《中国古代大发明》

中国古代四大发明自然辩证法学习参考案例整理课件指南针•整理课件简介•整理课件指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了可以实用的指南针。原理•整理课件地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。指南针的始祖•整理课件目前传统的观点认为指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。样子像一把汤勺，圆底，可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡，且可以自由旋转。当它静止的时候，勺柄就会指向南方。当时的著作《韩非子》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。《鬼谷子》中记载了司南的应用，郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。指南针的始祖•整理课件目前的司南模型是由我国著名科技史学家王振铎根据根据《论衡》中的记载，考证并复原的。司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十四向，置磁勺于盘中心圆面上，静止时，勺尾指向为南。司南•整理课件古人的理解•整理课件中国最早的指南针理论，是建立在阴阳五行学说基础上的“感应说”。11世纪中叶时我国大科学家沈括还对指南针感到匪夷所思，他的《梦溪笔谈》介绍了指南针的人工磁化方法、磁偏角的发现和指南针的架设方法，但对指南针为什么会指南却没有一点概念——“磁石之指南……莫可原其理！”随后，文人学者们从阴阳五行学说出发，结合当时人们对大地形状的认识，提出各种指南针理论。例如，最晚成书于宋代的《管氏地理指蒙》，首先提出如下逻辑：古人的理解•整理课件“磁针是铁打磨成的，铁属金，按五行生克说，金生水，而北方属水，因此北方之水是金之子。铁产生于磁石，磁石是受阳气的孕育而产生的，阳气属火，位于南方，因此南方相当于磁针之母。这样，磁针既要眷顾母亲，又要留恋子女，自然就要指向南北方向。”古人的理解•整理课件迫。南宋人的指南针原理，仍认为“指南针之所指，即阳气之所在”，只是围绕磁偏角现象，立论依据更多转向地理方位的坐标系统——中国古人认为地是平的、大小有限，这样地表面必然有个中心，过该中心的那条子午线就是唯一的南北方向。南宋人曾三异等认为，一旦测量地点不在这条南北线上，指南针所指向自然“少偏”。到明代，有人假托南唐人著作指出，指南正针由大地方位系统决定，而偏角则由天体方位划分系统所决定。这种说法体现了传统指南针理论在阴阳感应学说和磁偏角的存在这一矛盾面前所表现出来的窘古人的理解•整理课件明万历年间（公元1573～1620年），传教士来华，带来西方的指南针理论、地球学说以及相关科技知识。受其影响，中国学者开始从新的视角探讨指南针理论问题，在此过程中，阴阳五行的作用不断淡化，力学角度的分析不断增加，但吉尔伯特1600年提出的科学理论连西方学界都没统一，更谈不上入主东土。古人的理解•整理课件传教士中，1658年抵华的比利时耶稣会士南怀仁的指南针理论最系统，但他认为决定磁针指向的是地球的地理南北两极本身，理论仍然局限在古代科学的范围，而不像吉尔伯特认识到地球本身存在一个磁体。南怀仁理论在中国影响深远，直到19世纪中叶，我国仍有学者用它解释指南针问题。而此时，清末来华的传教士已开始着手把西方近代磁学知识介绍给中国了。火药•整理课件简介•整理课件火药最早是用硝石、硫磺和木炭这三种物质混和制成的，而当时人们都把这三种东西作为治病的药物，所以取名“火药”，意思是“着火的药”。起源•整理课件火药起源于炼丹术。炼丹术起源很早，《战国策》中已有方士向荆王献不死之药的记载。汉武帝也妄想“长生久视”，向民间广求丹药，招纳方士，并亲自炼丹。从此，炼丹成为风气，开始盛行。历代都出现炼丹方士，也就是所谓的炼丹家。炼丹家的目的是寻找长生不老之药，这样的目的是不可能达到的。炼丹术流行了一千多年，最后还是一无所获。但是，炼丹术所采用的一些具体方法还是有可取之处的，它显示了化学的原始形态。起源•整理课件炼丹术中很重要的一种方法就是“火法炼丹”。它直接与火药的发明有关系。所谓“火法炼丹”大约是一种无水的加热方法，晋代葛洪在“抱朴子”中对火法有所记载，火法大致包括：煅（长时间高温加热）、炼（干燥物质的加热）、灸（局部烘烤）、熔（熔化）、抽（蒸馏）、飞（又叫升，就是升华）、优（加热使物质变性）。起源•整理课件这些方法都是最基本的化学方法，这也是炼丹术这种愚昧的职业能够产生发明的基础。炼丹家的虔诚和寻找长生不老之药的挫折，使得炼丹家不得不反复实验和寻找新的方法。这样就为火药的发明创造了条件。在发明火药之前，炼丹术已经得到了一些人造的化学药品，如硫化汞等。这可能是人类最早用化学合成法制成的产品之一。炼丹起火，启示人们认识并发明火药。火药的发明•整理课件炼丹家虽然掌握了一定的化学方法，但是他们的方向是求长生不老之药，因此火药的发明具有一定的偶然性。炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药，在使用之前，常用烧灼的办法“伏”一下，“伏”是降伏的意思。使毒性失去或减低，这种手续称为“伏火”。火药的发明•整理课件唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有：硫磺、硝石各二两，研成粉末，放在销银锅或砂罐子里。掘一地坑，放锅子在坑里和地平，四面都用土填实。把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着，然后夹入锅里，把硫磺和硝石起烧焰火。等到烧不起焰火了，再拿木炭来炒，炒到木碳消去三分之一，就退火，趁还没冷却，取入混合物，这就伏火了。火药的发明•整理课件唐朝中期有个名叫清虚子的，在“伏火矾法”中提出了一个伏火的方子：“硫二两，硝二两，马兜铃三钱半。右为末，拌匀。掘坑，入药于罐内与地平。将熟火一块，弹子大，下放里内，烟渐起。”他用马兜铃代替了孙思邈方子中的皂角，这两种物质代替碳起燃烧作用的。伏火的方子都含有碳素，而且伏硫磺要加硝石，伏硝石要加硫磺。这说明炼丹家有意要使药物引起燃烧，以去掉它们的猛毒。火药的发明•整理课件虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应，并采取措施控制反应速度，但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生。《太平广记》中有一个故事，说的是隋朝初年，有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人。当晚住在那里。半夜杜春子梦中惊醒，看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”，顿时屋子燃烧起来。这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾。火药的发明•整理课件还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事，火把人的脸和手烧坏了，还直冲屋顶，把房子也烧了。书中告戒炼丹者要防止这类事故发生。这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验，就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药，这种药被称为“着火的药”，即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中，在火药发明之后，曾被当做药类。《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫，辟湿气、瘟疫。火药的发明•整理课件火药不能解决长生不老的问题，又容易着火，炼丹家对它并不感兴趣。火药的配方由炼丹家转到军事家手里，就成为中国古代四大发明之一的火药。火药的应用•整理课件唐朝时的火药火药发明之前，火攻是军事家常用的一种进攻手段，那时在火攻中，用了

