宋朝时的科技已经到达了空前的高度，处于世界科技文化的领军地位。除开东汉蔡伦所发明的造纸术以外，其余的三大发明皆与宋朝有着千丝万缕的联系。这三大发明不单单是宋代科技发展的证明，更是人类社会进步的一大里程碑。

战争中的大帮手：火药

春秋战国时期，硫黄与硝石便逐渐为人所用。随着炼丹术的发展，唐朝时期，火药已然成型。不过它的大规模运用，尤其是在军事上的运用，却是在宋朝。

公元1000 年，唐福与石晋先后向宋朝朝廷献上火箭、火球以及火蒺藜等新型的火药武器。四十四年后，曾公亮、丁度两人在《武经总要》中首次公开了毒药烟球、蒺藜火球、火炮等火药武器的配方。如此一来，火药的使用空间及生产规模便得到了极大的扩展。此后，北宋朝廷还特设了火药作坊，皮火炮的日均产量一度高达两万支，而弩火药箭的产量也可达七千之多。公元1161 年，宋军开始广泛运用投掷榴弹的弩机。

到了后期，宋朝甚至制作出霹雳炮、震天雷等爆炸型武器，这些武器在抗金战争中起到了举足轻重的作用。公元1295 年，中国历史上首支以竹筒装火药的突火枪问世。

航海好助力：指南针

指南针的原型“司南”早在战国时期便诞生了，但是其真正的演变和运用却是在宋朝。宋人先是发现，如果用钢铁在磁石上摩擦，那么钢铁也会产生磁性，而且这种磁性比较稳定，不会轻易消失，人们用这种人造磁器制造了“指南鱼”。“指南鱼”用起来比司南要方便很多，它不需要光滑的地盘①，只需要一碗水就可以了。其弊端在于如果没有水，便无法制出指南鱼，如果有风的话，也会影响它的工作。后来一位炼丹师又对指南鱼进行了改造，发明了指南针。

①地盘：旧时所用的罗盘。

指南针的改进大大促进了宋朝航海业的发展，依靠着先进的指南工具以及精良的航海工具，宋朝船只东边到达了日本，南边到达了南洋，西边可以到达非洲，一举跃升为当时的海上贸易大国。后来指南针的技术经由阿拉伯人传往欧洲，为欧洲的航海历史注入了新的活力。

此外，沈括在《梦溪笔谈》中还记载，指南针的指示并非正南，而是稍稍偏东五度，这个记载是最早对磁偏角的记载，这一发现相较于哥伦比亚发现磁偏角的经历足足早了四百年。

文明之母：活字印刷术

古时候的书籍需要流传和保存，那就得通过抄写，抄写版十分耗费人力，而且一次只能抄一本，还会有错别字，所以抄写版珍贵异常。有聪明的人便发明了雕版印刷术，使得书的数量增多，流通更快。但是雕版印刷的书印一页就要一块木板，而且这块木板要经过雕刻，印刷的成本还是非常高，书依旧稀缺。到了宋代，发明了活字印刷术，这对我国文明的发展起到了重要的作用，于是人们称活字印刷术为“文明之母”。

活字印刷术的发明被记载于《技艺》一书中。书中记载，活字印刷术起源于北宋，发明者为一个平民，名叫毕昇。活字印刷术首先要做字印，用胶泥做成，然后雕刻字在上面，每个印上只有一个字，每个字就像钱唇①一样薄。字印做好后，要做活字版。

制作活字版的方法是取一块铁板，铁板上铺着松脂等药，然后根据书的大小做一个铁框，铁框里面放满字印。接着就是用火烧铁板，等上面的药物融化，就拿一块木板按在上面，把所有的字压到一个平面上，这样就制作成了一块活字版。活字版做出来的书和雕刻版做出来的书没有区别，但是却省了很多材料和雕刻的工夫。

如果单单使用活字印刷术印刷一两本书，其实很难比较出它和以前的区别。不过如果是印刷数千本书，那速度就比雕版印刷的速度要快多了。使用活字印刷术的时候，一般需要准备两块铁板，一块板用于印刷，另一块就布字，等第一块板印刷完，第二块板就可以使用，这样交替着使用，效率就非常高了。一页书里会有相同的字，所以每个字都会有几个印，像“之”“也”“乎”

这些常用字一般都会有二十几枚印。遇到一些奇怪的字，没有存货，也可以现场做，速度也比做一整版要快。这些字印用完之后，按照一定的顺序存储，下次再需要印刷时便可以循环利用了。

活字印刷术的发明和改进，很大程度上降低了印刷的成本，使得读书的人更容易获得知识，对文化的发展起到了很大的推进作用。值得自豪的是，我国活字印刷术的发明比其他国家要早四百年，是世界文明宝贵的财富。

①钱唇：铜钱的边缘。

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意外得来的火药

自战国时期起，我国便出现了炼制长生不老药的炼丹师。这些炼丹师的出现受到历朝历代皇帝的大力支持，可惜他们最终还是没能炼出让人长生不老的药，反而在炼丹的时候学会了如何冶炼矿石。据唐朝《真元妙道要略》记载：炼丹师们在运用硫黄、硝石炼丹的时候，因发生爆炸而得到启示，并经过多次尝试，最终找到了火药的配方。