经过打浆。(“捣”料工艺或“打”料工艺)
第五是“抄”,即将经过舂捣打浆的纤维均匀悬浮于水中,用抄纸帘过滤成湿纸页(包括“笘”或“箦”),干燥后即成纸张。这是古代纸页成型的方法,它包括“抄纸法”和“浇纸法”。(“抄”料工艺)
“蔡侯纸”经过以上五道工序就制成了,后世的造纸工序比这更多更复杂,但这五道工序是最基本的。蔡伦最伟大的创新之处,就在于确立了造纸的基本工序和方法,这一工艺创新也为现代造纸工艺树立了典范。
其次,蔡伦还发明和应用了纸药,这是一大产品创新。“纸药”是指抄纸时在纸浆悬浮液中加入的植物黏胶液,俗称“滑水”或“胶水”。它在造纸过程中具有非常重要的作用,突破了湿纸压榨后难以揭分的最后难关,从而造出了可大量生产、均匀完整平直的书写用纸。具体说,它有三种作用:一是悬浮分散,使纸均匀成型;二是保护压榨,使湿纸免于“压花”;三是防止纤维互粘,使湿纸易于揭分。蔡伦在公元105年发明纸药后,一整套完善实用的造纸术才得以形成,蔡侯纸才大功告成。
再次,蔡伦还创造性地选用树肤、麻头、敝布、渔网等植物纤维原料造纸,尤其用树皮做原料,这在造纸术中是一大原材料创新。树皮、麻料都属于韧皮纤维,所含的木质素和杂细胞都很少,水溶性物质较多,有机杂质易于分解溶出,便于提取纤维制浆造纸,对工艺技术和工具的要求都不高,符合当时的技术条件。他还首创“废物利用,化废为宝”,麻头、敝布、渔网既易于“捣”碎成浆,又具有经济价值。天然生长的植物纤维原料,资源丰富,分布面广,随处可得,取之不尽,用之不竭,成本低廉,为大批量生产提供了可能性。
这样,蔡侯纸从原料到成品实现了“三新”:新工艺、新产品、新原料,在人类创新史上写下了不可磨灭的一笔。他发明的造纸术,很快产生了深远的影响。
造纸术在中国得到迅速的推广,公元3—4世纪纸在国内取代了绵帛、竹简,并于公元6世纪传入朝鲜、越南、日本,8世纪传入中亚、阿拉伯,12世纪由阿拉伯传入非洲、欧洲,16世纪传入美洲并在欧洲广泛流行,从而取代了或昂贵,或笨重,或松脆,不适合大量推广的印度的白树皮和贝叶、埃及的莎草纸、阿拉伯和欧洲的羊皮,蔡侯纸逐渐被世界各地的人们采用为书写材料。在18世纪以前,世界各国一直沿用蔡侯纸技术生产纸张。纸对后来西方文明整个进程产生了极其巨大的影响。中世纪的欧洲要写一部书,就要用数十张羊皮,如《圣经》,需要用羊皮300张之多。成本高昂的书籍不是一般平民百姓买得起的,因而限制了欧洲文化的普及和发展。造纸术的传播,促进了西方文化的内部交流,为欧洲的教育、政治、商业的活动提供了极为有利的条件,从而使文艺复兴成为可能。德国亚可布说:“希腊罗马的人,从来没有想到纸的发明,我们还是靠中国人蔡伦的智慧,才能享受现在的这种便利。”蔡伦的造纸术对文化的普及和世界科学文化传播交流作出了不可磨灭的贡献。
中国的雕版印刷术大约起于隋唐,成于五代,盛于两宋。雕版印刷较之手写有无比的优越性,它可以雕一版而印无穷,且能妥善保管,多次印刷,经久耐用。所以任何一种书稿,只要按照一定的行格款式雕刻一套版,便可以随需刷印、广为流传。这对知识信息的传播和文化影响的拓展是有利的。但雕版印刷也有不可克服的缺点,这就是它只能是一种书刻一套版,一套版印一种书。它只能在同一种书的部数上随需刷印,却不能在品种上随意生新,若生新就只能再雕一套版。如果刻一部大书,要花费很多时间和木材,不仅费用浩大,而且储存版片要占用很多空间,管理起来也有一定的困难。这种劳师费时、工料俱奢的弱点,雕版印刷术越是极盛,暴露得也就越明显。
