四大发明的西传

第六讲四大发明的西传及其影响本章教学重点提要：掌握纸张、造纸术、印刷术，航海罗盘和火药、火器的发明及西传，四大发明对阿拉伯世界、欧洲的影响，分析四大发明在东西方的不同命运。（4课时）造纸术、印刷术、指南针和火药并称我国古代科学技术的四大发明，是我国人民对世界科学文化发展做出的卓越贡献。这些发明传播到西方之后，对西方社会产生了巨大的推动力。——（法）戴仁：《有关中国造纸术与发明者的研究》，载《中国史研究动态》1987年第7期，第19-23页。赵永春：《近年来四大发明研究综述》，同上刊，1989年第4期，第6-10页。一、纸和造纸术的西传1957年在西安东郊灞桥西汉墓出土的灞桥纸，是迄今所知世界上最早的植物纤维纸。该墓年代不晚于汉武帝（前140—前87年）时代。灞桥纸的原料由旧麻头、破布的麻纤维组成。这种纸具有纸质粗厚、纤维组织松散、帘纹不清等特点，是一种较原始的纸。这种植物纤维纸在居延金关。扶风中颜（）、敦煌马圈湾汉代烽燧遗址中均有发现。潘吉星：《世界上最早的植物纤维纸》，载《文物》1964年11期。西汉时期生产的这类麻质纤维纸，都无法用来书写，只能供包裹、衬垫等杂用，所以没有发现过有字的纸。关于纸之用于书写的最早文字记载，见于《风俗通》。该书记载说：光武帝（公元25——57年）迁都洛阳，“载素、简、纸经凡二千辆。”这说明在当时，除了缣素、简牍以外，已有纸写的古书。《后汉书·贾逵传》就有建初元年（79年）贾逵教二十人用简、纸经传各一通学《左氏传》的记载。显然，在蔡伦以前早已有可供书写的植物纤维纸，而并非如有的学者所说，仅有絮纸。东汉元兴元年（105年）黄门蔡伦在总结前人造纸工艺的基础上，确立了植物纤维纸制作的新工艺，增加了树皮、渔网等新原料，创造性地生产出便于书写的麻类纤维纸和皮纸。经过蔡伦的改革，不但能生产大量的麻纸，而且还发明了了皮纸。三国时期董巴已指出，用木皮抄造的纸叫榖（gu）纸，用旧麻制的叫麻纸，用鱼网制的叫网纸。榖纸，又称榖桑纸，或称楮桑纸，因地而异名。沈福伟：《中西文化交流史》，上海人民出版社1985年，第319页。纸在2世纪初由洛阳成批制作，向全国推广。由于军事和外贸的需要，新发明的纸迅速传入河西走廊和新疆地区。在罗布泊的楼兰遗址和吐鲁番的高昌遗址，出土了大批魏晋时代的纸写文书。在公元3世纪时，在楼兰等地还是木简和纸并用；从4世纪开始，纸张就完全代替木简了。1907年，斯坦因（1862—1943年）在敦煌附近长城烽燧遗址中发掘出许多汉简，纸本书和9件粟特文书信。其中粟特文书纸的原料是苧（zhu）麻。这些书信是在晋怀帝永嘉年间（311——313年）凉州（武威）的康国商人南奈一万达（Nanai_Vandak）写给撒马尔罕的亲友的。由此推断，在3世纪时，当纸张在楼兰一带使用时，大约经由波斯商人或粟特商人的使用及介绍，纸张传布到葱岭以西，并在伊拉克出现了。希提：《阿拉伯通史》，中译本，商务印书馆1979年版，第491页。在3世纪时，在地中海沿岸通行的是埃及苇纸和羊皮纸；波斯和康居等中亚各国都以羊皮纸作为官方和商业文书的书写材料，或抄写典籍；叙利亚则用树皮书写。与埃及苇纸、小羊皮纸相比，中国发明的植物纤维纸成本低廉，质地轻软，而且比苇纸细腻洁白耐磨，因而深受中亚、西亚各国人民的喜受，成为波斯和粟特商人经销的一种新产品。3世纪后萨珊朝波斯和美索不达米亚已经使用中国纸来书写。纸西传的途经，除了陆路，还有海路。埃及和叙利亚商人可能在3世纪已经成为从海路传送纸张的主角，把纸西传到埃及和叙利亚等地。造纸法的西传晚于纸的西传。新疆直到5世纪初才开始生产以生植物纤维为原料的韧皮纤维纸，主要是桑皮纸。这种纸质地较厚，也用于书写。潘吉星：《中国造纸技术史稿》第138页，引自沈福伟：《中西文化交流史》，第322页。公元751年（天宝十年）七月，怛逻斯战役爆发。是役，唐军战败，约有2万唐军官兵被俘，其中有许多被俘人员被送往中亚各地服劳役和做工，他们把中国的造纸法传到了中亚。阿拉伯史书（10世纪中叶伊斯塔兹赫里所著《道里邦国志》）说；“纸是由俘虏自中国传入撒马尔罕的。这些俘虏为济雅德（按：即战胜高仙芝的阿拉伯将领）所有，其中有一些是纸工。造纸工业发展以后，产品不仅可以供应当地的需要，也成为撒马尔罕人民的一种重要的贸易品。由此它得以供应世界各国的需要。”卡特：《中国印刷术的发明和它的西传》第134页，1955年增订本，旧版第113页。参见沙畹：《西突厥史料》，第234页。此后几个世纪撒马尔罕一直是中亚、西亚最重要的纸张供应中心。撒马尔罕纸直到11世纪上半叶，在中亚和西亚一直享有最高的声誉。该地还能生产有色纸，在阿拉伯世界独树一帜。参见王治来《中亚史纲》，湖南教育出版社1986年，第279页。除了撒马尔罕外，巴格达在公元794年也开设了一个造纸厂；9世纪时，在阿拉伯半岛东南的蒂哈玛（Tihāmah）又建一个纸厂，不久又在大马士革建立一个规模宏大的纸厂。大马士革纸厂建立以后，大马士革成为向欧洲输出纸张的中心。欧洲人曾把纸称“大马士革纸”（ChartaDamascena）。在阿拉伯境内设立的这些纸厂对推广纸张的使用，起了决定性的作用。哈里发哈仑·拉希德（786——809年）的宰相贾法尔（Jafar）便明确规定政府公文正式采用纸张，以代替耗费糜巨的羊皮纸。阿拉伯纸在西亚最终完全替代苇纸和羊皮纸，要在11世纪。在巴格达纸厂设立的前后，植物纤维纸开始流入一向以生产苇纸（纸草为原料）著名的下埃及。此后不久，9世纪末在尼罗河三角洲就建立了这种新式的造纸厂，生产植物纤维纸，和原有的苇纸展开激烈的竞争。在埃及，在9世纪末，苇纸之用于书写已经到了它的最后阶段，10世纪中叶以后，苇纸文书便告绝迹了。存世的最后一件苇纸文书年代是936年。埃及在突伦朝（Tulunid，868—905年）末期开始拥有自己的造纸厂，纸的广泛使用是在法蒂玛朝（909——1171年，即绿衣大食）。通过埃及，造纸法又传入西西里岛，并沿着地中海继续西传。大约在11世纪末年或1100年，摩洛哥的都城非斯也开始制造纸张，不久，纸传入西班牙。关于纸传入西班牙的时间。有一个材料说，西班牙科尔多瓦王朝（白衣大食，756—1236年）的开创者阿卜杜勒·拉曼（756——788年）已经用石印复制公文，分送各部门。要石印，就离不开纸。阿卜杜勒·拉曼在叙利亚摆脱了阿拔斯家族的搜索，经过马格里布逃到西班牙，重建了一个新王朝，他在叙利亚时，已知道刚在撒马尔罕开始生产的纸。在他统治时期，他设法从西亚弄到纸张，这样纸就流入了欧洲。阿拉伯人造纸所用原料，除用破麻布，大麻、和桑皮外，主要用中亚、西亚当地盛产的亚麻。法蒂玛是穆罕默德的女儿。绿衣大食建立者自称是法蒂玛（什叶派）的后裔，故名，909年兴起于北非突尼斯，定都马赫迪城；973的年迁都埃及开罗。1171年被萨拉丁推翻。北非、埃及、叙利亚曾归其统辖。白衣大食定都科尔多瓦。纸张虽然从大马士革、开罗和非斯源源不断的流入欧洲，但造纸的技术秘密却一直掌握在阿拉伯人手里。西班牙东南部的萨狄瓦城（Xativa）可能在12世纪20年代开始造纸了，萨狄瓦造纸厂是由摩洛哥的摩拉维德人兴建的。这是欧洲最早的造纸厂。