四大發明的西傳

第六講四大發明的西傳及其影響本章教學重點提要：掌握紙張、造紙術、印刷術，航海羅盤和火藥、火器的發明及西傳，四大發明對阿拉伯世界、歐洲的影響，分析四大發明在東西方的不同命運。（4課時）造紙術、印刷術、指南針和火藥并稱我國古代科學技術的四大發明，是我國人民對世界科學文化發展做出的卓越貢獻。這些發明傳播到西方之后，對西方社會產生了巨大的推動力。——（法）戴仁：《有關中國造紙術與發明者的研究》，載《中國史研究動態》1987年第7期，第19-23頁。趙永春：《近年來四大發明研究綜述》，同上刊，1989年第4期，第6-10頁。一、紙和造紙術的西傳1957年在西安東郊灞橋西漢墓出土的灞橋紙，是迄今所知世界上最早的植物纖維紙。該墓年代不晚于漢武帝（前140—前87年）時代。灞橋紙的原料由舊麻頭、破布的麻纖維組成。這種紙具有紙質粗厚、纖維組織松散、簾紋不清等特點，是一種較原始的紙。這種植物纖維紙在居延金關。扶風中顏（）、敦煌馬圈灣漢代烽燧遺址中均有發現。潘吉星：《世界上最早的植物纖維紙》，載《文物》1964年11期。西漢時期生產的這類麻質纖維紙，都無法用來書寫，只能供包裹、襯墊等雜用，所以沒有發現過有字的紙。關于紙之用于書寫的最早文字記載，見于《風俗通》。該書記載說：光武帝（公元25——57年）遷都洛陽，“載素、簡、紙經凡二千輛。”這說明在當時，除了縑素、簡牘以外，已有紙寫的古書。《后漢書·賈逵傳》就有建初元年（79年）賈逵教二十人用簡、紙經傳各一通學《左氏傳》的記載。顯然，在蔡倫以前早已有可供書寫的植物纖維紙，而并非如有的學者所說，僅有絮紙。東漢元興元年（105年）黃門蔡倫在總結前人造紙工藝的基礎上，確立了植物纖維紙制作的新工藝，增加了樹皮、漁網等新原料，創造性地生產出便于書寫的麻類纖維紙和皮紙。經過蔡倫的改革，不但能生產大量的麻紙，而且還發明了了皮紙。三國時期董巴已指出，用木皮抄造的紙叫榖（gu）紙，用舊麻制的叫麻紙，用魚網制的叫網紙。榖紙，又稱榖桑紙，或稱楮桑紙，因地而異名。沈福偉：《中西文化交流史》，上海人民出版社1985年，第319頁。紙在2世紀初由洛陽成批制作，向全國推廣。由于軍事和外貿的需要，新發明的紙迅速傳入河西走廊和新疆地區。在羅布泊的樓蘭遺址和吐魯番的高昌遺址，出土了大批魏晉時代的紙寫文書。在公元3世紀時，在樓蘭等地還是木簡和紙并用；從4世紀開始，紙張就完全代替木簡了。1907年，斯坦因（1862—1943年）在敦煌附近長城烽燧遺址中發掘出許多漢簡，紙本書和9件粟特文書信。其中粟特文書紙的原料是苧（zhu）麻。這些書信是在晉懷帝永嘉年間（311——313年）涼州（武威）的康國商人南奈一萬達（Nanai_Vandak）寫給撒馬爾罕的親友的。由此推斷，在3世紀時，當紙張在樓蘭一帶使用時，大約經由波斯商人或粟特商人的使用及介紹，紙張傳布到蔥嶺以西，并在伊拉克出現了。希提：《阿拉伯通史》，中譯本，商務印書館1979年版，第491頁。在3世紀時，在地中海沿岸通行的是埃及葦紙和羊皮紙；波斯和康居等中亞各國都以羊皮紙作為官方和商業文書的書寫材料，或抄寫典籍；敘利亞則用樹皮書寫。與埃及葦紙、小羊皮紙相比，中國發明的植物纖維紙成本低廉，質地輕軟，而且比葦紙細膩潔白耐磨，因而深受中亞、西亞各國人民的喜受，成為波斯和粟特商人經銷的一種新產品。3世紀后薩珊朝波斯和美索不達米亞已經使用中國紙來書寫。紙西傳的途經，除了陸路，還有海路。埃及和敘利亞商人可能在3世紀已經成為從海路傳送紙張的主角，把紙西傳到埃及和敘利亞等地。造紙法的西傳晚于紙的西傳。新疆直到5世紀初才開始生產以生植物纖維為原料的韌皮纖維紙，主要是桑皮紙。這種紙質地較厚，也用于書寫。潘吉星：《中國造紙技術史稿》第138頁，引自沈福偉：《中西文化交流史》，第322頁。公元751年（天寶十年）七月，怛邏斯戰役爆發。是役，唐軍戰敗，約有2萬唐軍官兵被俘，其中有許多被俘人員被送往中亞各地服勞役和做工，他們把中國的造紙法傳到了中亞。阿拉伯史書（10世紀中葉伊斯塔茲赫里所著《道里邦國志》）說；“紙是由俘虜自中國傳入撒馬爾罕的。這些俘虜為濟雅德（按：即戰勝高仙芝的阿拉伯將領）所有，其中有一些是紙工。造紙工業發展以后，產品不僅可以供應當地的需要，也成為撒馬爾罕人民的一種重要的貿易品。由此它得以供應世界各國的需要。”卡特：《中國印刷術的發明和它的西傳》第134頁，1955年增訂本，舊版第113頁。參見沙畹：《西突厥史料》，第234頁。此后幾個世紀撒馬爾罕一直是中亞、西亞最重要的紙張供應中心。撒馬爾罕紙直到11世紀上半葉，在中亞和西亞一直享有最高的聲譽。該地還能生產有色紙，在阿拉伯世界獨樹一幟。參見王治來《中亞史綱》，湖南教育出版社1986年，第279頁。除了撒馬爾罕外，巴格達在公元794年也開設了一個造紙廠；9世紀時，在阿拉伯半島東南的蒂哈瑪（Tihāmah）又建一個紙廠，不久又在大馬士革建立一個規模宏大的紙廠。大馬士革紙廠建立以后，大馬士革成為向歐洲輸出紙張的中心。歐洲人曾把紙稱“大馬士革紙”（ChartaDamascena）。在阿拉伯境內設立的這些紙廠對推廣紙張的使用，起了決定性的作用。哈里發哈侖·拉希德（786——809年）的宰相賈法爾（Jafar）便明確規定政府公文正式采用紙張，以代替耗費糜巨的羊皮紙。阿拉伯紙在西亞最終完全替代葦紙和羊皮紙，要在11世紀。在巴格達紙廠設立的前后，植物纖維紙開始流入一向以生產葦紙（紙草為原料）著名的下埃及。此后不久，9世紀末在尼羅河三角洲就建立了這種新式的造紙廠，生產植物纖維紙，和原有的葦紙展開激烈的競爭。在埃及，在9世紀末，葦紙之用于書寫已經到了它的最后階段，10世紀中葉以后，葦紙文書便告絕跡了。存世的最后一件葦紙文書年代是936年。埃及在突倫朝（Tulunid，868—905年）末期開始擁有自己的造紙廠，紙的廣泛使用是在法蒂瑪朝（909——1171年，即綠衣大食）。通過埃及，造紙法又傳入西西里島，并沿著地中海繼續西傳。大約在11世紀末年或1100年，摩洛哥的都城非斯也開始制造紙張，不久，紙傳入西班牙。關于紙傳入西班牙的時間。有一個材料說，西班牙科爾多瓦王朝（白衣大食，756—1236年）的開創者阿卜杜勒·拉曼（756——788年）已經用石印復制公文，分送各部門。要石印，就離不開紙。阿卜杜勒·拉曼在敘利亞擺脫了阿拔斯家族的搜索，經過馬格里布逃到西班牙，重建了一個新王朝，他在敘利亞時，已知道剛在撒馬爾罕開始生產的紙。在他統治時期，他設法從西亞弄到紙張，這樣紙就流入了歐洲。阿拉伯人造紙所用原料，除用破麻布，大麻、和桑皮外，主要用中亞、西亞當地盛產的亞麻。法蒂瑪是穆罕默德的女兒。綠衣大食建立者自稱是法蒂瑪（什葉派）的后裔，故名，909年興起于北非突尼斯，定都馬赫迪城；973的年遷都埃及開羅。1171年被薩拉丁推翻。北非、埃及、敘利亞曾歸其統轄。白衣大食定都科爾多瓦。紙張雖然從大馬士革、開羅和非斯源源不斷的流入歐洲，但造紙的技術秘密卻一直掌握在阿拉伯人手里。西班牙東南部的薩狄瓦城（Xativa）可能在12世紀20年代開始造紙了，薩狄瓦造紙廠是由摩洛哥的摩拉維德人興建的。這是歐洲最早的造紙廠。