北宋仁宗庆历年间(1041—1048年),平民毕昇在世界上第一个发明活字印刷术,这比德国的古腾堡早了400年。简言之,活字印刷术就是预先制成单个活字,然后按照付印的稿件,检出所需要的字,排成一版而施行印刷的方法。采用活字印刷,一书印完之后,版可拆散,单字仍可再用来排其他的书版。
具体而言,沈括在《梦溪笔谈》卷十八“技艺门”中较详细地记载了毕昇的胶泥活字印刷法:
(1)制字:用胶泥刻字,活字薄如钱唇,一字一印,用火烧使其坚固,实际已是陶质活字。每一字都有数个活字,用以处理在文稿里的字重复出现的情况。还有两种情况,排版中经常遇到:一是常用字如“之”“也”等,每字有二十余个活字,以备一版内有更多重复者;二是文稿中出现的生僻字原所制活字中没有,当下补刻,用草火烧成坚固的活字,马上可以排版。
(2)置范:先备一块铁板,上放松脂、蜡和纸灰之类,再放一铁范于铁板上,以承容和固定活字。
(3)排版:在板上紧密排布字印,满铁范为一版。
(4)固版:以火给铁板加热,使药熔化,再以一平板按印面,使字面平整、固定。
(5)印刷:固版后就可以上墨铺纸印刷了。为了印刷方便和快捷,通常用两块铁板,一块板印刷时,另一块板在排字,印完一块板,另外一块板已经排好,交错使用,能提高效率。
(6)拆版:印完后再用火为铁板加热,使药熔化,用手指落活字,并不沾污。
(7)储字:活字不用时则以纸贴之,每韵为一贴,储藏于木格之中。
毕昇的胶泥活字印刷术,具有新原料、新工艺、新产品三个方面的创新点。
在原料创新方面,毕昇扬弃了木活字而创制了泥活字。的确,木活字容易做,要么是锯锼已雕字的板片,要么是一个一个地雕刻木字,在当时雕版印刷盛行的情况下,都是轻而易举的事情。并且,这样跟雕版印刷一样,易着水墨,容易成功。为了满足外部急迫的批量印刷需要,毕昇从锯雕版直接成木活字排版印刷入手。然而,当时排版固字技术尚不过关,使得用木活字排出来的版面,因木理疏密不同,频着水墨印刷后,便会出现涨版而使版面高低不平的情况。并且当时排版固字技术只是用松脂蜡和纸灰的溶凝原理,根本无固力阻止木字因涨版而凸起,加之印刷完成木活字易与蜡灰相粘,脱字较难,且易相互污染,所以最终被毕昇放弃。毕昇转而研制了胶泥活字印刷术。
在工艺创新方面,毕昇制造的泥活字,“每字为一印,火烧令坚”。泥活字刻字时胶泥当是干的,这样易刻,笔画交叉处也不易出现断笔,出现了也容易填补。刻完一批字就应“火烧令坚”,否则就可能磨损,影响质量。每字皆刻数个,如“之”“也”等常用字,则刻有二十余个,以备一版之内重复使用。有些生僻奇字刻字时未行备刻,则在排版时随需随雕刻,并以草火烧之,瞬息可成。可见毕昇在制字上已经想得十分周密了。
在产品创新方面,毕昇设一铁板,铁板上均匀地铺撒一层松脂蜡和纸灰。打算印刷时,先将一铁范放置在铁板上。这个铁范当与当时通行的雕版印刷的版面高矮宽窄相似,以便形成活字的围圈和版面的四周栏线,铁范中便可依行布字,满范为止。然后持着排满字的铁板到火上灼炀,待蜡稍熔,便以一平板按压字面,则字深嵌入蜡中,版面则字平如砥。且常做两块铁板,一板在印刷,另一板在排字。一板印刷完,另一板已排好版。如此交替用之,瞬息便可印出许多。不印的时候,其活字便依韵归类,并在字身背头贴上该字所属之韵,储藏于事先做好的木格箱中,每格则以写好的韵头之字贴之,以便再印时拣字方便快捷。
