四大发明的传播改变了世界文明进程

第二节　四大发明的传播改变了世界文明进程

造纸术、印刷术、火药和指南针合称为中国的“四大发明”，它们是中国古代科学技术繁荣的象征，它们向世界的传播，对世界文明的进程产生了巨大影响，对于欧洲而言尤其如此。在欧洲文艺复兴初期，四大发明起了推波助澜的作用：造纸和印刷术是文艺复兴、宗教改革的先行军，它们同时促进了人文主义世界观、宗教改革思想在民众中的传播；火药奏响了推动封建制度灭亡的最强音；指南针带来了美洲大发现，改变了整个世界的景观。马克思曾把火药、指南针和印刷术称为“预告资产阶级社会到来的三大发明”，“火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开世界市场并建立殖民地，而印刷术变成新教的工具，总的来说变成了科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆”^[30]。

一、造纸术

如前所述，我们的祖先很早就掌握了造纸技术，纸由最早用来书写的材料竹简、木片、丝帛等物演化而来。《说文解字》中解释“纸，絮，一苫也。从丝，氏声”^[31]，可见其与丝帛的关系。公元105年，中常侍蔡伦向汉和帝奏明发明了纸张。范晔的《后汉书·宦者列传》中记述了蔡伦的生平及发明纸张的大致过程：“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，用树肤麻头及敝布渔网以为纸。”^[32]丝帛柔软轻便，适宜于书写与携带，但是非常贵重，限制了这种书写工具的推广和传播。蔡伦用树皮、破布和渔网等造纸，原材料经济常见，大大降低了书写工具的成本，他通常也被认为是造纸术的发明者。不过，著名学者钱存训根据新出土的文物，判断纸在战国时代即已存在，“在公元前2世纪的西汉时代已经通行”^[33]，更是将纸的发明时间大大提前。应该说，任何发明都不是凭空产生的，都离不开之前长期的摸索和积累。蔡伦即便不是最早发明造纸术之人，他对造纸术的改进同样居功至伟。同时，伴随着一批批地下文物的重现天日，造纸术的发明权已经确定无疑地属于中国人。造纸曾经被排除在中国的几大发明(印刷术、火药、指南针之前被称为“三大发明”)之外，直至卡特第一次将纸列为四大发明，纠正了此前一直存在的纸源自西方的错误观点。

公元3世纪到4世纪，纸基本上取代了简、帛成为唯一的书写材料。随后造纸的材料和技术都不断获得改进。自宋元时期之后，造纸的竹帘采用细密的竹条，纸浆均匀，造出的纸也细密均匀，宜于书写。施胶剂也由淀粉糊改为“纸药”，常见的是杨桃藤、黄蜀葵等植物的黏液，这也提高了纸浆的均匀度。宋元明时期对造纸技术、工序的记录增多，侧面反映出这一时期造纸的技术水平，有宋代苏易简的《纸谱》、元代费著的《纸笺谱》、明代王宗沐的《楮书》和宋应星的《天工开物》等等。《天工开物》中详尽记载了造纸技术，同时附有操作图，是对我国千年以上造纸术发展的总结性文献。

“纸发明以后，它不仅在中国本土极为流行，并且向四面八方的整个世界传播”。在东方，纸在2世纪时传至朝鲜，3世纪时传至日本。向南，3世纪时传至越南，7世纪前传到印度。在西方，3世纪时传至中亚，8世纪时传到西亚，10世纪时传到非洲，12世纪时传到欧洲，16世纪时传到美洲，19世纪传到澳洲。^[34]在这一过程中，造纸术途经丝绸之路向西传播意义最为重大。自西汉时期开通以来，丝绸之路一直是中国与西域(中亚、西亚诸国)经贸往来的最重要通道，在中国与欧洲缺少直接交流的大部分时间中，西域事实上充当了中西文化交流的中介。唐玄宗天宝年间，唐朝与大食国之间发生了怛逻斯战争，唐朝战败。阿拉伯人从俘获的中国造纸工人口中知道了造纸的秘密。在怛逻斯西南部的撒马尔罕，阿拉伯人建造起第一座造纸厂。造纸术为阿拉伯帝国的文化繁荣奠定了基础，在阿拉伯控制的范围内，各地区先后掀起了亘古未有的翻译、考证、勘误、誊录、诠释、增补古典遗产的运动。这场运动从9世纪开始，以各大城市为中心，翻译、诠释为主要内容。最有成效的时期约一个世纪，阿拉伯历史上称为“百年翻译运动”。在这场运动中，无论翻译人员的数量或是素质都明显地超过14世纪文艺复兴初始时的西欧。同时促进了阿拉伯帝国书籍产业的发达，提高了社会教育和文化普及水平。阿拉伯帝国通过典籍保存的世界文化传入西欧，缩短了西方近代化的进程，为世界文明进步作出了巨大贡献，这一切都是与中国造纸术进入阿拉伯世界分不开的。^[35]