一种叫做火箭的武器，它是在箭头上绑一些像油脂、松香、硫磺之类的易燃物质，点燃后用弓射出去，用以烧毁敌人的阵地。如果用火药代替一般易燃物，效果要好得多。火药的应用•整理课件火药发明之前，攻城守城常用一种抛石机抛掷石头和油脂火球，来消灭敌人。火药发明之后，利用抛石机抛掷火药包以代替石头和油脂火球。据宋代路振的《九国志》记载，唐哀帝时（十世纪），郑王番率军攻打豫章（今江西南昌），“发机飞火”，烧毁该城的龙沙门。这可能是有关用火药攻城的最早记载。火药的应用•整理课件两宋时的火药到了两宋时期火药武器发展很快。据《宋史·兵记》记载：公元970年兵部令史冯继升进火箭法，这种方法是在箭杆前端缚火药筒，点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭簇射出，这是世界上最早的喷射火器。公元1000年，士兵出身的神卫队长唐福向宋朝廷献出了他制作的火箭、火球、火蒺藜等火器。1002年，冀

州团练使石普也制成了火箭、火球等火器，并做了表演。火药的应用•整理课件火药兵器在战场上的出现，预示着军事史上将发生一系列的变革。从使用冷兵器阶段向使用火器阶段过渡。火药应用于武器的最初形式，主要是利用火药的燃烧性能。随着火药和火药武器的发展，逐步过度到利用火药的爆炸性能。火药的应用•整理课件1044年曾公亮主编的《武经总要》一书中介绍了三种火药配方，以不同的辅料，达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕的不同目的。南宋时出现了管状火器，公元1132年陈规发明了火枪。火枪是由长竹竿作成，先把火药装在竹竿内，作战时点燃火药喷向敌军。陈规守安德时就用了“长竹竿火枪二十余条”。火药的应用•整理课件公元1259年，寿春地区有人制成了突火枪，突火枪是用粗竹筒作的，这种管状火器与火枪不同的是，火枪只能喷射火焰烧人，而突火枪内装有“子巢”，火药点燃后产生强大的气体压力，把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子弹。突火枪开创了管状火器发射弹丸的先声。现代枪炮就是由管状火器逐步发展起来的。所以管状火器的发明是武器史上的又一大飞跃。火药的应用•整理课件明代的火药明代在作战火器方面，发明了多种“多发火箭”，如同时发射10支箭的“火弩流星箭”；发射32支箭的

