中国古代科技之光（四大发明）

1、火药,7中国古代科技之光,中国,中国是世界四大文明古国之一，有着源远流长的历史和博大精深的文化。,你知道另外的三个“文明古国”吗？,古印度古埃及古巴比伦,不过，这三个国家已经不复存在，只给感兴趣的人们留下探索的历史遗迹。,古代印度，又译身毒、天竺。公元前2500-前1500年，位于南亚次大陆地区达罗毗荼人创造了哈拉巴文化。后来摩揭陀日益强大，统一了全印度。公元2-3世纪，一度被贵霜王国统治。古印度存在等级森严的种姓制度。其佛教、文学、哲学、艺术、科学等，对世界文化影响深远。印度是中国的近邻，位于南亚地区。但由于连绵高耸的喜马拉雅山脉的阻隔，我们对于这位邻居的情况又知之甚少，去西天取经在中国人的

2、耳朵里成了艰难的代名词，和古代埃及的尼罗河、两河流域以及中国的黄河、长江一样，印度河、恒河同样酝酿了光耀人寰、彪炳史籍的古代文化。,古埃及位于非洲东北部（今中东地区），起初在尼罗河流域，直到国力强盛时候，才达到的埃及领土。它北临地中海，东濒红海，南邻努比亚（今埃塞俄比亚和苏丹），西接利比亚。从地理上看，埃及的东西两面均为沙漠，大南边有几个大险滩，同外界交往甚难，只有通过东北端的西奈半岛与西亚来往较为方便。所以，古代埃及具有较大的孤立性。纵贯埃及全境的尼罗河，由发源于非洲中部的白尼罗河和发源于苏丹的青尼罗河汇合而成。流经森林和草原地带的尼罗河，每年7月至11月定期泛滥，浸灌了两岸干旱的土地；含有

3、大量矿物质和腐植质的泥沙随流而下，也在两岸逐渐沉积下来，成为肥沃的黑色土壤。古代埃及人因而称自己的国家为“凯麦”古希腊历史学家希罗多德说“埃及是尼罗河的赠礼。”古代埃及人曾写下这样的诗篇：“啊，尼罗河，我赞美你，你从大地涌流出来，养活着埃及一旦你的水流减少，人们就停止了呼吸。”,古巴比伦（约前30世纪前729年）位于美索不达米亚平原，大致在当今的伊拉克共和国版图内，在距今约5000年前左右，这里的人们建立了国家，到公元前18世纪这里出现了古巴比伦王国。“美索不达米亚”圣经称为“伊甸园”，是古希腊语，意为“两条河中间的地方”，故又称为两河流域。两河指的是幼发拉底河和底格里斯河。在这平原上发展了世

4、界上第一个城市，颁布了第一部法典，流传最早的史诗、神话、药典、农人历书等，是西方文明的摇篮。,古巴比伦王国,巴比伦的阿卡德语意思是“神之门”，是两河流域文明（美索不达米亚文明）的重要组成部分。巴比伦王国分为古巴比伦王国和新巴比伦王国（也称迦勒底王国）。美索不达米亚为人类最古老的文化摇篮之一，公元前四千年已有较发达文化，曾出现苏美尔、阿卡德、古巴比伦、亚述、新巴比伦等文明。,梦幻般的巴比伦空中花园,巴比伦空中花园遗址,中国在科学领域上举世闻名的四大发明：火药指南针造纸术印刷术,四大发明之火药,火药,顾名思义就是着火的药，是硫黄、硝石、炭的混合物。火药的研究始于古代道家炼丹术，是古代炼丹士葛洪等在

5、炼丹时无意中配制出来。古时有一些术士、炼丹家及医药家为了求得古代帝王所需求的长生不老药而炼制丹药。在炼制丹药的过程中，他们偶然发现，将硫磺、硝石和木炭细末一起放入丹炉提炼时会引起大火。也正因如此，人们把这种容易着火的药叫做火药。（硫黄、硝石在汉代成书的中国第一部药物学典籍神农本草经里都被列为重要的药材。而火药本身也被归入药类,明代李时珍的(本草纲目)中说,火药能治疮癣、杀虫、辟湿气和瘟疫。）火药是中国汉族发明于隋唐时期，距今已有一千多年了。在12、13世纪,火药首先从中国经过印度传入阿拉伯国家,然后传到希腊和欧洲乃至世界各地，美法各国直到十四世纪中叶才有应用火药和火器。火药的发明对人类社会的文