（1276年，是西班牙境內有記載可考的基督教徒開始造紙的年代。）1109年，紙從北非傳入西西里。在這一年，西西里國王羅吉爾一世用阿拉伯文和拉丁文頒發一道寫在紙上的法令，成了歐洲現存最早的紙本文件。紙從西西里傳入熱那亞，花費了40多年時間，熱那亞檔案庫內迄今還保存著一件紙本抄本，其中一部分的年代是1154年。1189年，在比利牛斯山麓的卡塔倫尼亞的赫洛爾建造了基督教世界的第一座造紙廠。不過造紙的技術仍是由穆斯林工匠操作和傳授。由于教皇下令禁止用紙書寫公文，意大利直到1276年才在蒙第法諾（Montefano）創辦了意大利的第一家紙廠。從此以后，意大利造紙業蓬勃發展，在14世紀已經成為供應歐洲紙張的主要來源，超過了西班牙和敘利亞紙的供應。意大利紙較為厚重，光滑并且不沁水，對歐洲傳統書寫方法（用鵝毛管的西式筆和溶液墨汁）有很大的適應力，因而得以在歐洲推廣。在14世紀初，紙在歐洲還是比較稀少的，除了西班牙以外，只有意大利有二、三家紙廠有少量的生產。這主要是由于中世紀歐洲在基督教會蒙昧主義的統治下，科學文化落后，識字人太少，文化科學知識不能得到傳播，紙張不能廣泛采用。14世紀末，意大利、法蘭西、西班牙和德意志南部都有了紙張制造工場。到15世紀，紙在歐洲替代羊皮紙，成為通行的書寫材料，不過羊皮紙仍在使用。15世紀起，造紙術以德國為中心，向東西傳遞。波蘭的克拉科夫在1491年成立了紙廠，奧地利的維也納遲至1498年才開始造紙。英國則是先印刷書籍，然后在1511年才興建第一家紙廠。大約在1576年，俄國莫斯科出現了造紙廠；丹麥到1635年才設廠造紙，挪威紙廠始建于1690年。歐洲各國在17世紀時大都已采用中國式的手工生產和技術設備進行造紙。歐洲紙純屬麻紙，不滲不濡（中國紙則有麻、桑皮、楮皮、竹紙等多種纖維原料）。美洲大陸最初在羊皮、樹皮等書寫材料外，依靠從歐洲輸入紙張。墨西哥由于西班牙人傳播造紙術，在1575年開始有了美洲最早的紙廠。1690年在北美費城開始造紙。1868年，大洋洲的澳大利亞墨爾本附近開始造紙。紙從中國出發的長征，首先在公元前1世紀向西傳播，經過2000年的環球旅行，才傳遍五大洲。直到18世紀，歐洲為提高造紙技術，還必須求援于中國。擔任過財政大臣的法國經濟學家杜爾哥（Turgot,1727—1781年）曾向二位在1754年到法國研習自然科學的北京青年高類思（1733—1780年）、楊德望（1734—1787年）提出要求，希望他們在返國后弄清中國造紙的工藝流程。從杜爾哥所提的問題清單中可以知道，法國急于要掌握用米漿造紙張的技術，用藤類纖維造紙的技術設備，幅廣六尺寬四尺的印刷紙的試制，以及剝制大幅紙（12×8尺）的技術，特別是巨幅紙的制造在歐洲還一無所知，各種花樣紙和加工技術更非與中國可比。紙的應用推動了阿拉伯科學和文化的繁榮.。公元8世紀末期到9世紀，阿拔斯朝（750——1255）大規模開展了翻譯事業。撒馬爾罕和巴格達造紙廠生產的紙，對于翻譯事業的發展提供了最方便的條件。希臘文、敘利亞文、波斯文、梵文的各種專門著作，都在這個時期被譯成阿拉伯文。古希臘的許多科學著作，都在這個時期被譯為阿拉伯文。古希臘的許多科學著作得以保存下來，幾乎全靠阿拉伯文譯本。阿拉伯文的科學著作又成為11世紀起各種拉丁文譯本的根據，所以說，紙的應用，使8—9世紀時的翻譯事業有了發展的可能，并為10世紀時起阿拉伯科學的創造性發展鋪平了道路。紙在歐洲的傳播，促成了10世紀西班牙科爾多瓦文化的繁榮。埃及亞歷山大里亞、敘利亞的大馬士革和伊拉克的巴格達所出的各種書籍和手稿，被收集到科爾多瓦，總數達40萬冊之多。其中就有一些紙抄本。科爾多瓦擁有70所圖書館，其中以土倫多的圖書館規模最大，藏書最多，名揚西歐。1085年西班牙基督教徒占領土倫多后，這里就成了歐洲人前往游歷，吸收先進的阿拉伯文化科學知識的地方。科爾多瓦這個文化城在10世紀時已經躍居為足可與巴格達、君士坦丁堡相媲美的文化中心。紙的大量生產更推動西班牙出現一個翻譯古典遺產的熱潮，這項翻譯事業規模之大，在伊斯蘭文化史上，僅有9世紀前后巴格達的翻譯事業可與媲美。科爾多瓦通過阿拉伯語著作的轉譯，在希臘古典文化和歐洲近代科學之間架起了橋梁。這座橋梁就是學術著作的拉丁化。法、德、英、意等國學者也加入了這項偉大的翻譯工作中來。許多重要的阿拉伯學術著作在11、12世紀被譯成西歐知識界通行的拉丁文和各國語言。歐洲諸國學者還通過阿拉伯譯本接受古希臘的學術遺產。新教的傳播以及佛經的廣泛傳播，紙張也是功不可沒。二、雕版印刷術的傳播（一）雕版印刷的發明雕版印刷起源于中國，已經舉世公認。印刷術的發明，使紙發揮出更大的作用，是對文化傳播、社會發展的一股巨大的推動力。雕版印刷起源的時間，說法甚多，一般以唐朝初期開始印刷比較可信。直接推動雕版印刷發明的因素有三：①碑拓和反書文字。北魏太和二十二年（498年）洛陽老君洞造像石刻有了陽刻凸起的文字,晉代以來磚瓦上已經出現陽文凸起的反寫字。陽文反書對雕版印刷有直接的啟發作用。②木刻符印。古代印章都是反文，漢代已有桃木大印，魏晉北朝時期，道家方士也常用棗心木刻符印，逐鬼辟邪。③木板寫字刻畫。漢桓帝（147——167年）以來常見在門板上用墨書寫的記載；隋朝道家還在木印上刻星辰日月。木刻陽文反書，用六朝以來拓碑的方法（撲子、刷），涂墨印紙，就產生了雕版印刷。雕版印刷是在道教和佛教的影響下，應運而生。玄奘在645年歸國后就以佛像印于紙上，每年要印5馱，施于四方。印度的佛印是泥制，到了中國就改用木刻，并且印在紙上。在唐貞觀年間（627——649年）中國既已開始木版印刷佛像和書籍。王玄策第三次出使印度時，在公元660年接受摩訶菩提寺主戒龍所贈各色禮物，其中有“佛印四”。（《法苑珠林》卷三十九）在印度，佛印為泥制，可印于泥，也可印于絹。到7世紀末期，印度也學會了將泥制的佛像印在絹和紙上。這種木刻佛印的印本，存世最早的是天寶十二年（753年）的作品。唐代刻印千體佛在敦煌曾有發現。張秀民：《中國印刷術的發明及其影響》，第62頁，1958年。現存世界上最早的木刻印本是日本定龜本《陀羅尼經》，刻印于公元770年。日本的印刷術自然是由中國傳入，遣唐使也許曾請求中國雕版工匠到日本傳授技藝。在9世紀上半葉，中國刊刻書籍已很流行，印刷技術已很精湛。穆宗長慶時（821—824年）揚州、越州刊刻了白居易、元稹詩集。現存懿宗咸通九年（868年）王玠刻印的《金剛經》是現存中國最早的印本書。該書在1907年被斯坦因盜運倫敦。該書扉頁所刻佛像，神態生動，刻工圓潤，是早期雕刻印刷品中的精品。自北宋初年開始，以政府力量大規模刻印佛家和儒家經典。從此刊刻書籍才成風氣，成為傳播文化學術知識的工具。（二）印刷術的西傳印刷術發明后，直到蒙古興起，將近六、七個世紀中，首先流傳到（向東、向南）日本、朝鮮以及越南這些和中國關系密切的鄰國。但在中亞細亞、阿拉伯世界，這些迅速使用紙的地區，由于伊斯蘭教對印刷術的歧視，長期沒有多大進展。從出土文書看，這些地區雕版印刷不會早于10世紀初年。大約在8—10世紀，中國雕版印刷術分別由海陸二道傳入美索不達米亞和埃及（1880年埃及法雍地區Arsinae