（1276年，是西班牙境内有记载可考的基督教徒开始造纸的年代。）1109年，纸从北非传入西西里。在这一年，西西里国王罗吉尔一世用阿拉伯文和拉丁文颁发一道写在纸上的法令，成了欧洲现存最早的纸本文件。纸从西西里传入热那亚，花费了40多年时间，热那亚档案库内迄今还保存着一件纸本抄本，其中一部分的年代是1154年。1189年，在比利牛斯山麓的卡塔伦尼亚的赫洛尔建造了基督教世界的第一座造纸厂。不过造纸的技术仍是由穆斯林工匠操作和传授。由于教皇下令禁止用纸书写公文，意大利直到1276年才在蒙第法诺（Montefano）创办了意大利的第一家纸厂。从此以后，意大利造纸业蓬勃发展，在14世纪已经成为供应欧洲纸张的主要来源，超过了西班牙和叙利亚纸的供应。意大利纸较为厚重，光滑并且不沁水，对欧洲传统书写方法（用鹅毛管的西式笔和溶液墨汁）有很大的适应力，因而得以在欧洲推广。在14世纪初，纸在欧洲还是比较稀少的，除了西班牙以外，只有意大利有二、三家纸厂有少量的生产。这主要是由于中世纪欧洲在基督教会蒙昧主义的统治下，科学文化落后，识字人太少，文化科学知识不能得到传播，纸张不能广泛采用。14世纪末，意大利、法兰西、西班牙和德意志南部都有了纸张制造工场。到15世纪，纸在欧洲替代羊皮纸，成为通行的书写材料，不过羊皮纸仍在使用。15世纪起，造纸术以德国为中心，向东西传递。波兰的克拉科夫在1491年成立了纸厂，奥地利的维也纳迟至1498年才开始造纸。英国则是先印刷书籍，然后在1511年才兴建第一家纸厂。大约在1576年，俄国莫斯科出现了造纸厂；丹麦到1635年才设厂造纸，挪威纸厂始建于1690年。欧洲各国在17世纪时大都已采用中国式的手工生产和技术设备进行造纸。欧洲纸纯属麻纸，不渗不濡（中国纸则有麻、桑皮、楮皮、竹纸等多种纤维原料）。美洲大陆最初在羊皮、树皮等书写材料外，依靠从欧洲输入纸张。墨西哥由于西班牙人传播造纸术，在1575年开始有了美洲最早的纸厂。1690年在北美费城开始造纸。1868年，大洋洲的澳大利亚墨尔本附近开始造纸。纸从中国出发的长征，首先在公元前1世纪向西传播，经过2000年的环球旅行，才传遍五大洲。直到18世纪，欧洲为提高造纸技术，还必须求援于中国。担任过财政大臣的法国经济学家杜尔哥（Turgot,1727—1781年）曾向二位在1754年到法国研习自然科学的北京青年高类思（1733—1780年）、杨德望（1734—1787年）提出要求，希望他们在返国后弄清中国造纸的工艺流程。从杜尔哥所提的问题清单中可以知道，法国急于要掌握用米浆造纸张的技术，用藤类纤维造纸的技术设备，幅广六尺宽四尺的印刷纸的试制，以及剥制大幅纸（12×8尺）的技术，特别是巨幅纸的制造在欧洲还一无所知，各种花样纸和加工技术更非与中国可比。纸的应用推动了阿拉伯科学和文化的繁荣.。公元8世纪末期到9世纪，阿拔斯朝（750——1255）大规模开展了翻译事业。撒马尔罕和巴格达造纸厂生产的纸，对于翻译事业的发展提供了最方便的条件。希腊文、叙利亚文、波斯文、梵文的各种专门著作，都在这个时期被译成阿拉伯文。古希腊的许多科学著作，都在这个时期被译为阿拉伯文。古希腊的许多科学著作得以保存下来，几乎全靠阿拉伯文译本。阿拉伯文的科学著作又成为11世纪起各种拉丁文译本的根据，所以说，纸的应用，使8—9世纪时的翻译事业有了发展的可能，并为10世纪时起阿拉伯科学的创造性发展铺平了道路。纸在欧洲的传播，促成了10世纪西班牙科尔多瓦文化的繁荣。埃及亚历山大里亚、叙利亚的大马士革和伊拉克的巴格达所出的各种书籍和手稿，被收集到科尔多瓦，总数达40万册之多。其中就有一些纸抄本。科尔多瓦拥有70所图书馆，其中以土伦多的图书馆规模最大，藏书最多，名扬西欧。1085年西班牙基督教徒占领土伦多后，这里就成了欧洲人前往游历，吸收先进的阿拉伯文化科学知识的地方。科尔多瓦这个文化城在10世纪时已经跃居为足可与巴格达、君士坦丁堡相媲美的文化中心。纸的大量生产更推动西班牙出现一个翻译古典遗产的热潮，这项翻译事业规模之大，在伊斯兰文化史上，仅有9世纪前后巴格达的翻译事业可与媲美。科尔多瓦通过阿拉伯语著作的转译，在希腊古典文化和欧洲近代科学之间架起了桥梁。这座桥梁就是学术著作的拉丁化。法、德、英、意等国学者也加入了这项伟大的翻译工作中来。许多重要的阿拉伯学术著作在11、12世纪被译成西欧知识界通行的拉丁文和各国语言。欧洲诸国学者还通过阿拉伯译本接受古希腊的学术遗产。新教的传播以及佛经的广泛传播，纸张也是功不可没。二、雕版印刷术的传播（一）雕版印刷的发明雕版印刷起源于中国，已经举世公认。印刷术的发明，使纸发挥出更大的作用，是对文化传播、社会发展的一股巨大的推动力。雕版印刷起源的时间，说法甚多，一般以唐朝初期开始印刷比较可信。直接推动雕版印刷发明的因素有三：①碑拓和反书文字。北魏太和二十二年（498年）洛阳老君洞造像石刻有了阳刻凸起的文字,晋代以来砖瓦上已经出现阳文凸起的反写字。阳文反书对雕版印刷有直接的启发作用。②木刻符印。古代印章都是反文，汉代已有桃木大印，魏晋北朝时期，道家方士也常用枣心木刻符印，逐鬼辟邪。③木板写字刻画。汉桓帝（147——167年）以来常见在门板上用墨书写的记载；隋朝道家还在木印上刻星辰日月。木刻阳文反书，用六朝以来拓碑的方法（扑子、刷），涂墨印纸，就产生了雕版印刷。雕版印刷是在道教和佛教的影响下，应运而生。玄奘在645年归国后就以佛像印于纸上，每年要印5驮，施于四方。印度的佛印是泥制，到了中国就改用木刻，并且印在纸上。在唐贞观年间（627——649年）中国既已开始木版印刷佛像和书籍。王玄策第三次出使印度时，在公元660年接受摩诃菩提寺主戒龙所赠各色礼物，其中有“佛印四”。（《法苑珠林》卷三十九）在印度，佛印为泥制，可印于泥，也可印于绢。到7世纪末期，印度也学会了将泥制的佛像印在绢和纸上。这种木刻佛印的印本，存世最早的是天宝十二年（753年）的作品。唐代刻印千体佛在敦煌曾有发现。张秀民：《中国印刷术的发明及其影响》，第62页，1958年。现存世界上最早的木刻印本是日本定龟本《陀罗尼经》，刻印于公元770年。日本的印刷术自然是由中国传入，遣唐使也许曾请求中国雕版工匠到日本传授技艺。在9世纪上半叶，中国刊刻书籍已很流行，印刷技术已很精湛。穆宗长庆时（821—824年）扬州、越州刊刻了白居易、元稹诗集。现存懿宗咸通九年（868年）王玠刻印的《金刚经》是现存中国最早的印本书。该书在1907年被斯坦因盗运伦敦。该书扉页所刻佛像，神态生动，刻工圆润，是早期雕刻印刷品中的精品。自北宋初年开始，以政府力量大规模刻印佛家和儒家经典。从此刊刻书籍才成风气，成为传播文化学术知识的工具。（二）印刷术的西传印刷术发明后，直到蒙古兴起，将近六、七个世纪中，首先流传到（向东、向南）日本、朝鲜以及越南这些和中国关系密切的邻国。但在中亚细亚、阿拉伯世界，这些迅速使用纸的地区，由于伊斯兰教对印刷术的歧视，长期没有多大进展。从出土文书看，这些地区雕版印刷不会早于10世纪初年。大约在8—10世纪，中国雕版印刷术分别由海陆二道传入美索不达米亚和埃及（1880年埃及法雍地区Arsinae