6、明进步,对经济和科学文化的发展,起了推动作用，是欧洲文艺复兴的重要支柱之一。,炼丹引爆图,硝石,硫磺,木炭,中国古代的火器,猛火油柜，是中国古代一种喷火器具。猛火油即石油，猛火油柜是用于军事方面最早的火焰喷射器。远在两千年前，中国劳动人民就发现并使用了石油。古代原油称“石漆”，唐代叫“石脂水”，五代时叫“猛火油”，宋代沈括首次提出“石油”这一命名。,世界最早的火焰喷射器国南北朝的猛火油柜,蒺藜火球,唐末火球和火蒺藜都是火药包。火蒺藜除了包内装有火药外，外面还有菱角形的尖刺。用火点着药线抛出去，不但会燃烧；外面的铁蒺藜还会把敌人打死打伤。,中国古代的火器,前端绑缚火药筒，利用火药向后喷发产生的反

7、作用力把箭发射出去。这是世界上最早的喷射火器。,这是一种独轮车装载火箭的战车。,北宋时火药已广泛在军事上使用，东京设立“广备攻城作”，制造火药和火器；宋仁宗时成书的武经总要记载了许多火器的制作方法。,火箭,中国古代的火器,南宋时发明的管形火器“突火枪”，是世界上第一种发射子弹的步枪，开创了人类作战史的新阶段。,南宋突火枪,中国古代的火器,元代火器进一步发展,世界最早的火炮铜火铳,元代至顺三年（1332）造的铜火铳，现在收藏在中国历史博物馆。是世界上现存最早的并有明确纪年的火铳。,中国古代的火器,火龙出水我国古代水陆两用的火箭，与飞空砂筒一样是一种火箭，也是二级火箭的始祖。,明火龙出水,明代的神

8、火飞鸦,中国古代的火器,古式后膛榴弹炮：佛朗机,明代正德年间利用欧洲技术制造的大型后装火炮，使用带炮弹壳的开花炮弹！1537年装备达到3800门，带有准星和照门。有效射程500米，45度仰角发射的时候射程1公里。大型者炮身250厘米，中型者156厘米，小型者93厘米，子炮（炮弹）从后方装入，发射间隔短，发射散弹时一发炮弹带有500发子弹，可以封锁60米宽的正面，威力惊人。,唐朝末年，天下大乱，战火到处蔓延，皇帝派一个叫郑璠的人，去平息矛章(现在的江西南昌)的内乱。郑璠率领大军在矛章城外久攻不下，心中不由焦急万分，暴喝道：“发机飞火!”这飞火就是火炮，他说的意思就是用抛石机来向敌人发射火药。工夫

9、不大，抛石机被士兵推上了阵地，然后把火药包装在上面，用火点着后，远远地向矛章城楼抛去。只见城楼顿时火光一片，到处哭爹喊娘，好多敌人被烧成了火人。矛章城不攻自破。这“发机飞火”，就是最早用火药制造的燃烧性武器，可那时火药发明还在初级阶段，所以爆炸性不强，只能燃烧。但随着火药工艺的改进，爆炸性能越来越强，新型的火器也随着层出不穷，最厉害的要数1232年元兵攻打南京(现在的河南开封)时使用的，叫“震天雷”，据史书记载，其爆炸力异常巨大，数里外的人都能听见震耳欲聋的响声。人们越来越认识到火药的重要性，于是在13世纪的南宋时期，新式的管形火器问世了。这时候，人们已经对火药的性能了如指掌，任何烈性火药都能

10、控制自如。等到了宋末元初，管形火器开始用铜和铁等材料铸制了，大的叫火铳，小的叫手铳，模样同近代的武器大同小异。,人们还利用火药做过什么呢？说说你知道的有趣故事吧！,公元1161年，宋金采石之战中，南宋军队使用“霹雳炮”对蒙古军作战时，也有阿拉伯水手在现场目睹。公元1234年蒙古灭金之后，将在开封等地虏获的工匠、作坊和火器全部掠走，还把金军中的火药工匠和火器手编入了蒙古军队。次年，蒙古大军发动了第二次西征，新编入蒙军的火器部队也随军远征。1236年秋，蒙古大军攻至伏尔加河沿岸，在这里击溃钦察部后，进入俄罗斯腹地。在随后的几年中，装备火器的蒙古大军横扫东欧平原。1241年4月9日，蒙古大军与3万波