發掘出50件左右印刷品，有的印在紙上，有的印在羊皮紙，印刷年代不會早于10世紀初。）西班牙科爾多瓦王朝阿卜杜勒·拉曼所用復印法（’Tab）是阿拉伯人使用印刷術最早的記錄。這種方法正是受到中國印刷術的啟發而產生。誘導這種傳播的，可能是那些在751年怛邏斯戰役后被迫遷居庫法的中國工匠。此外，僑居揚州的大批阿拉伯人也很可能是印刷術西傳的早期傳播者。揚州是中國最早從事印刷的地方之一。伊斯蘭教徒聞聽印刷帚是用豬鬃作成之傳說，屬于宗教禁忌，所以他們最初在國外秘密進行印刷。參見沈福偉：《中西文化交流史》，第341頁。在11世紀到13世紀蒙古人興起以前，雕板印刷經過回鶻人的媒介，越過蔥嶺，傳入中亞和西亞，并進入開羅。在這一時期，大批突厥人從中亞移往美索不達米亞和埃及，（突厥人從1172年起在開羅建立阿尤布王朝）也對印刷術的西傳產生了一定的影響。在13世紀時，由于蒙古勢力的擴張，雕板印刷再度形成一股向西傳播的浪潮。這一次，波斯顯示了前所未有的作用，并推動著印刷術進入歐洲。蒙古統治者控制下的伊兒（利）汗國（1258——1388）的首都大不里士曾模仿中國元朝印制紙鈔，式樣仿自至元寶鈔，印有漢文“鈔”字和阿拉伯文。但紙幣只流通了兩個月，就被迫廢止。紙鈔的發行在伊兒利汗國歷史上雖然成了一場笑柄，但雕板印刷卻在侍奉伊斯蘭教的蓋嘉圖汗朝廷里正式得到了使用。顯然，突厥人統治下的埃及和蒙古人統治下的波斯成為雕版印刷術向西傳播進程中不可或缺的環節。盡管波斯人了解中國雕版印刷，卻并沒有將它用于印刷書籍。波斯所流行的是印刷紙牌，這種紙牌在14世紀很快傳入歐洲，使歐洲也開設起印刷紙牌的手工工場。紙牌是中國的發明，最初叫“金葉子格”，至少南唐（937—976）時已經有了。南宋時，杭州有專門出售紙牌的鋪子，當時叫紙牌為“扇牌”。但歐洲人都說紙牌是從阿拉伯人那里傳來的。在歐洲，從14世紀下半葉開始，印刷紙牌大約和印制宗教圖像同時開始，甚至可能就是同一批從事印刷的工匠所造。現存最早印有日期的宗教印刷品是1423年紐倫堡的圣克里斯多夫像，同年羅馬也禁止紙牌。在15世紀中葉，威尼斯已經成為歐洲印刷業中心，在1481年到1500年新設立的印刷所，約近百處之多，出版的書籍質量也佳。威尼斯的印刷法完全和中國相同，所用的墨是煙炱和膠水溶成，呈棕黃色，印書只印紙的一面。意大利、德意志及荷蘭先后成為歐洲雕板印刷的最早基地。至于活字印刷，也是中國的發明。畢昇在慶歷年間（1041——1048年）已用膠泥刻字，制成活版印書。南宋學者周必大用膠泥活字印刷了自己的著述《玉堂雜記》。13世紀時又發明了錫活字，但推行不廣。元代王禎在膠泥活字的基礎上，創木活字，并總結了活字印刷技術，寫出《造活字印書法》。1298年，王禎利用木活字，印刷《大德旌德縣志》（安徽旌德縣）100部，每部有6萬多字，不到1月便全部印成。不久，這種木活字又被西域維吾爾人使用。

