[摘要]中國古代四大發(fā)明，在世界古代科技文化發(fā)展史中占有非常重要的地位。甘肅近年來出土的一些文物為我們重新認識四大發(fā)明的產(chǎn)生、發(fā)展，提供了新的依據(jù)，也證實了甘肅是古代科技文化的重要傳播基地。

[關鍵詞]甘肅;考古發(fā)現(xiàn);四大發(fā)明

[中圖分類號]K872 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-3115(2009)20-0025-03

造紙術、印刷術、指南針、火藥是中國古代四大發(fā)明，為世界科技文化做出過巨大貢獻。作為絲綢之路咽喉要地的甘肅，近年來出土了一些文物，為我們重新認識四大發(fā)明的產(chǎn)生及其在絲綢之路的傳播，提供了新的依據(jù)。

一

在中國，在紙張發(fā)明以前，新石器時代人們最初是“結繩記事，契木為文”。進行交流、表達思想感情或描繪事物，商周時期出現(xiàn)了甲骨文和金文，春秋時則用竹簡、木牘、縑帛等作為記事材料。此外，還將抽絲織綢和制取絲棉時殘絮的薄片用于書寫。古埃及人曾用紙草，古印度人用貝樹葉，古巴比倫人用泥磚，古羅馬人用蠟板，歐洲人則把中亞細亞人制作的小山羊皮等當作書寫材料。上述材料有的笨重，有的昂貴，有的來源較少，無法適應當時社會文化發(fā)展的需要。關于紙張的最早來源，傳說是古代婦女們在水中漂洗布帛時發(fā)明了用蔽綿制成的絮紙。東漢元興元年(105)，蔡倫以樹皮、麻頭、敝布、魚網(wǎng)等為原料，經(jīng)挫、搗、抄、烘等工藝制成的紙，人稱“蔡侯紙”，被認為是現(xiàn)代紙的淵源。直到20世紀70年代，陜西西安灞橋出土了西漢時期的麻紙才將造紙的發(fā)明時間提前至公元前2世紀的西漢。從20世紀初以來的百年間，新疆、陜西、甘肅一帶，先后出土了30多種古紙。甘肅氣候干燥，也多次發(fā)現(xiàn)漢代紙張殘片，如旱灘坡紙、肩水金關紙、馬圈灣紙、居延紙、敦煌紙，都是“蔡侯紙”之前的遺物。其中出土的麻質古紙，曾被專家定為西漢麻紙的片狀纖維物，說明造紙術出現(xiàn)在蔡倫之前，而且可能與人們對紡織用麻的處理過程有關。甘肅武威旱灘坡墓出土的留有字跡的古紙，經(jīng)專家分析鑒定，已具有一定的強度和柔性，厚度與現(xiàn)代機制原稿紙接近，纖維交結細勻緊密，且有單面涂布加工，說明當時的造紙工序已相當精細，造紙技術已達到一定水平。但這些麻質古紙上都沒有發(fā)現(xiàn)可以辨識的書寫文字，加上對化驗分析結果的解釋不同，對西漢是否已出現(xiàn)了造紙術，學術界一直有很大爭議。鑒于此，《后漢書#8226;蔡倫傳》對蔡倫發(fā)明造紙術的記載，曾一度被認為是迄今為止有時間和人物、準確記載造紙術的最早記錄。蔡倫對造紙術的改革和推廣，使紙的使用在東漢后日漸增多。從考古發(fā)掘出的漢代古紙看，其中不少帶有書寫字體，而且質量明顯提高。這些古紙包括詩抄、書信，還有書札的殘片，都是東漢時期的。

20世紀70年代初，甘肅省博物館文物工作隊(今甘肅省文物考古研究所)在額濟納旗的漢代居延遺址中發(fā)掘出的肩水金關紙，為我國現(xiàn)存的早期古紙標本。它由本色的廢舊麻絮、繩頭、布料制成，以多年生草本苧麻成分為主，纖維有明顯的分絲帚化現(xiàn)象。說明至遲在西漢中期，我國已出現(xiàn)了利用廢舊麻料造的初級形態(tài)的紙，為研究漢代的造紙術以及我國造紙術的起源，提供了重要的實物資料。紙張中最重要的，當屬1986年在天水放馬灘戰(zhàn)國秦漢墓中出土的紙質地圖。該圖紙張薄而軟，紙面平整光滑，用細黑線條繪制了山川、河流、道路等圖形，殘長5.6厘米，寬2.6厘米。該地圖是目前所知最早的紙張實物，它有力地證實了我國在西漢初年即文景時期(前179～156)就已經(jīng)發(fā)明了可以用于繪寫的紙，將中國造紙術的發(fā)明時間提前了近300年，對我們重新認識紙的起源、制造技術、用料及用途有特別重要的價值。