11、兰人和日尔曼人的联军在东欧华尔斯塔德大平原上展开了激战。根据波兰历史学家德鲁果斯波兰史一书的记述，蒙古大军在这场会战中使用了威力强大的火器。波兰火药史学家盖斯勒躲在战场附近的一座修道院内，偷偷描绘了蒙古士兵使用的火箭样式。根据盖斯勒的描绘，蒙古人从一种木筒中成束地发射火箭。因为在木筒上绘有龙头，因此被波兰人称作“中国喷火龙”。,蒙古大军西征过程中，这种火药技术成为他们所向无敌的重要手段。同时，火药技术也产生了与其他中国发明迥然不同的传播方式，它几乎就是随着蒙古大军的铁蹄传遍了世界。因此，火药技术传播到世界各地的时间前后相差都不太大，但是，有一个例外，就是日本。火药技术传到日本大概是中国发明成熟

12、的火药技术大约300年之后。中国的火药技术最初毫无保留地传到了朝鲜，当时与中国关系密切的朝鲜正担心日本的挑衅，因此朝鲜皇室严令，将火药技术作为最高国家机密，任何人如果将火药技术泄露给日本人，将被处以极刑。而当时的日本已经度过了与中国关系密切的唐朝时期，幕府政权成为中国头疼的海盗。元朝成立后，忽必烈曾经攻打日本，但是没有成功，虽然日本人见识了元朝军队火药的威力，然而他们不知道那是什么东西。一直到明朝时期荷兰人侵占了台湾，并且到达了日本，才把火药的秘密带到了日本。应该说，当时朝鲜对日本进行的火药的技术封锁，确保了朝鲜皇室几百年的安宁。,四大发明之指南针,指南针，是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而

13、制作的指向仪器。指南针大约出现在战国时期。最初的指南仪器称作“司南”，是将天然磁石经人工琢磨后制成的，样子如同一只圆底的勺。它在平滑的盘上自由旋转，静止的时候，勺柄就会自然指向南方。韩非子中提到过这种“司南”。,四大发明之指南针,汉（公元前206公元220年）。盘17.817.4厘米,勺长11.5，口径4.2厘米。司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方；中心圆面下凹；圆外盘面分层次铸有10天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。此模型是王振铎先生据论衡等书记载并参照出土汉代地盘研究复制。,汉司南,四大

14、发明之指南针,此模型是王振铎先生据梦溪笔谈设计复原的。,北宋（公元960-1127年）。高38、盘面21.521.5厘米。北宋四种指南针之一。其结构是：以独根蚕丝用蜡粘接磁针中部，悬挂于木架上；架下放置方位方，静止时，因地磁作用，其两端分指南北。,水浮法,缕悬法,沈括在梦溪笔谈的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象：“以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不，南北相反，理应有异，未深考耳。”1、水浮法将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。2、碗唇旋定法将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转，指示方向。3、指甲旋定法把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向。

15、4、缕悬法在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。,四大发明之指南针,指南鱼,指南车,指南龟,宋指南针,清指北罗盘,高精度罗盘指南针,指南针的西传促进了人类的地理大发现。阿拉伯人急切打探火器情报，欧洲雇佣兵学会使用火器蒙古大军席卷东欧大地，让阿拉伯人也感受到了火药的巨大威力。由于担心会成为蒙古军队的下一个进攻目标，阿拉伯人迫切希望获得火药的情报，以提升阿拉伯军队的战斗力。但阿拉伯人缺乏制造火药最为关键的硝石(阿拉伯人称为“中国雪”)的提炼技术。于是，善于航海的阿拉伯人通过与东南亚各国贸易，间接从中国进口了大量硝石。但蒙古人没有给阿拉伯人足够的时间利用这些硝石。125

16、8年2月15日，在唐朝名将郭子仪后裔郭侃率领的手持火器的蒙古大军进攻下，阿巴斯王朝的都城巴格达终于陷落。蒙古人灭亡阿拉伯帝国后，建立起了伊利汗国。这里迅速成为了火药等中国科学技术知识向西方传播的重要枢纽。而配备火药武器的蒙古军队在欧洲的长期驻扎，给欧洲人偷窥火药技术提供了机会。由于元朝政府不禁止火器出口，蒙古军队还在阿拉伯人和欧洲人中招募士兵，因此，欧洲人有了足够的机会掌握火药制造技术。希腊人马克在研究中国火器的基础上写了焚敌火攻书，记述了35个火攻方。该书在1804年由法国人杜泰尔奉拿破仑的皇命译为法文，随后又被译为德文和英文。意大利是获得中国火药知识较早的国家之一，欧洲人话语中的“火箭”一