发掘出50件左右印刷品，有的印在纸上，有的印在羊皮纸，印刷年代不会早于10世纪初。）西班牙科尔多瓦王朝阿卜杜勒·拉曼所用复印法（’Tab）是阿拉伯人使用印刷术最早的记录。这种方法正是受到中国印刷术的启发而产生。诱导这种传播的，可能是那些在751年怛逻斯战役后被迫迁居库法的中国工匠。此外，侨居扬州的大批阿拉伯人也很可能是印刷术西传的早期传播者。扬州是中国最早从事印刷的地方之一。伊斯兰教徒闻听印刷帚是用猪鬃作成之传说，属于宗教禁忌，所以他们最初在国外秘密进行印刷。参见沈福伟：《中西文化交流史》，第341页。在11世纪到13世纪蒙古人兴起以前，雕板印刷经过回鹘人的媒介，越过葱岭，传入中亚和西亚，并进入开罗。在这一时期，大批突厥人从中亚移往美索不达米亚和埃及，（突厥人从1172年起在开罗建立阿尤布王朝）也对印刷术的西传产生了一定的影响。在13世纪时，由于蒙古势力的扩张，雕板印刷再度形成一股向西传播的浪潮。这一次，波斯显示了前所未有的作用，并推动着印刷术进入欧洲。蒙古统治者控制下的伊儿（利）汗国（1258——1388）的首都大不里士曾模仿中国元朝印制纸钞，式样仿自至元宝钞，印有汉文“钞”字和阿拉伯文。但纸币只流通了两个月，就被迫废止。纸钞的发行在伊儿利汗国历史上虽然成了一场笑柄，但雕板印刷却在侍奉伊斯兰教的盖嘉图汗朝廷里正式得到了使用。显然，突厥人统治下的埃及和蒙古人统治下的波斯成为雕版印刷术向西传播进程中不可或缺的环节。尽管波斯人了解中国雕版印刷，却并没有将它用于印刷书籍。波斯所流行的是印刷纸牌，这种纸牌在14世纪很快传入欧洲，使欧洲也开设起印刷纸牌的手工工场。纸牌是中国的发明，最初叫“金叶子格”，至少南唐（937—976）时已经有了。南宋时，杭州有专门出售纸牌的铺子，当时叫纸牌为“扇牌”。但欧洲人都说纸牌是从阿拉伯人那里传来的。在欧洲，从14世纪下半叶开始，印刷纸牌大约和印制宗教图像同时开始，甚至可能就是同一批从事印刷的工匠所造。现存最早印有日期的宗教印刷品是1423年纽伦堡的圣克里斯多夫像，同年罗马也禁止纸牌。在15世纪中叶，威尼斯已经成为欧洲印刷业中心，在1481年到1500年新设立的印刷所，约近百处之多，出版的书籍质量也佳。威尼斯的印刷法完全和中国相同，所用的墨是烟炱和胶水溶成，呈棕黄色，印书只印纸的一面。意大利、德意志及荷兰先后成为欧洲雕板印刷的最早基地。至于活字印刷，也是中国的发明。毕昇在庆历年间（1041——1048年）已用胶泥刻字，制成活版印书。南宋学者周必大用胶泥活字印刷了自己的著述《玉堂杂记》。13世纪时又发明了锡活字，但推行不广。元代王祯在胶泥活字的基础上，创木活字，并总结了活字印刷技术，写出《造活字印书法》。1298年，王祯利用木活字，印刷《大德旌德县志》（安徽旌德县）100部，每部有6万多字，不到1月便全部印成。不久，这种木活字又被西域维吾尔人使用。