近一千年前毕昇创制的胶泥活字印刷术,从制字、排版、固版、印刷到储字等工序上,都有了切实的实践,并且取得了成功。在效率方面,若只印两三本,则不算简易;若印数十百千本,则显得极为神速。用今天科学的眼光来审视它,除了略显古朴外,其活字印刷术的基本原理,与后世人类共同使用的铅排技术已没有本质的不同了。
毕昇首创的胶泥活字印刷术是具有深远影响的技术革命。法国斯丹尼斯拉斯·茹莲认为:“印刷术中最重要的改良,都不及宋代的活字术”。从工艺原理上看,近代的铅字排版与胶泥活字印刷是完全一致的。活字印刷术发明后不久,即经西域传到波斯、埃及等国,旋又传入欧洲。
约在1444—1448年间,德国美因茨的古腾堡仿照中国活字印刷的原理,初步制成了一种以铜、锑、锡合金的欧洲拼音文字的活字,用于印刷,这比毕昇发明活字印刷术的时间晚约400年。中国活字印刷术为古腾堡的发明奠定了基础,从这个角度说,近代机械印刷技术只是一种“技术改良”或“集成创新”。
在活字印刷术以前,文化的传播主要靠手抄的书籍,既慢,易错,也大大限制了一般民众对文化的需求。活字印刷术传到欧洲后,改变了过去只有僧侣、贵族才能读书受教育的状况,为文艺复兴运动的出现提供了重要的物质条件。另外,由于《圣经》等宗教著作被大量印刷,基督教文明开始在世界范围内传播。活字印刷术间接地推动了欧洲的宗教革命和文艺复兴,它以催化剂的角色推动了欧洲科学、文化的迅猛发展,也为资本主义的产生创造了重要的物质条件。
火药的发明是人类文化史上的伟大创新之一。它的起源和炼丹术有密切的联系。中国古代黑火药是硝石、硫黄、木炭以及辅料砷化合物、油脂等的粉状均匀混合物。这些成分都是中国炼丹家的常用配料。把这种混合物叫作药,也揭示着它和中医学的渊源关系。
火药之所以成为火药,起决定性作用的是硝石(硝酸钾)的引入。至少自公元前2世纪,中国已经广泛使用成分为硝酸钾的“硝石”于医药和炼丹了。硝酸钾是当时的强氧化剂,尤其是在火法熔盐反应中。所以硝石(硝酸钾为主)成为古代东西方化学发展的控制因素。没有硝石,就谈不到火药的发明。
秦汉以后,炼丹术盛行,其目的是制造金银和修炼丹药以求得长生不老。炼丹家们希望夺造化之功,使自然变化人为地在丹炉中完成,于是将各种药物彼此配合在炉中用火炼。在火法炼丹过程中,为了防止药物加热后逃逸,采用密封的丹鼎。这种做法在初期是摸索性的,具有很大盲目性,当然失败多于成功。在密封的丹鼎中炼丹时,如果药物加热后发生激烈的反应就会发生炸鼎事故,也就是《真元妙道要略》中记载的“祸事”。
经过长期实践,炼丹家认识到某些药物不能贸然在密封的丹鼎中合炼。炼丹家所用的药物是多种多样的,主要有五金、八石、三黄,还有特殊的药物就是汞和硝石。其中,三黄是雄黄、雌黄和硫黄。硫黄与汞化合成丹砂是炼丹家们的成功之作,也是他们研究得最多的。不过,三黄若是与硝石共同用火炼,却会着火和爆炸,这就导致了火药的发明。
公元4世纪初的《抱朴子内篇·仙药》记载:以硝石、松脂、猪肠、雄黄共炼,会在350℃~400℃起火爆炸。这可能是人类史上关于火药的最早记载。因此原火药起源可以上溯到公元4世纪。