沈括：《夢溪筆談》卷十八對畢昇創造活字印刷術有記載。維吾爾文字有拼音的特點，古維吾爾文的木刻活單字正適合拼音文字的需要。回鶻文木活字資料：15、16世紀，銅活字在南京、蘇州、無錫、常州一帶流行，在福建建寧、建陽一帶也較為流行；1508年，常州地區創行鉛活字。清初，用銅活字印刷《欽定古今圖書集成》，每部印5000多冊。杜石然等編著：《中國科學技術史稿》下冊，第24頁。古維吾爾文的木刻活單字對歐洲活字印刷的起源曾有過啟發作用。傳播這種木活字的或者是那些往來于元大都和歐洲之間的傳教士、占星術士和旅行家，他們從歐亞大陸北部將這些木活字帶到波斯、埃及。歐洲人從埃及人那里知道了活字印刷術，從而促成了德意志、荷蘭、法國先后試驗活字印刷。1454年，德意志人谷登堡開創了歐洲活字印刷術，用金屬活字（鉛、錫、銻合金制成）在300張羊皮上印刷成第一部拉丁字母的《圣經》印刷本。印刷術的發明，使得文化極為落后的歐洲逐漸改變了只有僧侶才能讀書寫字和接受較高教育的狀況，使文化逐漸回到平民的手里。在歐洲，“印刷術變成了新教的工具，變成了科學復興的手段，變成了對精神發展創造必要前提的最強大的杠桿。”——馬克思《機器，自然力和科學的應用》人民出版社，1978年版第67頁。）