沈括：《梦溪笔谈》卷十八对毕昇创造活字印刷术有记载。维吾尔文字有拼音的特点，古维吾尔文的木刻活单字正适合拼音文字的需要。回鹘文木活字资料：15、16世纪，铜活字在南京、苏州、无锡、常州一带流行，在福建建宁、建阳一带也较为流行；1508年，常州地区创行铅活字。清初，用铜活字印刷《钦定古今图书集成》，每部印5000多册。杜石然等编著：《中国科学技术史稿》下册，第24页。古维吾尔文的木刻活单字对欧洲活字印刷的起源曾有过启发作用。传播这种木活字的或者是那些往来于元大都和欧洲之间的传教士、占星术士和旅行家，他们从欧亚大陆北部将这些木活字带到波斯、埃及。欧洲人从埃及人那里知道了活字印刷术，从而促成了德意志、荷兰、法国先后试验活字印刷。1454年，德意志人谷登堡开创了欧洲活字印刷术，用金属活字（铅、锡、锑合金制成）在300张羊皮上印刷成第一部拉丁字母的《圣经》印刷本。印刷术的发明，使得文化极为落后的欧洲逐渐改变了只有僧侣才能读书写字和接受较高教育的状况，使文化逐渐回到平民的手里。在欧洲，“印刷术变成了新教的工具，变成了科学复兴的手段，变成了对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”——马克思《机器，自然力和科学的应用》人民出版社，1978年版第67页。）