造纸术在9世纪末10世纪初时传入埃及，至12世纪中叶，又中经利比亚传入摩洛哥。伴随着撒拉逊人入侵西班牙，造纸术终于在文艺复兴前进入欧洲，而且随着十字军的远征遍及欧洲大地。在13世纪末至14世纪初，意大利开设了大量的造纸厂，造纸业的发达使之取代了之前的西班牙，成为向欧洲各地供应纸张的主要国家。这一时间与意大利成为欧洲文艺复兴中心的时间大致相仿，绝对不是偶然的。正如美国《芝加哥论坛报》1983年3月10日在报道《中国七千年的探索展览会》中的中国古代科技成就时所说：“中国为发明造纸所作的探索，可以同美国把人送上月球的目标相提并论。——蔡伦在105年发明了一套造纸方法，这一发明，在1000多年以后才传到欧洲，在那里，它同样发挥了令人震惊的作用。”^[36]

二、印刷术

印刷术被认为是“文明之母”。同纸一样，以前也有观点认为中国的印刷术是从西方传播过来的。20世纪初，斯文赫定发现楼兰古城，在新疆楼兰旧址发现了许多古纸，经判断为公元3世纪左右，有力地推翻了纸和印刷术的西源说。中国印刷术的发展和宗教关系非常密切，道家的印章符箓、佛教徒印刷的佛经和图像都是印刷术的前驱。它们大多采用石印法，石拓法约出现于公元4世纪，后来也被儒家用来印行经书典籍。雕版印刷发明于7世纪的唐代，以木板代替石块，有易刻易搬运等优点，标志着大规模印刷的开始。唐代佛教的鼎盛提出了大量印行佛经的要求。在敦煌发现的咸通九年(868)的《金刚经》曾被认为是最早的雕版书。20世纪60年代，在韩国发现一卷雕版佛经，专家断定在8世纪初中叶，为唐代中国所印制，比咸通九年的《金刚经》早100多年，是迄今为止发现的最早雕版实物。尽管如此，10世纪之前关于雕版印刷的记录少得可怜，可见当时运用并不广泛。最著名的盛举是五代后唐时期的宰相冯道奏请刻印九经(932—953年)，预示着印刷术繁荣期的到来。

宋元时期是中国雕版印刷的高潮时期。冯道刊印九经，下距宋代仅7年之久。印刷术在宋代进入黄金时期，出现了公私大规模刻书的潮流，印行的书籍以史书、经传、注疏、作品居多，还包含一些农艺方面的书籍，至元代，刻印的书籍中甚至包含元曲，很能反映印刷技术的进步水准。当时印本书占据了主流，“医学和自然科学、技术科学著作中的插图的大量出现，是宋元刻本书的一大特点”。这既说明了宋元时期印刷技术的发展与普及程度，同时表明印刷术也推动了科学技术知识的记载和传播。在毕昇发明活字印刷之前，宋代曾经出现过蜡印，由于蜡不易吃墨，以失败告终，但却反映出伴随着宋代雕版印刷的盛行寻求新的字模材料的要求，以及宋人的探索精神。同时，价格更便宜的竹纸和质量更好的皮纸开始代替汉唐以来一直流行的麻纸，竹纸多用来印刷面向大众的读物，皮纸则用于印刷较贵重的典籍。宋代印刷术的一大用途是用来印刷纸币，这也刺激了印刷业的繁荣。在这种种条件的成熟与刺激之下，宋代开始出现活字印刷，比西方早400多年。沈括是历史上第一个记录活字印刷和指南针的，关于前者的内容如下：“板印书籍，唐人尚未盛为之，自冯赢王始印五经，已后典籍皆为板本……庆历中(1041—1048)，有布衣毕升，又为活版。”^[37]毕升出身于印刷工，有感于木活字刻字费时、费钱，发明了泥活字。元朝初年，王桢创制了木活字并发明了转轮排字架，方便了排字工人拣字排版。大概在11—12世纪中国还出现了金属活字印刷，此后常用的金属有铜和锡等。