炼丹家如何对待偶然发现的能爆炸或剧烈燃烧的混合物?一是利用来做戏,进行恶作剧,最后贡献给军事;二是在火法炼丹过程中避免使用这类药物,以保证不出意外事故。经过多次实践积累了经验后,炼丹家还发现,要炼好丹,必须先使某些药物“伏”于控制,也就是“伏火”。
根据问世于公元686—741年的《龙虎还丹诀》记载:硝硫合炼的两组分伏硫黄法祖方已经是一种火药成分,这可以说是中国原火药发明的可靠年代。其中,硝、硫的摩尔比为略低于1∶3,所以可称之为“原火药”。它不是用于灭火,而是用于发火,在一定条件下是会爆炸的。
火药发明的过程中的创新,包括原料创新、过程创新。
在原料创新方面,尽管今天的黑火药的成分主要是硝、硫和碳,但是原火药并不一定具备这三种成分。火药之所以成为火药不是因为含有可燃物——硫和碳,而是由于含有氧化剂——硝石。碳和硫是可燃的,但它们在密封的炼丹炉中隔绝了空气后,既不会着火也不会爆炸。但是,当炼丹家将硝石进行火法炼制时,只要有可燃物同时存在,不论密封与否都会发生激烈的燃烧甚至爆炸。而可燃物也不局限于硫黄和木炭,雄黄、雌黄、松脂等与硝石共同烧炼也会导致原始火药的发明。可能原始火药开始是两成分的,只有硝、硫,以后才发展为多成分的。 事实上,硝硫合炼的两组分伏硫黄法祖方,在增添第三组分的发展中,出现了两种以上的配方,它们也都叫伏硫黄法,其硝硫重量比都是1﹕1。一种是《孙真人丹经》记载的“内伏硫黄法”,第三组分是硇砂(氯化铁),由硝石、硫黄、硇砂组成;另一种是《诸家神品丹法》记载的“伏火硫黄法”,第三组分是烧存性的皂角子,由硝石、硫黄、皂角子组成。
在过程创新方面,炼丹家们主要是采用将各种药物彼此配合在密封的丹鼎中用火炼。并且,他们还设法使某些药物“伏”于控制,也就是“伏火”。这都是火药制备过程中的工艺创新。
大约在公元10世纪初的唐代末年,火药开始在战争中使用。公元904年(唐哀宗天祐元年),郑璠进攻豫章时曾经“发机飞火”,可能是最早记载的进攻性热兵器。火药被引入军事,成为具有巨大威力的新型武器,并引起了战略、战术、军事科技的重大变革。初期的火药武器,爆炸性能不佳,主要是用来纵火。随着工艺的改进,火药的爆炸性能加强,新型火器不断出现。在宋代,火药在军事上更得到了广泛使用。北宋为了抵抗辽、西夏和金的进攻,很重视火药和火药武器的试验和生产。
火药由商人传入印度。在13世纪,火药武器通过战争传到阿拉伯国家,成吉思汗西征,蒙古军队使用了火药兵器。公元1260年,元世祖的军队在与叙利亚作战中被击溃,阿拉伯人缴获了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火药武器,从而掌握了火药武器的制造和使用。另一方面,希腊人通过翻译阿拉伯人的书籍知道了火药。并且,阿拉伯人与欧洲的一些国家进行了长期的战争,在战争中阿拉伯人使用了火药兵器,例如阿拉伯人进攻西班牙的八沙城时就使用过火药兵器。在与阿拉伯国家的战争中,欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术。恩格斯在《反杜林论》中指出:“以前一直攻不破的贵族城堡的石墙抵不住市民的大炮,市民的子弹射穿了骑士的盔甲。贵族的统治与身穿铠甲的贵族骑兵同归于尽了。随着资本主义的发展,新的精锐的火炮在欧洲的工厂中制造出来,装备着威力强大的舰队,扬帆出航,去征服新的殖民地……”