欧洲人发明金属合金活字印刷术时，纸张的使用尚不普及；而中国发明木刻活字时，纸张已经普及。可是，中国活字印刷术却推广不起来，其原因值得我们深思。三、航海罗盘的使用和推广古代中国已经发现磁石和它的指极性。早在战国时期，就有关于指南针的始祖“司南”的记载。《韩非子·有度篇》里有“先王立司南以端朝夕”的话，“端朝夕”就是正四方的意思。而这里的司南大概是用天然磁石制成的，样子像勺，圆底，置于平滑的刻有方位的“地盘”上，其勺柄指向南。司南是指南针发明前最初的也是最重要的创造。但是，由于用天然磁石琢磨司南时，容易因打击、受热而失磁，所以司南的磁性较弱，而且它与地盘接触处转动磨擦的阻力又较大，难以达到预期的指南效果。这可能是司南在相当长时间内未能得到广泛使用的主要原因。唐代以后随着航海事业发展的需要，又制成了人造磁体指南针。这种指南针将缝纫用的钢针。经人工传磁，用磁石磨针锋而做成。北宋大科学家沈括（1032—1096年）已知磁针常略偏东，认识了地磁偏差。沈括在《梦溪笔谈》卷24中对当时4种磁针指南的方法，都作了概括，即水浮法、指甲旋室法、盌（即碗）唇旋定法、缕旋法（用蜡把细丝线缀在指南针中间，悬在无风处，）以后一种方法最为精确。以上4种方法，指南针均无固定的装置。参见沈福伟：《中西文化交流史》，第345页。航海事业的发展，需要有较好的指向仪器，这给磁体指向仪器的进步以直接的刺激和推动。经过长期的实践与反复的试验，到宋代，人们在人工磁化方法和使用磁针的方法两个方面的探索，取得了重大的进展，导致了指南针的发明和广泛的应用。参见杜石然、范楚玉等编著《中国科学技术史稿》下册，科学出版社1985年版，第10页。为了使指针有固定的装置，以便在航行中定向，就出现了罗盘，最初叫地螺。南宋孝宗淳熙年间（1174—1189年）曾三因的《因话录》中所称的地螺，是古代堪舆家（风水先生）用的由方形栻占地盘向圆形的罗经盘过渡的名称。罗经盘是将传统使用的八干（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）组成的二十四向地理分向法，装在圆盘内，用指南针指示方向，正针之外又有两位间的缝针，共合四十八向。