活字印刷并未能流行开来，主要原因可能在于汉字本身的特点，与字母文字相比，它需要制作的单字字模量仍然很大。哥伦比亚大学的学者卡特仍然高度颂扬了蔡伦、冯道、毕升、王桢等人在印刷术发展史上的地位。“现在在追溯中国印刷的历史时，我们不妨举出若干人物来，他们虽不是谷腾堡这个人的生身祖先，但就某种意义说，却是谷腾堡这位发明家事业上的老祖宗”^[38]。

雕版印刷在唐代即传入朝鲜、日本等国，后来又传至埃及、波斯等地。活字印刷发明以后，也迅即传入日本、朝鲜、越南等国。但是印刷术传向欧洲的时间较晚，波斯国未能像在造纸术的西传中那样充当这种传播的中介，反而延迟了印刷术的西传。主要原因是阿拉伯人拒绝印刷宗教经典，有人认为阿拉伯人因为印刷的刷帚是用猪鬃做的，以此印刷上帝的名字是亵渎神明，因而拒绝印刷术。其实刷帚用的不是猪鬃，阿拉伯人不过是以手抄经文的方式体现教徒的虔诚罢了。然而，印刷术传播尚有另一条通道的可能性，即经埃及传至隔海相望的南欧。有学者认为，中国的指南针、印刷术都是经过海上丝绸之路向西方传播的，尤其是与海上丝绸之路的起点泉州有着密切关系。“我国指南针、印刷术从海路向外西传，经过泉州港口的可能性最大”^[39]。从13世纪中叶到14中叶的100多年时间里，版图巨大的元朝获得了和欧洲直接接触的机会，这一时期也是中西方交往最为频繁的时期。蒙古军西征，使得丝绸之路畅通无阻，而且将其延长至罗马、巴黎等欧洲城市。“当时在中国与乌拉尔山及里海以西的欧洲之间，有南、北两条交通路线。北线从新疆出发，取道钦察汗国，经俄罗斯、波兰、波希米亚到德国，基本上沿陆上丝绸之路。南线从泉州、广州出发，取道伊利汗国，经亚美尼亚、波斯、土耳其到意大利，这是陆海兼行的路线”^[40]。

印刷术对知识的储存、传播与普及意义非凡，它使得知识不再局限于社会中的特权阶层，而是向所有民众开放。在欧洲，大学成为知识、学术中心，打破了之前修道院在这些方面的垄断性地位。恩格斯指出：“印刷术的发明以及商业发展的迫切需要，不仅改变了只有僧侣才能读书写字的状况，而且也改变了只有僧侣才能接受较高级教育的状况。在知识领域也出现劳动分工了。新出现的法学家把僧侣们从一系列很有势力的职位中排挤出去了。”^[41]经济学者则从经济学的视角总结了印刷术对西方世界兴起的作用，“印刷术通过以下三点推动了西方经济的发展：第一，印刷术的产生提高了识字率，提供了更多的受教育的机会，促进了知识分子阶层的产生，增加了人力资本的积累；第二，印刷作为一种新的信息技术，促进了文化产业的形成，同时印刷影响了西欧科技革命的广度和深度，加速了技术扩散的速度；第三，印刷术的发明导致了集权的瓦解，推动了资本主义制度的形成，加速了知识产权制度的发展，降低了交易成本”^[42]。