歐洲人發明金屬合金活字印刷術時，紙張的使用尚不普及；而中國發明木刻活字時，紙張已經普及。可是，中國活字印刷術卻推廣不起來，其原因值得我們深思。三、航海羅盤的使用和推廣古代中國已經發現磁石和它的指極性。早在戰國時期，就有關于指南針的始祖“司南”的記載。《韓非子·有度篇》里有“先王立司南以端朝夕”的話，“端朝夕”就是正四方的意思。而這里的司南大概是用天然磁石制成的，樣子像勺，圓底，置于平滑的刻有方位的“地盤”上，其勺柄指向南。司南是指南針發明前最初的也是最重要的創造。但是，由于用天然磁石琢磨司南時，容易因打擊、受熱而失磁，所以司南的磁性較弱，而且它與地盤接觸處轉動磨擦的阻力又較大，難以達到預期的指南效果。這可能是司南在相當長時間內未能得到廣泛使用的主要原因。唐代以后隨著航海事業發展的需要，又制成了人造磁體指南針。這種指南針將縫紉用的鋼針。經人工傳磁，用磁石磨針鋒而做成。北宋大科學家沈括（1032—1096年）已知磁針常略偏東，認識了地磁偏差。沈括在《夢溪筆談》卷24中對當時4種磁針指南的方法，都作了概括，即水浮法、指甲旋室法、盌（即碗）唇旋定法、縷旋法（用蠟把細絲線綴在指南針中間，懸在無風處，）以后一種方法最為精確。以上4種方法，指南針均無固定的裝置。參見沈福偉：《中西文化交流史》，第345頁。航海事業的發展，需要有較好的指向儀器，這給磁體指向儀器的進步以直接的刺激和推動。經過長期的實踐與反復的試驗，到宋代，人們在人工磁化方法和使用磁針的方法兩個方面的探索，取得了重大的進展，導致了指南針的發明和廣泛的應用。參見杜石然、范楚玉等編著《中國科學技術史稿》下冊，科學出版社1985年版，第10頁。為了使指針有固定的裝置，以便在航行中定向，就出現了羅盤，最初叫地螺。南宋孝宗淳熙年間（1174—1189年）曾三因的《因話錄》中所稱的地螺，是古代堪輿家（風水先生）用的由方形栻占地盤向圓形的羅經盤過渡的名稱。羅經盤是將傳統使用的八干（甲乙丙丁庚辛壬癸）、十二支（子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥）、四卦（乾坤巽艮）組成的二十四向地理分向法，裝在圓盤內，用指南針指示方向，正針之外又有兩位間的縫針，共合四十八向。