世界上最早记载指南针用于航海事业的是北宋徽宗宣和年间（1119——1125年）朱彧的《萍洲可谈》。朱彧在书中追述了其父朱服在元符、崇宁年间（1098——1102年）在广州当官时的见闻：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”宣和五年（1123年，）徐兢《宣和奉使高丽图经》卷34，又提及指南针用于航海：“是夜洋中不可住，惟视星斗前迈，若晦冥则用指南浮针以揆南北。”这种浮针应该是水罗经的雏型。以上材料说明，在11世纪末指南针确已在航海中使用；不过，当时航海主要依赖天文导航，仅在阴暗天气才使用指南针。英国学者李约瑟甚至推测早到9、10世纪就已有水罗经用于航海。（J·Needhan，ScienceandCivilisationinChina第4卷，3分册，563页，剑桥1971年版）到了13世纪罗盘导航已成航海的唯一依据。南宋赵汝适所著《诸蕃志》（二卷，著于宝庆元年，即1225年）说：“舟舶来往，惟以指南针为则，昼夜守视惟谨，毫厘之失，生死系矣。”既然精确到毫厘不能差失，一定已是使用罗经指向了。南宋度宗咸淳年间（1265——1274年）吴自牧的《梦梁录》卷12“江海船舰”条中，正式把航海用的罗经称作“针盘。”据19世纪法国学者汉纳的研究，阿拉伯文献中出现罗盘的确实记载，是在13世纪初阿布·菲达所写的《地理志》一书中。据说在1180年罗盘已被阿拉伯水手称为“水手之友”。至于欧洲，在拉丁文献中早到12世纪末叶已见使用罗盘。可以确定的事实是，12世纪后期罗盘已经传入地中海，首先采用罗盘的是意大利商船。欧洲人最初使用的罗盘，在技术上根本不可能胜过中国航海家掌握的导航技术。直到14世纪末，欧洲使用的罗盘仍不及中国的精确。据英国诗人乔叟（1342—1400）在1391年所记，当时英国的航海罗经是用三十二分度，这与中国的盘式不同。航海罗盘的使用导致了针路和航海地图的出现，使海上航行进一步完善。从周去非所撰《岭外代答》（1178年）卷6，可以推测12世纪时已有针路的设计。航海者可以依靠针路（航海地图上的指南针位连接线？）来计算航海里程和确定船只位置。元初海运仰仗针路，史书上有明确记载。周达观在1295年从温州乘船出使真腊（柬埔寨）就凭针路航行。郑和下西洋，也全凭针路航行自如，深入南印度洋。13世纪下半叶有成批的汉人和蒙古人从海上侨居印度，他们经常在南印度的奎隆、科泽科特、以及也门的亚丁，与来自阿拉伯以及威尼斯、热那亚等意大利城市的基督徒航海家接触，把中国航海家绘制的印度洋航海图传给了这些基督徒航海家。这促使了公元1300年前后，实用航海图如雨后春笋般的在欧洲问世。现存最早的这类航海图大致在1280年左右就已在欧洲出现，至今尚存且有年份可考的是1311年维斯康特所绘的航海图。具有针路的中国航海图传入欧洲以后，促使欧洲航海家（意、西）重新注意到古希腊托雷美的座标系统，把已经中断了1000多年的希腊人定量制图学再度引入航海图的绘制中。到15世纪，欧洲航海图已经重新确立了托雷美的制图原则。于是，欧洲航海图的精确性开始赶超中国航海图了。欧洲人在商业航海中获得了巨大的利润。因此，他们对于航海中不可缺少的指南针自然十分重视，不惜以重金招聘技术人员，进行改革与研制工作。发明了旱针。欧洲人把中国罗盘加以改进，采用支轴装置罗经，用一个支轴的尖端顶在磁针中部，使磁针水平旋转，在航海上使用较水针方便，称为旱针。在12世纪后期欧洲已在航海上使用这种旱针了。这种支轴装置的磁石指南器在13世纪时也出现于南宋，当时出现了木刻的指南龟。不过，中国的这种指南龟最初大都用于幻术，并未在航海上推广。从文献上看，我国使用的支轴指南针（旱针）是在16世纪上半期从日本传入的。又据日本《两仪集说》，日本的旱针（水母形浮动的花针盘）是从欧洲船舶借用的，最初是由抵达日本的葡萄牙和荷兰船传入。当时旱罗盘仍不如采用四十八分向法的水罗盘精确、实用。但随着历史的发展，针顶（支轴）磁针终于成为新一代航海、航空罗盘的基本装置。（明）李豫亨：《推篷寤语》、《青鸟绪言》（隆庆四年）。引自沈福伟：《中西文化交流史》，第349页。罗盘的使用，使人们获得了全天候航行的能力，人类才第一次得到了在茫茫大海上航行的自由。罗盘的使用，使人们可以在海上通行到世界各个大陆，人类的生存空间真正从陆地延伸到了大海。大海不再是人类交通的障碍；大海把人类世界联系成一个整体。马克思说：“罗盘打开了世界市场并建立了殖民地。”然而，指南针在中国并没有引起社会经济的巨大发展，原因何在？原因之一，科技的发展需要经济的刺激和社会需要的推动，中国曾有过郑和七次下西洋（1405——1433）的壮举，但其目的在于政治而不是经济。没有经济的刺激，科技的发展难以持久。当科学技术满足了社会和经济需要之后，社会就很难提出超过自身需要的要求了。中国封建社会提出了定方位的要求后，就推动了指南针的发展，一旦满足了这一“低层次”的需要后，中国社会就心满意足，再无更高的要求了。