17、词就首先出现在意大利语中。1379年1380年间，意大利两大强国威尼斯和热那亚为争夺海上贸易垄断权发生战争，双方在这场战役中都使用了火器，这是欧洲人制造使用火器的最早记录。火器在传到欧洲以后得到了革命性的发展，最终成为了欧洲人征服世界的利器。,频繁搭乘中国商船，阿拉伯商人学会使用指南针大约在公元3世纪前后，中国人发现了磁石能够吸铁的特性，同时还发现了磁石的指向性，并依此特性制造了“司南”。最迟在公元9世纪，指南针已应用于古代中国的陆上测量，还被阴阳家广泛用来看风水。官府在丈量田地和判决土地诉讼时，也经常使用指南针。大约在10世纪的北宋时期，中国人已将指南针用于海上导航。这对于海上交通的发展，中

18、外经济文化交流，起了极大作用。在北宋人朱彧1119年成书的萍洲可谈中，有这样一段文字：“甲令海舶，大者数百人，小者百余人舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。一些外国学者在翻译这段文字时，误将其中的“甲令”(南宋政府的命令)一词翻译成了往来海上的阿拉伯船长的名字，因此就一错再错，得出了最早装备指南针的不是中国海船，而是阿拉伯海船的错误结论。实际上，中世纪时阿拉伯人海船船体狭小，根本无法容纳百余人。当时往来南中国海、印度洋和波斯湾之间的商船，能够容纳上百人的只有中国海船，连阿拉伯商人也经常搭乘中国海船。宋代与阿拉伯的海上贸易十分频繁，中国开往阿拉伯的大型船队有指南针导航，阿拉伯人是很容

19、易从中国商船上学到指南针的用法的。受战乱和锁国影响，近邻朝鲜日本竟最后获得指南针虽然古代希腊、罗马的学者们很早就已知道了磁石能够吸铁的特性，但长时间不知道磁石的指向性。而当欧洲人最终了解并掌握这一自然现象时，已落后于中国人一千多年了。,你知道一些著名的航海故事？谁来分享一下？你知道现代的人们在什么情况下需要使用指南针吗？我们还可以通过什么方法辨别方向？1、可以找到一棵树桩观察，年轮宽面是南方；2、还是找一颗树，其南侧的枝叶茂盛而北侧的则稀疏；3、观察蚂蚁的洞穴，洞口大都是朝南的；4、在岩石众多的地方，你也可以找一块醒目的岩石来观察，岩石上布满青苔的一面是北侧，干燥光秃的一面为南侧；5、如果是在

20、冬天，则可以观察山沟或者建筑物来确定方向。由于日照的原因，积雪难以融化的部位总是朝向北面的。6、利用手表来辨识方向：你所处的时间除以2，再把所得的商数对准太阳，表盘上12所指的方向就是北方。7、利用太阳与时表判定：上午9时至下午4时之间按下面这句话去做，就能较快地辨别出概略的方向：“时数折半对太阳，12指的是北方”。如在上午9时，应以4时30分的位置对向太阳；如在下午2时40分（即14时40分），则应以7时20分的位置对向太阳，此时“12”字的方向即为北方。为提高判定的准确性，可在“时数折半”的位置上竖一细针或草棍，并使其阴影通过表盘中心,8、长在石头上的青苔性喜潮湿，不耐阳光，因而青苔通常生

21、长在石头的北面。9、草原上的蒙古菊和野莴苣的叶子都是南北指向。10、太阳是最可靠的“指北针”。我们知道，太阳是由东向西移，而影子则是由西向东移。例如，早晨6时，太阳从东方升起，一切物体的阴影都倒向西方；到中午12时，太阳位于正南，影子便指向北方；到下午6时，太阳到正西，影子则指向东方。因此，可用太阳和物体的阴影概略地测定方向。俗话说：“立竿见影”，用一根标杆（直杆），使其与地面垂直，把一块石子放在标杆影子的顶点处；约10分钟，标杆影子的顶点移动到处时再放一块石子，将、两点连成一条直线，这条直线的指向是东西方向，与线垂直的方向则是南北方向，向太阳的一端是南方，相反方向是北方。（依此法测定方向，插