指南针的发明不是突然发生的,而是中国人在战国以来确定方位的近千年实践中不断探索的产物,与中国方位文化的发展演变密切相关。在中国的方位文化中大体经历了从天文学方法定位,再以磁学方法制成司南,最后由司南演变成指南针的三个阶段。
上古时期,黄帝曾与蚩尤进行过几次大规模的战争。蚩尤铜头铁额,神勇无比,而且还会使用妖术。同黄帝作战时,蚩尤降下漫天大雾,黄帝的军队都失去了方向。危急关头,在仙女的帮助之下,黄帝造出了指南车,借助于指南车,黄帝率领军队冲出了重重迷雾的阻挡,最终打败了蚩尤,赢得了战争的胜利。
如果说黄帝的故事还只是传说,那么从战国时期开始,在《山海经·北山经》《管子》《吕氏春秋》《淮南子》等著作中,就出现了关于磁石的各种记载,这些对磁石的认识,是我国磁学的基础,在此基础上,发现了磁石的吸铁性、指向性,进而发明了司南、指南针及至后来的罗盘。
至迟在战国时,华夏民族就制造出了最初的指南针——司南。在公元前3世纪末年的《韩非子·有度》中就有司南的记载。根据后来东汉时期王充的《论衡》描述,司南是用天然磁石雕琢而成,这是一种以四氧化三铁为主要成分的磁石。司南的形状像一把勺子,底部圆滑,可以放置在平滑的“地盘”中自由旋转。地盘的形状为方形,也叫罗经盘,四周刻有八干、十二支以及四维,一共24个方向。使用的时候,先把“地盘”放置平稳,把司南放在上面,轻轻一拨,司南就转动起来,等停下来的时候勺头指向的就是北方,勺柄指向的就是南方。
汉朝的“司南”也被用于风水和占卜,术士用它在占卜板上旋转来推测“凶吉”,一个常见的用途是堪舆(相墓相宅的风水术)。然而,制造司南需要的天然磁石非常少见;而且在雕琢过程中,要准确的找出极向也不是一件易事,琢磨的成品率低,磁性较弱;加上转动司南时其与地盘接触产生的摩擦阻力较大,准确性因而受到很大影响。所以,司南的应用和流传都受到了一定的限制,后来逐渐被淘汰了。由于堪舆术的发展,需对山川地形和方位进行大规模测定,海外贸易所必需的域外航海又需要有效的导航手段,这都促进了对司南的改变。
根据北宋初年由曾公亮主编的《武经总要》记载,人们把一片薄铁皮剪成约7厘米长、1.5厘米宽的鱼形,放在炭火中烧得通红,此时的温度通常高于铁磁质的居里点,这样,铁鱼内部的分子运动加速,被烧得处于活动状态的磁畴就会瓦解,成为顺磁体。趁热将其取出,用钳子夹着鱼头,让鱼尾正对着地球磁场方向(北方),让磁畴重新形成,并顺着地球磁场方向整齐排列。然后把磁化后的铁鱼迅速浸入冷水中,磁畴的规则排列就马上固定下来,形成永磁铁。这样,一个“指南鱼”就做成了,对着北方的鱼尾被磁化而成指北极。使用时,在一只碗内盛满水,放入指南鱼,利用水的表面张力使指南鱼浮于水面。待水面平静后,鱼头指向的是北方,鱼尾指向的是南方。指南鱼比司南更为灵巧,便于携带,水的阻力也要比司南与地盘的摩擦力小得多,准确性因而大为提高。并且,《武经总要》还指出,应当让铁片朝北下倾数分,这样可以更接近地磁场的方向,使铁片鱼的磁化效果更好。从这里可以清楚地看到一个事实,这就是中国人早在公元11世纪以前就发现了地磁倾角的存在,并且在指南仪器的制作过程中加以利用。