其二，科技发展需要积累和理论的创新。中国传统科技体系中，没有“专著”的写作方式，致使后人不可能站在前人已达到的高度向前探索。中国没有自然科学内容的教育制度，不能保证正常的知识继承，也不能使科技成果上升到理论高度。欧洲则截然不同，吉尔伯特在1600年发表了《磁石论》，建立了关于磁力现象的理论体系。当发明指南针故乡的人对磁学的知识仍停留在摆弄罗盘测方向的同时，欧洲许多科学家为了满足社会的需要，都积极从事磁和电的研究，逐渐认识到光、电、磁、化学力都是相互联系的。1831年，法拉第发现电磁感应现象，从而把机械运动，磁与电流的产生普遍地联系在一起，为发电机的制造奠定了理论基础。显然，社会政治制度、民族心理和思维方式，也制约着科技的发展。四、火药、火器的西传及其影响（一）火药，火器的发明火药的发明和炼丹术，本草学有很大的关系。黑色火药是由硝石、硫黄、木炭三者按比例配合的粉状混合物，所以又称为药。火药的发明是由炼丹家在炼制丹药时控制火候而引起的。8、9世纪成书的《真元妙道要略》提到了硝石伏火。在伏火过程中，加入硫黄或木炭。有时伏火未成，造成失火，这使炼丹家注意到硝、硫、炭三者相混，具有剧烈的燃烧作用，这种混合物，就是初始的黑色火药。第一次把火药的配方记录下来的是隋末唐初的炼丹家和药物学家孙思邈。在他所著的《丹经》中，提到了硫磺的“伏火”方法：把硫磺、硝石各二两的粉末放进锅里，然后加入三个烧红成炭的皂角，使之产生焰火。火药一经发明，首先被用作传统的火攻法的工具。《新唐书·李希烈传》记德宗（780——804年）时，李希烈称帝，刘洽在宋州（商邱）死守，李希烈部下采用“方士策”，烧毁了刘洽所部的战棚和城上的防御物。这“方士策”暗示了李希烈曾采用炼丹家新发明的火药火攻法。宋元时期，火药的配方已经脱离了初始阶段，各种药物成分有了比较合理的定量配比，并且在军事上得到实际应用。火药和火器制造开始成为军事手工业的一个重要部门。火箭、火炮、成为宋朝的常备火器。（火炮是用抛石机投掷火药燃烧体。）爆炸性火器在11世纪上半期即已出现，这是火器制造技术提高的标志之一。霹雳火毬、霹雳炮就是最初的爆炸性火器。1221年金兵攻蕲州（湖北蕲春）守城宋军备有大量皮火炮（用皮壳装火药）,金兵同使用了铁火炮（类似近代的地雷，炸弹之类）。1257年李曾伯提到“荆淮铁火炮有十数万只之多”（李曾伯《可斋续稿后集》引自杜石然等编著：《中国科学技术史稿》下册，第6页）。火炮已经发展到铁制阶段，而且其数量已相当可观。这种铁火炮具有穿透铁甲的威力。1274年，1281年元兵两次进攻日本，都曾使用铁火炮。在火炮发明，使用的同时，中国人还发明了管形火器。1132年陈规守德安（湖北安陆）时发明了长竹竿火枪二十多杆：将火药装在竹管中，临阵点放，出现了世界上第一批管形火器。1259年寿春府（安微寿县）创制了一种突火枪，“以巨竹为筒，内安子窠，如烧放焰绝，然后子窠发出，如炮声，远闻百五十余步。”（《宋史·兵志）这是世界上最早使用子窠的管形火器，为以后射击性管形火器使用子弹开了先声。元代已开始制造世界上第一批金属铸的管形火器，出现了“火铳”。1970年在黑龙江阿城县半拉城子出土了一件铜铳，长34厘米，重3．55公斤，据考证，是1287年平定乃颜叛乱时所用的火器，是世界上现存最早的金属管形火器。《元史·达礼麻识理传》卷145记载，在1287年达礼麻识理对付拥兵燕京的索我帖木耳时就使用了火铳，这是对“铳”形火器最早的文献记载。最早的一支有铭文的铜铳铸于元至顺三年（1332年）现藏于中国历史博物馆。铜火铳是迄今已发现的世界上最古老的金属管形火器。2004年6月9日，宁夏银川市发现一件铜制火铳，铸于元朝至元八年（1271年），编号2565。该火铳长34．6厘米,口径2．6厘米，重1．55公斤，样子像一个拉长的花瓶。（《钱江晚报》2004年6月10日D3版。）明初洪武年间（1368——1398年）制造的铜炮在技术上已趋于完善。洪武铜炮存世的超过十尊，在内蒙古、山东、广东都有发现。明初还开始用铁铸造手铳和大炮。广东高要县出土了三支明初铁铳，铳口内径2厘米左右，长26．5厘米，称无敌手铳。现存最早的铁炮造于1462年（宣德元年）十一月。但这个时期火炮并未形成大批量生产。明嘉靖二年、七年（1523，1528年），明朝曾铸造大样佛朗机炮32付（2尺8寸5分），小样佛朗机炮4000付，工匠来自广东。到16世纪中叶，火炮铸造技术逐渐失传。原因何在？请大家思考。

《明会典》卷193。（二）火药和火器的西传伊斯兰国家本来出产硫黄，而不知用硝。8世纪，中国炼丹术传入伊斯兰世界，阿拉伯人才知道有硝。对阿拉伯国家来说，硝是中国的特产，所以硝初入西亚，被波斯人叫做“中国盐”，阿拉伯人为之为“中国雪（taljal_sini）。”因为硝色白如雪，味咸如盐。波斯文中的“中国盐”大约是对山西泽州硝这一类硝酸钠的称呼。硝在伊斯兰国家起初用于医药（治疗癫痫病，作泻下剂）和炼丹术。以后随着硝的开采，硝也被推广到玻璃制造业中（《诸蕃志》卷下）在伊斯兰世界，硝开始用于制造火药在13世纪初，这可以由硝在名称上的变化看出。曾经到过北非、埃及和两河流域的医生伊本·贝塔尔（IbnBatar,1197——1248年）在《医方汇编》中的“巴鲁得”(barud)条下有个诠释：“这是埃及老医生所称的中国雪，西方（北非和西班牙）普通人和医生都叫‘巴鲁得’，称作‘焰硝花。’”在现代阿拉伯文中，“巴鲁得”指火药，但在中古时期是指硝。