紙的出現(xiàn)，是人類文明的基礎。紙的發(fā)明及應用，對社會歷史的記載與保存、文化思想的交流與傳播，發(fā)揮了重要作用。造紙術的發(fā)明是中國古代最偉大的發(fā)明之一，也是人類文明史上一項最杰出的成就。

二

印刷術的出現(xiàn)與紙張有著密切的關系。紙張發(fā)明后，隨著經(jīng)濟文化的發(fā)展，讀書的人越來越多，對書籍的需求量也逐漸增加。初唐時期，就已出現(xiàn)了采用雕版印刷術印制的書籍。宋仁宗慶歷年間，平民畢昇在雕版印刷術的基礎上，發(fā)明了活字印刷術。它是用膠泥刻字，每字一印，燒后制成字印，再將一顆顆字印排列、鑲嵌在鐵板上，經(jīng)燒烤、壓平等工藝制成印版后，便可印刷。印版上的字印可取下反復使用。這種活字印刷方法已具備現(xiàn)代印刷的基本過程——鑄字、排版、印刷，比15世紀中葉德國人J.谷登堡制造的活字印刷工藝要早400年。繼泥活字印刷后，國人又相繼發(fā)明了磁活字、木活字、錫活字、銅活字等印刷方法。印刷術的發(fā)明和傳播，大大促進了人類文明的傳播和發(fā)展。雕版印刷術發(fā)明以后，東傳朝鮮、日本，南到越南等國;向西則通過絲綢之路逐漸傳入埃及與歐洲各國，進而傳到世界各地，大大促進了人類文明的傳播和發(fā)展。然而由于沒有實物為證，再加上年代久遠，史籍缺少記載，對于雕版印刷術的發(fā)明時代，眾說紛紜，莫衷一是。

甘肅武威磨嘴子漢墓出土的竹編筪上所貼的套色印花絹，在深棕色底上套色印染白、綠色云紋、水波紋，距今2000年左右，是我國目前發(fā)現(xiàn)的有關印刷技術的時代較早的實物之一。而敦煌莫高窟發(fā)現(xiàn)的附有紀年題記的《金剛經(jīng)》，則為研究我國雕版印刷術提供了可貴的實物資料。《金剛經(jīng)》完成于唐咸通九年(868)。原卷首尾完整，由七張紙粘接而成，每張長76.3厘米、寬30.5厘米，全長約534厘米。卷首為一幅釋迦牟尼說法圖，其余為《金剛經(jīng)》全文;卷末有“咸通九年四月十五日王玠為二親敬造普施”題記一行，這是世界上現(xiàn)存第一部標有年代的雕版印刷品?！督饎偨?jīng)》的正文和圖畫都雕刻得渾樸凝重，用墨濃淡適宜，清晰顯明，線條婀娜多姿，經(jīng)文字體蒼勁有力。這一切都表明印刷術發(fā)明已久，技術已瑧熟練，絕不是印刷術發(fā)明初期的作品。

西夏是雄踞西北達200年的古代王國，對印刷術的發(fā)展有重大貢獻。甘肅武威亥母洞發(fā)現(xiàn)的西夏文佛經(jīng)，不僅有木雕版，還有存世最早的泥活字版，為我國活字印刷術的發(fā)明提供了珍貴資料。張掖大佛寺發(fā)現(xiàn)的明版《大藏經(jīng)》，是我國現(xiàn)存最完整的一部明代大藏經(jīng)刻本，已被國家文物局鑒定為國寶級文物。

三

指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而制成的一種指向儀器，有不同的造型。早在戰(zhàn)國時期，中國先民就已發(fā)現(xiàn)磁石吸鐵的現(xiàn)象，并用天然磁石制造成指示方向的最早的指南針——司南。三國魏時，馬鈞利用磁鐵和差速齒輪制造出能指示方向的機械裝置——指南車。宋代沈括在《夢溪筆談》中，記載了制作指向用的磁針的方法，據(jù)此又發(fā)展成磁針和方位盤聯(lián)成一體的羅盤。此后，經(jīng)過長時期的實踐，發(fā)現(xiàn)人工磁化的方法，制成更高一級的磁性指向儀器。曾三異在《因話錄》中記載當時有“地螺”，“或有子午正針，或用子午、丙壬間縫針”。當時，陰陽家用地羅看風水。在清丈田地和判決土地訴訟時，也使用地羅。宋朝時，我國在指南針的制造方面，跟造紙法和印刷術一樣，也有很大的發(fā)展。大約在北宋初年，我國又創(chuàng)制了一種指南工具——指南魚，并且把它應用于軍事方面。據(jù)《萍洲可談》、《宣和奉使高麗圖經(jīng)》、《諸蕃志》和《夢粱錄》等史料記載，北宋后期指南針已用于航海，南宋時開始使用“針盤”導航。這種針盤還使用“浮針”，這對于海上交通的發(fā)展、中外經(jīng)濟文化交流，發(fā)揮了極大作用。指南針和磁石的相吸性，在先秦文獻中已有記載，如《呂氏春秋#8226;精通篇》、《鬼谷子#8226;反應篇》等，這無疑與人們對天象的認識逐步深化密切相關。