三、火药

火药由硝、硫和炭三种主要成分组成，因其呈黑色，也被俗称为“黑火药”或“褐色火药”。中国人很早就发现了天然硝石，具体时间虽然不能完全确定，但可以肯定的是至晚在公元前3世纪已经将硝石用作药物，同时掌握了硝石的提纯技术，将粗硝溶解后煮沸，再次结晶后即可提得高纯度的硝石。魏晋时期随着医药学和炼丹术的发展，硝石的药用价值被发掘出来，并被炼丹者当做丹药服用。硫在自然环境中也以游离或混合状态存在，和硝一样，也很早就为医药家和炼丹家所采用。硝和硫的药用价值在“火药”这个名称的“药”字中也留下了印记。然而，当硫与硝共同使用时，经常发生燃烧和爆炸，古人最先探求的是如何避免爆炸的发生，即所谓有“伏火法”。古人在以炭或含炭物“伏火”的过程中经常发生意想不到的爆炸，而且爆炸的威力较之前大大增加，这便是火药的雏形。

唐代是军用火药的研制时期，至五代和宋代被运用于战争。尤其是宋代中原与北方少数民族之间战火频仍，促进了火药与火器的制造。公元970年，冯继升向朝廷进献火箭，即把火药绑在弓箭上增加后者的威力。公元1000年左右，中国南方的福建等地已经生产出“火球”和“火蒺藜”，后者因在火药中放置了铁蒺藜得名，铁蒺藜借助火药的威力四面飞散，具有很强的杀伤力，用来对付北方骑兵颇见功效。庆历年间由曾公亮、丁度等人负责修订成书的《武经总要》中详细记载了火药的制作材料、比例及方法，其中硝的比例已经大幅提高，接近于后来黑火药中硝的比例(75％)。宋代出现了专门生产火药的火药工厂，宋仁宗康定元年(1040)宋敏求所著的《东京记》中描述了当时开封的武器工厂生产的情形，“火药在所有生产项目中名列前茅，从这一点就可以看出，火药武器在当时战争中已经占了极其重要的地位”^[43]。至12世纪，开封已经成为中国北方制造火药、火器的中心。北宋末年，“霹雳炮”、“震天雷”等爆炸性很强的武器也被制造出来，公元1126年，李纲就是凭借霹雳炮击退了围攻开封的金兵。除了军用领域外，火药在民用、日常领域也获得了广泛运用，被用来制造爆竹、焰火等物，用于节庆和娱乐。

中国古代火药约在13世纪传入阿拉伯和欧洲，在此之前，欧洲还未能发现火药的主要制作原料硝石。唐代与波斯、印度等国家的贸易中，硝被当做药物买卖，当时阿拉伯人把它称为“巴鲁得”，意思是“中国雪”，波斯人则称之为“中国盐”，都是取其颜色命名的。李约瑟认为火药是直接传入欧洲的，有三种人可能在其中扮演了至关重要的角色：来中国传教的方济会各传教士；到欧洲游历的巴锁马及其友人；马可·波罗等一批旅游商人。也有人认为，中国火药、火器是先传入了阿拉伯国家，然后再从这里传向了欧洲。其可能的渠道有两种，一是通过南宋的海外贸易，一些娱乐用的焰火等商品开始进入阿拉伯国家，二是通过蒙古军的西征，把军用火药、火器带到了这里^[44]。欧洲在与阿拉伯之间的战争中，学会了火药的制作方法和工艺。当然，凭借元代雄厚的武力，军用火药、火器也有可能直接被带到欧洲。在第二次西征中，蒙古军就先后攻克了俄罗斯、波兰和匈牙利等国。火药和火器在这些战争中都发挥了攻城拔寨的作用。

火药给人类带来了战争和不幸，却也传播了文明。恩格斯正是在后者的意义上确定火药与火器发明的意义的，他在《反杜林论》中说：“火药和火器的采用决不是一种暴力行为，而是一种工业的，也就是经济的进步。”^[45]火药传入欧洲带来了革命性的变化，在资产阶级与封建贵族的对垒中，前者凭借火药屡战屡胜，加速了封建贵族的灭亡。火药也改变了西方军事技术格局，对相关的燃烧、结晶、爆炸现象的研究，动摇了原先的传统科学观念。火药不同于“希腊火”，其燃烧不需要空气，在化学领域推动了“燃素学说”的建立，化学从而得以从中世纪的炼金术中解放出来。火药还带动了欧洲冶金和铸造技术的变革，它燃烧后在炮膛产生的对炮弹的巨大推动力引导人们去探索热能与机械力之间的转换关系，进而寻找制造热能动力机器的方法。最重要的是，雄心勃勃的资产阶级在火药和指南针的帮助下，实行海外的殖民扩张和贸易，迅速建立起了海上霸权，世界格局为之一变。^[46]