22、杆越高、越细、越垂直于地面、影子移动的距离越长，测出的方向就越准。特别是中午12时前后。如11时半和12时半这两个时间的影子长度几乎相等，顶点的连线刚好指向东西方向，连线的垂直线也能较准确地指出南北方向。11、“指南针”是月亮。初三四的月牙，日落时在西方低空；初七八的半个月亮，太阳刚下山时，在我们的头顶。月半时，太阳刚下山，月亮就从东方升起。晚上月亮的方向是：上弦月，晚6点在南方，夜晚12点在西方。满月（14日18日），晚6点在东方，晚12点在南方，第二天早晨6点在西方。下弦月，夜里12点在东方，第二天早晨6点在南方。12、“指南针”是北极星。北极星是最好的指南针，北极星所在的方向便是正北方。

23、,完成P41“小活动”，动手做一个指南针。,四大发明之造纸术,你知道古代人们是用什么来写（记）东西吗？,1陶器,四大发明之造纸术,2甲骨,四大发明之造纸术,3青铜器,散氏盘,西周宗周钟,西周宗周钟铭文,毛公鼎,四大发明之造纸术,4玉、石,侯马盟书,禅地祗玉册（宋）,四大发明之造纸术,5竹简、木牍,青川木牍,敦煌汉简,四大发明之造纸术,6缣帛,缣帛文献约起源于春秋时代，盛行于两汉，以丝织品为记录知识载体，一般称为帛书，也有人称为缯书，因其色白，故又称之为素书。,帛画云气占图,老子汉代帛书残片,战国时有个思想家叫惠施，人称他博学多才、学富五车。原来，他旅行时也爱学习，随车装着爱看的书。其实这些书是

24、一捆一捆的竹简和木牍，一共装了5辆车，“学富五车”的成语就是这么来的。,西汉时有个叫东方朔的人，想给汉武帝提安邦定国的建议，就用竹简写奏章，因为有满肚子的话要说，一下子就用了3000来根竹简。东方朔面对这3000根竹简发了愁，因为他手无缚鸡之力，无法拿动这么庞大的奏章，最后只好请了两位大力士抬进宫里去。据史记滑稽列传说，汉武帝花了两个月的时间才看完那一大堆竹简。,四大发明之造纸术,可以说，在纸还未发明之前，甲骨、竹简和绢帛等成了古代书写、记载的材料。但到了西汉，由于经济、文化迅速发展，甲骨和竹简不能满足发展的需求，从而促使了书写工具的改进。,造纸是一项重要的化学工艺，西汉蔡伦发明的纸，是中国在

25、人类文化的传播和发展上，所做出的一项十分宝贵的贡献，是中国化学史上的一项重大的成就。,中国古代造纸工程之“抵压帘覆”、“干焙火烘”,造纸,蔡伦（61121）字敬仲，汉族，东汉桂阳郡人（今衡阳耒阳）。和帝时，为中常侍，曾任主管制造御用器物的尚方令。中国古代四大发明中造纸术的改造者（非发明者）。他总结西汉以来用麻质纤维造纸的经验，改进造纸技术，采用树皮、麻头、破布、旧鱼网为原料造纸，于元兴元年(公元105年)奏报朝廷，安帝元初元年（公元114年）封龙亭候。时有“蔡候纸”之称。后汉书.蔡伦传:“自古书契，多编以竹简；其用缣帛者，谓之为纸。缣贵而简重，并不便于人。伦乃造意，用树肤、麻头及敝布、鱼网以为

26、纸。”后世传为我国造纸术的发明人。,蔡伦,四大发明之造纸术,汉代造纸工艺流程图,四大发明之造纸术,过程大致可归纳为四个步骤：第一是原料的分离，就是用沤浸或蒸煮的方法让原料在碱液中脱胶，并分散成纤维状；第二是打浆，就是用切割和捶捣的方法切断纤维，并使纤维帚化，而成为纸浆；第三是抄造，即把纸浆渗水制成浆液，然后用捞纸器（篾席）捞浆，使纸浆在捞纸器上交织成薄片壮的湿纸；第四是干燥，即把湿纸晒赶或晾干，揭下就成为纸张。,四大发明之造纸术,四大发明之造纸术,东汉纸,东汉末年，山东人左伯，就是一个以造纸精美而闻名，当时的书法家都十分推崇左伯的纸，这就是说，在东汉末年，造纸技术已经超过了蔡伦的造纸。,甘肃天水放马滩出土的西汉时期的纸,四大发明之印刷术,在印刷术发明前，人们用手抄书，既费时耗力，又易出错。到隋唐时期，人们从印章和拓石中受到启发，