世界上最早記載指南針用于航海事業的是北宋徽宗宣和年間（1119——1125年）朱彧的《萍洲可談》。朱彧在書中追述了其父朱服在元符、崇寧年間（1098——1102年）在廣州當官時的見聞：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。”宣和五年（1123年，）徐兢《宣和奉使高麗圖經》卷34，又提及指南針用于航海：“是夜洋中不可住，惟視星斗前邁，若晦冥則用指南浮針以揆南北。”這種浮針應該是水羅經的雛型。以上材料說明，在11世紀末指南針確已在航海中使用；不過，當時航海主要依賴天文導航，僅在陰暗天氣才使用指南針。英國學者李約瑟甚至推測早到9、10世紀就已有水羅經用于航海。（J·Needhan，ScienceandCivilisationinChina第4卷，3分冊，563頁，劍橋1971年版）到了13世紀羅盤導航已成航海的唯一依據。南宋趙汝適所著《諸蕃志》（二卷，著于寶慶元年，即1225年）說：“舟舶來往，惟以指南針為則，晝夜守視惟謹，毫厘之失，生死系矣。”既然精確到毫厘不能差失，一定已是使用羅經指向了。南宋度宗咸淳年間（1265——1274年）吳自牧的《夢梁錄》卷12“江海船艦”條中，正式把航海用的羅經稱作“針盤。”據19世紀法國學者漢納的研究，阿拉伯文獻中出現羅盤的確實記載，是在13世紀初阿布·菲達所寫的《地理志》一書中。據說在1180年羅盤已被阿拉伯水手稱為“水手之友”。至于歐洲，在拉丁文獻中早到12世紀末葉已見使用羅盤。可以確定的事實是，12世紀后期羅盤已經傳入地中海，首先采用羅盤的是意大利商船。歐洲人最初使用的羅盤，在技術上根本不可能勝過中國航海家掌握的導航技術。直到14世紀末，歐洲使用的羅盤仍不及中國的精確。據英國詩人喬叟（1342—1400）在1391年所記，當時英國的航海羅經是用三十二分度，這與中國的盤式不同。航海羅盤的使用導致了針路和航海地圖的出現，使海上航行進一步完善。從周去非所撰《嶺外代答》（1178年）卷6，可以推測12世紀時已有針路的設計。航海者可以依靠針路（航海地圖上的指南針位連接線？）來計算航海里程和確定船只位置。元初海運仰仗針路，史書上有明確記載。周達觀在1295年從溫州乘船出使真臘（柬埔寨）就憑針路航行。鄭和下西洋，也全憑針路航行自如，深入南印度洋。13世紀下半葉有成批的漢人和蒙古人從海上僑居印度，他們經常在南印度的奎隆、科澤科特、以及也門的亞丁，與來自阿拉伯以及威尼斯、熱那亞等意大利城市的基督徒航海家接觸，把中國航海家繪制的印度洋航海圖傳給了這些基督徒航海家。這促使了公元1300年前后，實用航海圖如雨后春筍般的在歐洲問世。現存最早的這類航海圖大致在1280年左右就已在歐洲出現，至今尚存且有年份可考的是1311年維斯康特所繪的航海圖。具有針路的中國航海圖傳入歐洲以后，促使歐洲航海家（意、西）重新注意到古希臘托雷美的座標系統，把已經中斷了1000多年的希臘人定量制圖學再度引入航海圖的繪制中。到15世紀，歐洲航海圖已經重新確立了托雷美的制圖原則。于是，歐洲航海圖的精確性開始趕超中國航海圖了。歐洲人在商業航海中獲得了巨大的利潤。因此，他們對于航海中不可缺少的指南針自然十分重視，不惜以重金招聘技術人員，進行改革與研制工作。發明了旱針。歐洲人把中國羅盤加以改進，采用支軸裝置羅經，用一個支軸的尖端頂在磁針中部，使磁針水平旋轉，在航海上使用較水針方便，稱為旱針。在12世紀后期歐洲已在航海上使用這種旱針了。這種支軸裝置的磁石指南器在13世紀時也出現于南宋，當時出現了木刻的指南龜。不過，中國的這種指南龜最初大都用于幻術，并未在航海上推廣。從文獻上看，我國使用的支軸指南針（旱針）是在16世紀上半期從日本傳入的。又據日本《兩儀集說》，日本的旱針（水母形浮動的花針盤）是從歐洲船舶借用的，最初是由抵達日本的葡萄牙和荷蘭船傳入。當時旱羅盤仍不如采用四十八分向法的水羅盤精確、實用。但隨著歷史的發展，針頂（支軸）磁針終于成為新一代航海、航空羅盤的基本裝置。（明）李豫亨：《推篷寤語》、《青鳥緒言》（隆慶四年）。引自沈福偉：《中西文化交流史》，第349頁。羅盤的使用，使人們獲得了全天候航行的能力，人類才第一次得到了在茫茫大海上航行的自由。羅盤的使用，使人們可以在海上通行到世界各個大陸，人類的生存空間真正從陸地延伸到了大海。大海不再是人類交通的障礙；大海把人類世界聯系成一個整體。馬克思說：“羅盤打開了世界市場并建立了殖民地。”然而，指南針在中國并沒有引起社會經濟的巨大發展，原因何在？原因之一，科技的發展需要經濟的刺激和社會需要的推動，中國曾有過鄭和七次下西洋（1405——1433）的壯舉，但其目的在于政治而不是經濟。沒有經濟的刺激，科技的發展難以持久。當科學技術滿足了社會和經濟需要之后，社會就很難提出超過自身需要的要求了。中國封建社會提出了定方位的要求后，就推動了指南針的發展，一旦滿足了這一“低層次”的需要后，中國社會就心滿意足，再無更高的要求了。