四、指南针

图44　指南针

指南针的前身司南约出现于公元前3世纪的战国末期，它运用了天然磁体在地球这个大磁场作用力之下恒定指向的道理制作而成。中国人很早就对磁石进行了观察和记载，《山海经》、《管子》等书籍中都提到过“慈石”。古人根据这种物质能吸引含铁、镍等物质的现象，亲切地把它命名为“慈石”，意谓它对含铁物具有慈母般的吸引力。据典籍记载，秦始皇修建阿房宫时，门都是以磁石做成的。磁石的另一特性是能指示方向，司南即利用了磁石的这个特性。司南呈勺形，被放置于带有方位刻度的盘子上，司南的底部呈圆形，可以在刻度盘上自由转动。东汉的王充在《论衡》里如此描述它：“司南之杓，投之于地，其抵指南。”“地”实际上指的是带有方位刻度的“地盘”。^[47]

司南在随后朝代的使用中不断得到改进，灵敏度和准确性进一步提高，于是指南针应运而生。由司南的勺形变为针形，是古人观察到铁针被磁石磁化之后自身也具有了磁性。“北宋(960—1126年)是磁学知识爆炸性发展时期，在火药和印刷方面也出现同样情况，知识爆炸事先是需要有一个积累过程的。宋以前的悬针和浮针正是引发北宋磁学知识爆炸的两个导火线……北宋人享受这些技术成果并使之发扬，历史发展的脉络应是如此。”^[48]宋人记录了人工制作指南针的方法和磁偏角现象，曾公亮主编的《武经总要》中记录了指南鱼的制作方法，将薄铁片剪裁为鱼形，放置到火中烧红后按南北指向浸入水中。铁分子在火中活跃性增大，再巧妙地利用地球磁场作用改变其排列序列，人工磁铁就被制作出来了。沈括的《梦溪笔谈》中介绍了利用天然磁铁磁化铁针制作指南针的过程，沈括还比较了指南针四种不同放置方式——水浮法、指甲旋定法、碗唇旋定法和缕悬法的优劣，得出缕悬法最佳的结论。在实验过程中，沈括观察到磁针并非指向正南方，而是南方偏东，从而在世界上最早发现了地球磁偏角的现象。

指南针在古代主要是玩具，顶多也只能在风水先生勘选墓地时派上用场。宋代则把它用到了航海事业上，制作出了方位盘和磁针成一体的“罗盘”，比西方使用航海罗盘早100多年。罗盘分水、旱两种，后者因有固定支点更易操作，适宜于航海使用，它的出现对于航海事业大有裨益。公元1274年，南宋吴自牧在所著的《梦梁录》中提及了罗盘在航海中的作用：“风雨冥晦时，唯凭针盘而行。”^[49]从此，航海不必再依靠太阳等天象来判断方向，远航也就成为可能。及至元代，海上航行更见频繁，大量的船队来往于东南亚、印度、日本、波斯之间，指南针用于海上航行定位，大大派上了用场。明代的航海家郑和七下西洋堪称人类航海史上的壮举，其中更是少不了指南针的作用。

正是由于指南针在航海中作用最大、使用最为广泛，它向外传播通过海路的可能也最大。宋代的航海业已经相当发达，中国南方出现了当时世界上最繁荣的泉州、广州等港口。这些港口也是宋代海上贸易的重镇，中国制造的大型商船往来其间。阿拉伯商人都乐于乘坐制作精良、航行迅速的中国船只，而且也有为数不少的阿拉伯人旅居于这些港口。指南针大约在公元13世纪初经由这些阿拉伯人传至阿拉伯，随后再从阿拉伯传向欧洲。其传播途径有两种可能：“第一种可能性，是阿拉伯人在印度临换大船，乘坐安全可靠的中国船只过程中，逐渐了解中国船的设备、性能及指南针在航海中的应用情况，从而把指南针传播到阿拉伯去。第二种可能性，是居住在泉州、广州等地的阿拉伯人，把指南针带回到阿拉伯去。”^[50]