Leclerc，Traitedessimples，1883，Vol.I，p.71.引自沈福伟《中西文化交流史》，第354页。硝的译名，由中国盐，中国雪而变成巴鲁得，不但使硝由中国西传波斯、埃及的传播路线一清二楚，而且对硝输入伊斯兰国家由医药和化学药剂的应用变成配制火药、制作火器的药料之过程也显得脉络分明。硝用途的转变，大约在13世纪上半期发生。巴鲁得一名出现在13世纪上半期，是硝已被用于燃烧的最好说明。莱顿大学（荷兰）收藏一本1225年写的论述火攻法的书，在各种火攻法和引火物中，未见有硝。可知硝在这年前尚未被用制火药（被谁用制？）。又据1249年的阿拉伯文抄本，埃及阿尤布朝（1172——1249）国务大臣奥姆莱主持了伊斯兰国家第一次制造火药。在阿尤布苏丹统治下的埃及完成了将硝用于配制火药的初步试验。从以上材料，可以看出，在公元1225年到1248年间，火药确已传入伊斯兰国家。这是火药进入伊斯兰国家的第一阶段。含有硝的中国火药，很可能是由中国东南沿海经过海路直接传入埃及的。因为在宋代，中国帆船常到亚丁，这些帆船装备火器，往返于阿拉伯香岸和泉州之间。埃及侨民也分布在杭州和泉州等地，他们是这种新发明最可靠的传递者。南宋的烟火、爆竹等很可能都在这一阶段经海路直接传入埃及。看来，试制火药和烟火，埃及早于阿拉伯和波斯。火药传入伊斯兰国家的第二阶段，是在1258年巴格达陷落后，各种火器由元帝国传入阿拉伯国家。1285——1295年间，哈桑·拉曼（al—Hasanal—Rammah

Najmal—dinal—Ahdab

）用阿拉伯文写了一部兵书《马术和军械》（Kitab

alfurusi

yawal

munasub

al_harbiya）。从这本书中可以知道，火药不但源出中国，就连烟火、火器都是从中国传去的。该书列举了5个火药方子，与《武经总要》（曾公亮、丁度等于1040——1044年编著）中所列的毒烟火毬、蒺藜火毬方子和火药方子都很相似。而在时间上晚了2个世纪。中国的火箭和火枪也成了伊斯兰国家最早的火器。在《马术和军械》中有一种契丹火枪，枪头叫“契丹火箭”（Sahm

Xatai）。大约在1267年到1274年间，阿拉伯人已经开始使用小型的管形火器火枪了。（13、14世纪时西方人称中国为“契丹”Xatai，所以传入的火器也都有契丹的名称。）管形火器传入伊斯兰国家后，由于使用方便，威力强大，因而这些新式武器立即受到重视。13世纪末、14世纪初，伊斯兰国家将蒙古人传去的火筒和突火枪加以改进，发展成两种“马达发”（madfa‘a）。“马达发”在现代阿拉伯语中仍意为“火器”。这种马达发以木制筒，筒内装上火药，筒口插上一支箭或安一枚石球，点着引线后，火药立即发作，将箭或石球射出，打击敌人。马达发与宋朝的火筒、突火枪原理相似。14世纪时，埃及的马木鲁克军队装备了一批“马达发”，并有了大型的铜炮。伊朗和印度的火药和火器是直接从中国传入的。因此，在新波斯语、印地语和土耳其语中，大炮就叫“top”，其音与汉语的“大炮”相同。沈福伟：《中西文化交流史》，第357页。欧洲有关火药的初步知识，是从阿拉伯人那里学到的；他们最初使用的火器也是从阿拉伯各国传入的。13世纪下半叶，欧洲才开始将伊斯兰国家的一种火攻书《制敌燃烧火攻书》（Liber

IgniumadComburendos

hostes）译成拉丁文。该书是13世纪中叶伊斯兰国家人士所写的。该书成为欧洲论述火攻法最早的一本书。该书列举了用于军事上的14个火药配方。欧洲著名学者、炼丹术士大亚尔卑尔特（1193—1280）和罗杰·培根（1214—1292年）著作中讲到火药的地方，都是采自《制敌燃烧火攻书》。他们对在欧洲传播火药知识起过一些作用。不过，欧洲人是在与伊斯兰教国家进行军事冲突中才真正学会使用火药和制造火器的。西欧各国在与穆斯林军队作战中吸取了足够的教训，其中最沉痛教训有3次。第一次是在1290年的阿卡（Akka，或Acre）之役，马木鲁克人使用92座抛石机不停地攻击阿卡城，抛石机不但抛投巨石，也发射火球、火瓶和火罐，终于使法兰克人不得不从这座亚洲大陆的最后堡垒撤走，宣告了十字军在亚洲的彻底战败。第二次是在1325年，西班牙卡斯提尔反抗阿拉伯人的统治，阿拉伯人用抛石机发射火球攻击巴沙（Baza）城，伤害了人畜、焚毁了屋舍。第三次是在1342年，摩洛哥人用大炮保卫阿耳黑西拉斯，抗拒葡萄牙国王阿方索十世的侵略，使葡萄牙人遭受重大伤亡。像雕版印刷和造纸一样，西班牙和意大利也是最先从伊斯兰国家传入先进的火器的地方。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，佛罗伦萨下令制造铁炮和铁弹，造