其二，科技發展需要積累和理論的創新。中國傳統科技體系中，沒有“專著”的寫作方式，致使后人不可能站在前人已達到的高度向前探索。中國沒有自然科學內容的教育制度，不能保證正常的知識繼承，也不能使科技成果上升到理論高度。歐洲則截然不同，吉爾伯特在1600年發表了《磁石論》，建立了關于磁力現象的理論體系。當發明指南針故鄉的人對磁學的知識仍停留在擺弄羅盤測方向的同時，歐洲許多科學家為了滿足社會的需要，都積極從事磁和電的研究，逐漸認識到光、電、磁、化學力都是相互聯系的。1831年，法拉第發現電磁感應現象，從而把機械運動，磁與電流的產生普遍地聯系在一起，為發電機的制造奠定了理論基礎。顯然，社會政治制度、民族心理和思維方式，也制約著科技的發展。四、火藥、火器的西傳及其影響（一）火藥，火器的發明火藥的發明和煉丹術，本草學有很大的關系。黑色火藥是由硝石、硫黃、木炭三者按比例配合的粉狀混合物，所以又稱為藥。火藥的發明是由煉丹家在煉制丹藥時控制火候而引起的。8、9世紀成書的《真元妙道要略》提到了硝石伏火。在伏火過程中，加入硫黃或木炭。有時伏火未成，造成失火，這使煉丹家注意到硝、硫、炭三者相混，具有劇烈的燃燒作用，這種混合物，就是初始的黑色火藥。第一次把火藥的配方記錄下來的是隋末唐初的煉丹家和藥物學家孫思邈。在他所著的《丹經》中，提到了硫磺的“伏火”方法：把硫磺、硝石各二兩的粉末放進鍋里，然后加入三個燒紅成炭的皂角，使之產生焰火。火藥一經發明，首先被用作傳統的火攻法的工具。《新唐書·李希烈傳》記德宗（780——804年）時，李希烈稱帝，劉洽在宋州（商邱）死守，李希烈部下采用“方士策”，燒毀了劉洽所部的戰棚和城上的防御物。這“方士策”暗示了李希烈曾采用煉丹家新發明的火藥火攻法。宋元時期，火藥的配方已經脫離了初始階段，各種藥物成分有了比較合理的定量配比，并且在軍事上得到實際應用。火藥和火器制造開始成為軍事手工業的一個重要部門。火箭、火炮、成為宋朝的常備火器。（火炮是用拋石機投擲火藥燃燒體。）爆炸性火器在11世紀上半期即已出現，這是火器制造技術提高的標志之一。霹靂火毬、霹靂炮就是最初的爆炸性火器。1221年金兵攻蘄州（湖北蘄春）守城宋軍備有大量皮火炮（用皮殼裝火藥）,金兵同使用了鐵火炮（類似近代的地雷，炸彈之類）。1257年李曾伯提到“荊淮鐵火炮有十數萬只之多”（李曾伯《可齋續稿后集》引自杜石然等編著：《中國科學技術史稿》下冊，第6頁）。火炮已經發展到鐵制階段，而且其數量已相當可觀。這種鐵火炮具有穿透鐵甲的威力。1274年，1281年元兵兩次進攻日本，都曾使用鐵火炮。在火炮發明，使用的同時，中國人還發明了管形火器。1132年陳規守德安（湖北安陸）時發明了長竹竿火槍二十多桿：將火藥裝在竹管中，臨陣點放，出現了世界上第一批管形火器。1259年壽春府（安微壽縣）創制了一種突火槍，“以巨竹為筒，內安子窠，如燒放焰絕，然后子窠發出，如炮聲，遠聞百五十余步。”（《宋史·兵志）這是世界上最早使用子窠的管形火器，為以后射擊性管形火器使用子彈開了先聲。元代已開始制造世界上第一批金屬鑄的管形火器，出現了“火銃”。1970年在黑龍江阿城縣半拉城子出土了一件銅銃，長34厘米，重3．55公斤，據考證，是1287年平定乃顏叛亂時所用的火器，是世界上現存最早的金屬管形火器。《元史·達禮麻識理傳》卷145記載，在1287年達禮麻識理對付擁兵燕京的索我帖木耳時就使用了火銃，這是對“銃”形火器最早的文獻記載。最早的一支有銘文的銅銃鑄于元至順三年（1332年）現藏于中國歷史博物館。銅火銃是迄今已發現的世界上最古老的金屬管形火器。2004年6月9日，寧夏銀川市發現一件銅制火銃，鑄于元朝至元八年（1271年），編號2565。該火銃長34．6厘米,口徑2．6厘米，重1．55公斤，樣子像一個拉長的花瓶。（《錢江晚報》2004年6月10日D3版。）明初洪武年間（1368——1398年）制造的銅炮在技術上已趨于完善。洪武銅炮存世的超過十尊，在內蒙古、山東、廣東都有發現。明初還開始用鐵鑄造手銃和大炮。廣東高要縣出土了三支明初鐵銃，銃口內徑2厘米左右，長26．5厘米，稱無敵手銃。現存最早的鐵炮造于1462年（宣德元年）十一月。但這個時期火炮并未形成大批量生產。明嘉靖二年、七年（1523，1528年），明朝曾鑄造大樣佛朗機炮32付（2尺8寸5分），小樣佛朗機炮4000付，工匠來自廣東。到16世紀中葉，火炮鑄造技術逐漸失傳。原因何在？請大家思考。

《明會典》卷193。（二）火藥和火器的西傳伊斯蘭國家本來出產硫黃，而不知用硝。8世紀，中國煉丹術傳入伊斯蘭世界，阿拉伯人才知道有硝。對阿拉伯國家來說，硝是中國的特產，所以硝初入西亞，被波斯人叫做“中國鹽”，阿拉伯人為之為“中國雪（taljal_sini）。”因為硝色白如雪，味咸如鹽。波斯文中的“中國鹽”大約是對山西澤州硝這一類硝酸鈉的稱呼。硝在伊斯蘭國家起初用于醫藥（治療癲癇病，作瀉下劑）和煉丹術。以后隨著硝的開采，硝也被推廣到玻璃制造業中（《諸蕃志》卷下）在伊斯蘭世界，硝開始用于制造火藥在13世紀初，這可以由硝在名稱上的變化看出。曾經到過北非、埃及和兩河流域的醫生伊本·貝塔爾（IbnBatar,1197——1248年）在《醫方匯編》中的“巴魯得”(barud)條下有個詮釋：“這是埃及老醫生所稱的中國雪，西方（北非和西班牙）普通人和醫生都叫‘巴魯得’，稱作‘焰硝花。’”在現代阿拉伯文中，“巴魯得”指火藥，但在中古時期是指硝。