指南针在航海事业上的运用，在欧洲的典范是哥伦布发现美洲新大陆和麦哲伦的环球航行，很难想象如果缺少了指南针，这些旷日持久的茫茫海天之间的航行如何成为可能。公元1492年，哥伦布横渡大西洋来到美洲，开启了地理大发现时代，也开创了人类历史上的新纪元，东西半球从而被联系到了一起，也彻底改变了人们的世界观。1519—1522年，麦哲伦-埃尔卡诺船队完成了人类首次环球航行，使地球圆形、海洋相连的假说得到了证实。此后的300年间，西欧社会进入航海、探险和殖民扩张时期，历史上称为大航海时代。大航海时代给西欧社会的发展和变革带来了极为深刻的影响，社会物质财富剧增，经济迅速腾飞，社会进程更快地由封建主义向资本主义转变。大航海活动也把人类活动的主要区域从陆地转移至海洋，不仅对欧洲，对世界各大洲的社会都产生的巨大的冲击波。“欧洲的扩张、美洲的‘发现’、非洲的殖民、澳洲的开发、亚洲的沉沦，一种全新的近代世界发展格局开始形成”^[51]。

中国古代的四大发明向外尤其是向欧洲的传播，无论是在科学技术的进步上，还是社会性质上都对世界历史有着不可磨灭的影响。它们是文艺复兴和宗教改革的先声，文艺复兴和宗教改革正是西方近代科学的开端，由哥白尼开始，中经伽利略、开普勒等人的开拓性贡献，到18世纪工业革命时形成了成熟的近代科学体系。“各种事实表明，中国科学发明和思想在文艺复兴前后不断涌入欧洲，为发展近代科学提供必要的物质和思想前提，这一过程一直持续到18—19世纪”^[52]。

英国学者托马斯·马丁·林赛在其所著的《宗教改革史》中提到：“几乎可以说，宗教改革运动创造了德国的书籍出版业。德国最初印刷的书籍或者毋宁说是小册子，数量少，而且都不大重要——仅是些个人信仰、民间医疗、草药、历书、旅游等小册子或政府的公告。1518年以前，各类小册子每年几乎不超过50册。但是，在1518—1523年期间大幅度增长，其中五分之四是因对罗马教廷的民族反抗激起的论战性作品。”^[53]反之，我们也可以说，印刷术成就了宗教改革运动。宗教改革的社会历史作用表现为：一是在政治上，近代资产阶级革命与宗教改革之间有着非常密切的关系，近代资产阶级反封建制度的三次大决战中，有两次与宗教改革及新教密切相关，或者说是披着“宗教外衣”的；二是在经济上，新教与资本主义生产方式之间存在相宜性；三是基督新教还为资本主义社会构筑“契约”中的“自由”和“平等”提供了“外衣”和原则。^[54]

宗教改革运动使得路德教派、加尔文教派脱离了罗马教会的统治，成为基督新教。马克斯·韦伯在《新教伦理与资本主义精神》中曾经论述了新教与资本主义崛起之间的关系。本尼迪克特·安德森则在《想像的共同体》中考察了民族主义与印刷资本主义之间的关系。可以认定，在四大发明的推动之下，经过文艺复兴、宗教改革和启蒙运动，欧洲各国的民族主义开始觉醒，结束了中世纪欧洲四分五裂的封建割据状态，走向统一的民族国家。作为一种新兴的社会制度，资本主义开始萌芽并逐渐表现出对于封建社会制度无比的优越性。另一方面，资本主义并没有消除掠夺与剥削，相反凭借着“船坚炮利”把这种掠夺和剥削扩展到整个世界，马克思说，“资本来到世间，从头到脚，每个毛孔都滴着血和肮脏的东西”。作为拥有四大发明的古国，中国在19世纪中叶也成为欧洲殖民主义政策的牺牲品。当四大发明在西方带来一个又一个的社会、科技进步时，中国自明代后期以后科学技术却明显衰落，近代以来转而开始学习西方的“船坚炮利”，历史的教训沉痛而深刻。历史的发展告诉我们，任何伟大的科学技术都不仅仅只是技艺，它们同时也是社会文明进程巨大的推动力。