“一窝蜂”；最多可发射100支箭的“百虎齐奔箭”等。明燕王朱棣（即后来的明成祖）与建文帝战于白沟河，就曾使用了“一窝蜂”。这是世界上最早的多发齐射火箭，堪称是现代多管火箭炮的鼻祖。火药的应用•整理课件尤其值得提出的是，当时水战中使用的一种叫“火龙出水”的火器。据“武备志”记载，这种火器可以在距离水面三、四尺高处飞行，远达两三里。这种火箭用竹木制成，在龙形的外壳上缚四支大“起火”，腹内藏数支小火箭，大“起火”点燃后推动箭体飞行，“如火龙出于水面。”火药燃尽后点燃腹内小火箭，从龙口射出。击中目标将使敌方“人船俱焚。”这是世界上最早的二级火箭。火药的应用•整理课件另外，该书还记载了“神火飞鸦”等具有一定爆炸和燃烧性能的雏形飞弹。“神火飞鸦”用细竹篾绵纸扎糊成乌鸦形，内装火药，由四支火箭推进，它是世界上最早的多火药筒并联火箭，它与今天的大型捆绑式运载火箭的工作原理很相近。火药的应用•整理课件火箭的发展，使人产生了利用火箭的推力飞上天空的愿望。根据史书的记载14世纪末，明朝的一位勇敢者万户坐在装有47个当时最大的火箭的椅子上，双手各持一个大风筝，试图借助火箭的推力和风筝的升力实现飞行的梦想。尽管这是一次失败的尝试，但万户被誉为利用火箭飞行的第一人。为了纪念万户，月球上的一个环行山以万户的名字命名。造纸术•整理课件简介•整理课件中国是世界上最早养蚕织丝的国家。古人以上等蚕茧抽丝织绸，剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕，篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了，篾席上的残絮便积成一层纤维薄片，经晾干之后剥离下来，可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多，在古书上称它为赫蹏或方絮。这表明了中国造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。简介•整理课件东汉元兴元年（105）蔡伦改进了造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等植物原料，经过挫、捣、抄、烘等

工艺制造的纸，是现代纸的渊源。自从造纸术发明之后，纸张便以新的姿态进入社会文化生活之中，并逐步在中

国大地传播开来，以后又传布到世界各地。蔡伦与蔡伦纸•整理课件发展过程•整理课件西汉初年，政治稳定，思想文化十分活跃，对传播

工具的需求旺盛，纸作为新的书写材料应运而生。许慎

著《说文解字》，成书于公元100年。谈到“纸”的来源。他说：“‘纸’从系旁，也就是‘丝’旁”。这句话是

说见当时的纸主要是用绢丝类物品制成，与现在意义上

的纸是完全不同的。许慎认为纸是丝絮在水中经打击而

留在床席上的薄片。这种薄片可能是最原始的“纸”，

有人把这种“纸”称为“赫蹄”。发展过程•整理课件这可能是纸发明的一个前奏，关于这种“纸”的记载，可以追溯到西汉成帝元延元年（公元前12年）。《汉书·赵皇后传》中记录了成帝妃曹伟能生皇子，遭皇后赵飞燕姐妹的迫害，她们送给曹伟能的毒药就是用“赫蹄”纸包裹，“纸”上写：“告伟能，努力饮此药！不可复入，汝自知之！”。由此推测纸可能与丝有一定关系。发展过程•整理课件从迄今为止的考古发现来看，造纸术的发明不晚于西汉初年。最早出土的西汉古纸是1933年在新疆罗布淖尔古烽燧亭中发现的，年代不晚于公元前49年。1957年5月在陕西省西安市灞桥出土的古纸经过科学分析鉴定，为西汉麻纸，年代不晚于公元前118年。

1973年在甘肃居延肩水金关发现了不晚于公元前52年的两块麻纸，暗黄色，质地较粗糙。发展过程•整理课件1978年在陕西扶风中延村出土了西汉宣帝时期（公元前73~49年）的三张麻纸；1979年在甘肃敦煌县马圈湾西汉烽燧遗址出土了五件八片西汉麻纸。1986年甘肃天水放马滩出土的西汉文帝时期（公元前179~前141年）的纸质地图残片，表明了当时的纸可供写绘之用。从上述西汉出土的纸的质量来看，西汉初年的造纸技术已基本成熟。西汉麻纸•整理课件发展过程•整理课件公元三到六世纪的魏晋南北朝时期，我国造纸术不断革新。在原料方面，除原有的麻、楮外，又扩展到用桑皮、藤皮造纸。在设备方面，继承了西汉的抄纸技术，出现了更多的活动帘床纸模，用一个活动的竹帘放在框架上，可以反覆捞出成千上万张湿纸，提高了工效。在加工制造技术上，加强了碱液蒸煮和舂捣，改进了纸的质量，出现了色纸、涂布纸、填料纸等加工纸。发展过程•整理课件从敦煌石室和新疆沙碛出土的这一时期所造出的古纸来看，纸质纤维交结匀细，外观洁白，表面平滑，可