Leclerc，Traitedessimples，1883，Vol.I，p.71.引自沈福偉《中西文化交流史》，第354頁。硝的譯名，由中國鹽，中國雪而變成巴魯得，不但使硝由中國西傳波斯、埃及的傳播路線一清二楚，而且對硝輸入伊斯蘭國家由醫藥和化學藥劑的應用變成配制火藥、制作火器的藥料之過程也顯得脈絡分明。硝用途的轉變，大約在13世紀上半期發生。巴魯得一名出現在13世紀上半期，是硝已被用于燃燒的最好說明。萊頓大學（荷蘭）收藏一本1225年寫的論述火攻法的書，在各種火攻法和引火物中，未見有硝。可知硝在這年前尚未被用制火藥（被誰用制？）。又據1249年的阿拉伯文抄本，埃及阿尤布朝（1172——1249）國務大臣奧姆萊主持了伊斯蘭國家第一次制造火藥。在阿尤布蘇丹統治下的埃及完成了將硝用于配制火藥的初步試驗。從以上材料，可以看出，在公元1225年到1248年間，火藥確已傳入伊斯蘭國家。這是火藥進入伊斯蘭國家的第一階段。含有硝的中國火藥，很可能是由中國東南沿海經過海路直接傳入埃及的。因為在宋代，中國帆船常到亞丁，這些帆船裝備火器，往返于阿拉伯香岸和泉州之間。埃及僑民也分布在杭州和泉州等地，他們是這種新發明最可靠的傳遞者。南宋的煙火、爆竹等很可能都在這一階段經海路直接傳入埃及。看來，試制火藥和煙火，埃及早于阿拉伯和波斯。火藥傳入伊斯蘭國家的第二階段，是在1258年巴格達陷落后，各種火器由元帝國傳入阿拉伯國家。1285——1295年間，哈桑·拉曼（al—Hasanal—Rammah

Najmal—dinal—Ahdab

）用阿拉伯文寫了一部兵書《馬術和軍械》（Kitab

alfurusi

yawal

munasub

al_harbiya）。從這本書中可以知道，火藥不但源出中國，就連煙火、火器都是從中國傳去的。該書列舉了5個火藥方子，與《武經總要》（曾公亮、丁度等于1040——1044年編著）中所列的毒煙火毬、蒺藜火毬方子和火藥方子都很相似。而在時間上晚了2個世紀。中國的火箭和火槍也成了伊斯蘭國家最早的火器。在《馬術和軍械》中有一種契丹火槍，槍頭叫“契丹火箭”（Sahm

Xatai）。大約在1267年到1274年間，阿拉伯人已經開始使用小型的管形火器火槍了。（13、14世紀時西方人稱中國為“契丹”Xatai，所以傳入的火器也都有契丹的名稱。）管形火器傳入伊斯蘭國家后，由于使用方便，威力強大，因而這些新式武器立即受到重視。13世紀末、14世紀初，伊斯蘭國家將蒙古人傳去的火筒和突火槍加以改進，發展成兩種“馬達發”（madfa‘a）。“馬達發”在現代阿拉伯語中仍意為“火器”。這種馬達發以木制筒，筒內裝上火藥，筒口插上一支箭或安一枚石球，點著引線后，火藥立即發作，將箭或石球射出，打擊敵人。馬達發與宋朝的火筒、突火槍原理相似。14世紀時，埃及的馬木魯克軍隊裝備了一批“馬達發”，并有了大型的銅炮。伊朗和印度的火藥和火器是直接從中國傳入的。因此，在新波斯語、印地語和土耳其語中，大炮就叫“top”，其音與漢語的“大炮”相同。沈福偉：《中西文化交流史》，第357頁。歐洲有關火藥的初步知識，是從阿拉伯人那里學到的；他們最初使用的火器也是從阿拉伯各國傳入的。13世紀下半葉，歐洲才開始將伊斯蘭國家的一種火攻書《制敵燃燒火攻書》（Liber

IgniumadComburendos

hostes）譯成拉丁文。該書是13世紀中葉伊斯蘭國家人士所寫的。該書成為歐洲論述火攻法最早的一本書。該書列舉了用于軍事上的14個火藥配方。歐洲著名學者、煉丹術士大亞爾卑爾特（1193—1280）和羅杰·培根（1214—1292年）著作中講到火藥的地方，都是采自《制敵燃燒火攻書》。他們對在歐洲傳播火藥知識起過一些作用。不過，歐洲人是在與伊斯蘭教國家進行軍事沖突中才真正學會使用火藥和制造火器的。西歐各國在與穆斯林軍隊作戰中吸取了足夠的教訓，其中最沉痛教訓有3次。第一次是在1290年的阿卡（Akka，或Acre）之役，馬木魯克人使用92座拋石機不停地攻擊阿卡城，拋石機不但拋投巨石，也發射火球、火瓶和火罐，終于使法蘭克人不得不從這座亞洲大陸的最后堡壘撤走，宣告了十字軍在亞洲的徹底戰敗。第二次是在1325年，西班牙卡斯提爾反抗阿拉伯人的統治，阿拉伯人用拋石機發射火球攻擊巴沙（Baza）城，傷害了人畜、焚毀了屋舍。第三次是在1342年，摩洛哥人用大炮保衛阿耳黑西拉斯，抗拒葡萄牙國王阿方索十世的侵略，使葡萄牙人遭受重大傷亡。像雕版印刷和造紙一樣，西班牙和意大利也是最先從伊斯蘭國家傳入先進的火器的地方。就在阿拉伯人攻打巴沙的次年，即1326年，火器的秘密就被意大利人掌握了，佛羅倫薩下令制造鐵炮和鐵彈，造