目前甘肅雖然還未發(fā)現(xiàn)與指南針有直接關聯(lián)的實物，但與天象有關的文物已有所發(fā)現(xiàn)。甘肅武威磨嘴子西漢墓出土的木栻盤中，已包含人們對天象的認識。該栻盤邊長9.6厘米，為占卜、歷數(shù)用具，由兩個圓形盤和方形盤組成，分別代表天與地，上面刻有北斗七星和28宿星象，還刻著表示周天度數(shù)的365 度的182個圓點。莫高窟藏經(jīng)洞文書中也有關于天象和星宿的大量資料。1993年，甘肅天水曾發(fā)現(xiàn)一座北周墓，墓頂壁畫上有二十八星宿，繪制清晰。漳縣汪家墳元代墓葬中出土的一座木屋，屋頂呈歇山狀，下面有二十八個斗拱，也代表著天上的二十八個星宿。這一切都為我們研究古代的天文、歷法，提供了重要的實物資料。

四

火藥起源于中國古代的煉丹術。古代煉丹家們利用早在漢代就已掌握的金石藥物硝、硫，經(jīng)過長期的煉丹實踐，至遲在唐憲宗元和三年(808)以前便已發(fā)明了火藥，并在五代末、北宋初用以造出縱火用的火藥兵器?；鹚幭扔糜谲娛?，而后才成為民間供神或婚喪之用。到11世紀中葉，火藥制造技術有了明顯的進步。宋朝東京開封府還有專門生產(chǎn)火藥的部門?！段浣?jīng)總要》一書記載了火藥的三種配方，表明當時火藥生產(chǎn)已達相當規(guī)模。南宋時，火藥的使用越來越普遍，火器也得到了進一步的發(fā)展。南宋中期以后，火藥兵器在兵器中的比重顯著增大。此后，在宋、金、元之間的戰(zhàn)爭中，火藥的使用愈益頻繁。元、明又發(fā)現(xiàn)了銅鐵鑄造的管狀火器——銃和炮。1980年5月，甘肅武威針織廠出土一件保存完好的銅火銃，內(nèi)存直徑0.9厘米的鐵彈丸1枚，黑火藥0.1公斤，表明它是實用兵器?；疸|長100厘米，內(nèi)徑12厘米，重108.5公斤，由前膛、藥室、尾銎三部分構成。時代應為西夏晚期，故稱“西夏銅火炮”。甘肅西和縣出土的元代黑釉瓷蒺藜，屬于爆炸火器，器物高10.7厘米，外殼為瓷胎，中間有一小洞，里面可裝滿火藥，并有白色捻子，點燃爆炸后有較強的殺傷力。此件器物表面被制成多個乳釘狀，爆炸后的碎塊可阻擋敵方騎兵通過。甘肅省博物館、蘭州市博物館及靜寧、張掖等地博物館，也收藏有明代用于長城、城市防守的銅火銃，重量都在10公斤以上，點捻后即發(fā)火威，殺傷力很強。這些為我們研究火藥在西北地區(qū)的運用和發(fā)展，提供了有力的物證。

五

中國古代的四大發(fā)明以其當時在世界上領先的科學技術水平，推動了人類社會的進步和發(fā)展，也使我國成為世界文明古國之一。中國的古代四大發(fā)明，在歐洲近代文明產(chǎn)生之前陸續(xù)傳入西方，擴大了文化的傳播范圍，為世界貿(mào)易和手工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎，推動了人類歷史的進程。甘肅地處東亞與中亞的交匯處，獨特的地理位置使它成為絲綢之路的交通要道，境內(nèi)出土和發(fā)現(xiàn)的一些與四大發(fā)明有關的文物，證實了甘肅不愧是古代科技文化的重要傳播基地。

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