随着时间的推移,人们发现其实并不一定要制造成鱼的外形,使用磁针会更方便。于是,指南“针”诞生了。沈括在《梦溪笔谈》中就记载了这种指南针的制造方法,就是拿一根小钢针在磁石上反复摩擦,使其磁化,便是指南针了。指南针不仅在外形上要比指南鱼更为简便,而且体积更小,被磁化的程度更强,使用方法也更为多样,可以将它放在指甲背上或者是碗口边沿上,使其平衡,指南针就会自动旋转,停止下来的时候,所指的就是南北方向。事实上,沈括提出了四种放置指南针的方法:水浮法,碗唇旋定法,指甲旋定法,缕悬法。但是在漂泊不定的船上,将指南针放在指甲背上或者碗口上都不方便,因此沈括建议采用缕悬法,也就是在指南针的中部用少许蜡粘上一根细线,于无风处悬挂起来。这样,即使在航海的过程中也可以使用了。并且,沈括也发现“常微偏东,不全南也”,也提示了地磁偏角的存在。
磁针的出现,是司南向指南针过渡中具有决定性的一步。铁针的磁性是通过与磁石摩擦产生的,和现在磁针的形状极为相似。在19世纪现代电磁铁出现之前,几乎所有的指南针都是以这种人工磁化法制成的。
指南针的发明历程中,有原材料创新和过程创新。
首先,古人选用以四氧化三铁为主要成分的天然磁石制作司南,巧妙地利用了磁石的吸铁性、指向性,解决了方向辨识的问题。这毫无疑问是一大原料创新。
其次,过程创新方面,古人采用“烧红—对向—冷却”的工艺,制作指南鱼。这样,就通过合理的过程,巧妙地实现了磁畴的瓦解、重新形成并固定下来,从而解决了磁化的问题。后来,又采用将小钢针在磁石上反复摩擦的方法制作指南针,也是一大工艺创新。
指南针的出现具有重大意义,尤其是在航海方面,指南针更是不可缺少的工具。最初,指南针只是作为天文导航的辅助工具,只有在阴雨天气才拿出来使用。随着人们对指南针性质以及功能的认识不断加深,它也逐渐成为主要的导航仪器。航海者特地在船上设置放置指南针的场所,称为“针房”,并交给有经验的船员专门掌管。到了元代,指南针已经成了航海的基本装备之一。12世纪末13世纪初,指南针由海路传入阿拉伯,又由阿拉伯人传到西方。欧洲人对指南针加以改造,把磁针用钉子支在重心处,尽量使支点的摩擦力减少,让磁针自由转动。这种经过改造的指南针就更加适宜于航海的需要。大约在明代后期,这种指南针又传回我国。
指南针投入应用之后,人类才具备全天候的航行能力,真正走向宽广的海洋,这开创了人类航海的新纪元。人类第一次能在茫茫无际的浩瀚海洋上自由驰骋,指南针也因此被喻为“水手的眼睛”,成为航海家的必备之物。郑和七下西洋,哥伦布对美洲大陆的发现和麦哲伦的环球航行,都与指南针的应用密不可分。
培根曾说:“印刷术、火药和磁石这三项发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况改变了,并由此又引出了难以数计的变化。”马克思在《机器、自然力和科学应用》中也指出:“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成了新教的工具,总的来说变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的强大的杠杆。”这三项与造纸术一起,并称中国古代的四大发明,为人类的脑力活动开创了更大的空间,尤其是使人的知识传播、远洋航行、探索未知的能力得到了质的提升。