谓“妍妙辉光”。公元六世纪的贾思勰还在《齐民要术》中，专门有两篇记载了造纸原料楮皮的处理和染黄纸的技术。同时，造纸术传到我国近邻朝鲜和越南，这是造纸术外传的开始。发展过程•整理课件公元六到十世纪的隋唐五代时期，我国除麻纸、楮皮纸、桑皮纸、藤纸外，还出现了檀皮纸、瑞香皮纸、稻麦秆纸和新式的竹纸。在南方产竹地区，竹材资源丰富，因此竹纸得到迅速发展。关于竹纸的起源，先前有人认为开始于晋代，但是缺乏足够的文献和实物证据。从技术上看，竹纸应该在皮纸技术获得相当发展以后，才能出现，因为竹料是茎秆纤维，比较坚硬，不容易处理，在晋代不太可能出现竹纸。竹纸应该起源于唐以后，而在唐宋之际有比较大的发展。欧洲要到十八世纪才有竹纸。发展过程•整理课件在公元十到十八世纪的宋元和明清时期，楮纸、桑皮纸等皮纸和竹纸特别盛行，消耗量也特别大。造纸用的竹帘多用细密竹条，这就要求纸的打浆度必须相当高，而造出的纸也必然很细密匀称。先前唐代用淀粉造纸术糊剂做施胶剂，兼有填料和降低纤维下沉槽底的作用。到宋代以后多用植物粘液做“纸药”，使纸浆均匀，常

用的“纸药”是杨桃藤、黄蜀葵等浸出液。这种技术早在唐代已经采用，但是宋代以后就盛行起来，以致不再采用淀粉糊剂了。发展过程•整理课件经过元、明、清数百年岁月，到清代中期，我国手工造纸已相当发达，质量先进，品种繁多，成为中华民族数千年文化发展传播的物质条件。活字印刷术整理课件简介•整理课件印刷术开始于隋朝的雕版印刷，经宋仁宗时的毕升发展、完善，产生了活字印刷，并由蒙古人传至了欧洲，所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导，为知识的广泛传播、交流创造了条件。简介•整理课件北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间，用细质且带有粘性的胶泥，做成一个个四方形的长柱体，在上面刻上反写的单字，一个字一个印，放在土窑里用火烧硬，形成活字。然后按文章内容，将字依顺序排好，放在一个个铁框上做成印版，再在火上加热压平，就可以印刷了。印刷结束后把活字取下，下次还可再用。这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术。发展过程•整理课件印刷术是中国古代劳动人民经过长期实践和研究才发明的。自从汉朝发明纸以后，书写材料比起过去用的甲骨、简牍、金石和缣帛要轻便、经济多了，但是抄写书籍还是非常费工的，远远不能适应社会的需要。至迟到东汉末年的熹平年间（公元172－178年），出现了摹印和拓印石碑的方法。发展过程•整理课件大约在公元600年前后的隋朝，人们从刻印章中得到启发，在人类历史上最早发明了雕版印刷术。雕版印刷是在一定厚度的平滑的木板上，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。发展过程•整理课件北宋平民发明家毕升发明了活字印刷，改进雕版印刷这些缺点。他总结了历代雕版印刷的丰富的实践经验，经过反复试验，在宋仁宗庆历年间（公元1041－1048）制成了胶泥活字，实行排版印刷，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。发展过程•整理课件宋人周必大（1129~1204年）曾被封为济国公，老年时从沈括那里学来了毕升的方法，印了自己的著作。他也做了一点小改动，把铁板改为铜板。铜板比铁板传热性好，易使粘药熔化，但铜板比铁板价格贵。元代的姚枢（1201~1278）提倡活字印刷，他教子弟杨古用活字版印书，印成了朱熹的《小学》和《近思录》，以及吕祖谦的《东莱经史论说》等书。不过杨古造泥活字是用毕升以后宋人改进的技术，并不是毕升原有技术。毕昇•整理课件发展过程•整理课件清康熙六年翟世琪出任饶州推官，集磁户，造青磁《易经》一部。所谓青磁（活字）据专家分析可能是以制青瓷的瓷土烧成的陶活字。1718年山东泰安人徐志定制成陶活字，印《周易说略》。他将泥土煅烧后制成活字用以排版印书，采用的仍然是毕升用过的方法。发展过程•整理课件19世纪安徽泾县的翟金生，因读沈括的《梦溪笔谈》中所述的毕升泥活字技术，而萌生了用泥活字印书的想法。他费事30年，制泥活字10万多个。1844年印成了《泥版试印初编》。此后，他又印了许多书。20世纪

60~70年代在泾县还发现了翟金生当年所制