中國歷史上的三十項大發明，兩漢與宋元燦爛，清代沒有

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本文要點「四大發明」這一源自西方學者的提法，雖有經典意義，卻有其特定的背景和涵義。它還不足以展現中華文明的主要技術成就與特色。漢字和中式烹調術，過去較少被視為重大發明，但它們是中華文明的重要象徵，在中國文化與技術傳統中一直發揮著重要作用，足以列為中國重大發明之一。新石器時代中晚期，平均1000年有一次重大發明，夏商周三代約450年有一項大發明，兩漢為巔峰期，約45 年就有一項重大發明。魏晉南北朝墜入低谷，370 年間只有一項大發明。隋唐五代每75 年有一項大發明。宋元是中國古代科學技術的高峰期，每65 年出現一項大發明。明代是科技文化的衰落時期，每140 年才有一項大發明。清代沒有重大發明。

《中國三十大發明》一書，從策划到編寫定稿和編輯出版，歷經三年時間，在三十多位作者和出版社的共同努力下，現在終於出版了。拿到印刷精美的樣書，作為本書共同主編與作者之一，感到非常高興。

《中國三十大發明》，華覺明、馮立昇主編，大象出版社2017年5月第一版，298.00元

中國不止有「四大發明」

編撰一部系統論述中國重大發明專書的想法出自於著名技術史家華覺明先生。華先生早在十幾年前就開始關注中國古代究竟有哪些重大發明的問題。談到中國的發明時，絕大多數國人都知道中國的四大發明。但是華先生髮現，人人知道的事不一定人人都清楚其由來和意義。「四大發明」的提法已被人們廣為接受，但又多有誤解，有必要進一步探討並加以澄清。「四大發明」確實是對世界歷史進程產生過重要影響的大發明，但這一提法源於西方學者就這四項發明對近代文明的影響所作的評價，並不意味著它們就是中國古代最重要的發明。而這四項發明也遠不能較全面地反映中國的重大發明創造與技術文化傳統。

《中國三十大發明》主編之一、著名技術史家華覺明先生

義大利數學家傑羅姆·卡丹（Jerome Candan,1501-1576）最早於1550年提出磁羅盤、印刷術和火藥是中國的三大發明，認為它們是「整個古代沒有能與之相匹敵的發明」。後來培根 (Francis Bacon)和馬克思等思想家又進一步闡釋過這三大發明在改變世界歷史進程中的重要作用。19世紀下半葉，艾約瑟(Joseph Edkins）、丁韙良（William Alexander Parsons Martin）等來華傳教士探討過中國的古代發明創造，並將造紙術、印刷術、火藥和指南針並列為中國的卓越發明。如丁韙良在1901年出版的《漢學菁華》（The Lore of Cathay）一書中指出：「陶瓷的生產技藝源於中國，迄今『陶瓷』這個詞在英文中仍然意味『中國的器皿』。絲綢的生產也是同樣的情況。……在造紙方面，中國人不僅比我們要先進得多，而且在用木頭來生產紙漿這一特定技藝上也走在了西方人的前面。紙在中國是公元紀年的初期發明的，在此前的許多個世紀里，中國人的書籍是用鐵筆的尖端將文字刻在竹片上的竹簡。一個奇怪的事實就是，源於中國的技藝似乎需要經過移植才能夠獲得高度的發展。見證一下火藥、印刷術和航海羅盤在應用上所取得的巨大改進就可以證明這一點。」這裡將造紙術、火藥、印刷術和指南針並列在了一起。紙是印刷的載體，二者關係極為密切，後來造紙術和印刷術又常常被合併為一項重大發明，造紙及印刷術合起來成為「三大發明」之一。如英國著名學者李約瑟在1946年10月於巴黎聯合國教科文組織的一次演講中說：「中國人最偉大的三項發明無疑是造紙及印刷術、磁羅盤和黑火藥。」也有人將造紙術和印刷術分列為兩項，這就有了「四大發明」的說法。我國在20 世紀30、40 年代，「三大發明」和「四大發明」的提法並行，後來「四大發明」的提法廣為流行。

西方學者對中國「四大發明」的認知也不斷增強。李約瑟後來對中國科技史開展了系統的研究。他在為美國記者坦普爾（Robert K.G.Temple）基於他的學術著作寫成的科普著作《中國：發明與發現的國度》作序時指出：「弗朗西斯·培根認為，造紙術與印刷術、火藥和指南針這三項發明對於徹底改造近代世界並使之與古代及中世紀分開，比任何宗教信念、任何占星術的影響或任何征服者的成功所起的作用更大。但他把這些發明的起源看作是『模糊不清的，湮沒無聞的』，他至死也不知道所有這些都是中國的發明。我們已盡我們最大努力使這類世界紀錄恢復了本來面目。」又如2009年在英國出版了《改變世界的1001項發明》（1001 Inventions That Changed The World）一書，主編傑克·查羅納（JackChalloner）在書的前言中介紹中國發明時稱：「印度流域的許多重要發明並不為世界的其他國家所知曉，但是中國的發明享譽海外，尤其是『四大發明』（Four Great Inventions of China）：火藥、造紙術、指南針和印刷術。」

「四大發明」這一源自西方學者的提法，雖有經典意義，卻有其特定的背景和涵義。它還不足以展現中華文明的主要技術成就與特色。近百年來，通過中外學者的共同努力，中國科技史的學術研究有了長足的進步。進入二十一世紀以來，當代中國的科學技術也得到了快速的發展，並在社會和經濟發展中扮演著越來越重要的角色。中國歷史上究竟有哪些重大發明創造？也成為公眾關心和熱切期望了解的問題。因此，基於長期的科技史學術積累，撰寫一部兼具學術性與普及性的著作，檢視中國古今的重大發明及其對中國和世界文明的影響，無疑是一項既有歷史意義又有現實意義的工作。

香港郵政2005年發行的「中國古代四大發明」特別郵票

「三十大發明」如何遴選出來的

我們認為本書的編撰要體現文化自覺的理念，並在序言中進行了闡述。文化是民族和國家賴以生存、發展和保持自身特質的基因。有無文化自覺的意識和理念，是一個民族或國家的文化能否持續傳承和發展振興的精神前提。發明創造的觀照，同樣需要具有文化自覺的意識和理念。

文化自覺一個重要方面是自主和自立。須在中國科技史研究的基礎上，作進一步的探索、評估和梳理，從中遴選出具有原創性、特色鮮明，對中國乃至世界文明進程有突出貢獻和重要影響的重大發明，搞清楚其來龍去脈，論述其發生和演進過程，及其與社會文化、經濟、政治、民眾日常生活的關係並與世界其他地區同類發明加以比較，從而提升重大發明研究、論證的水平。通過自我認知和反思，力求能夠自立。如華覺明先生曾指出的，「中國的事情，中國人自己要把它弄清楚」，「在發明創造的問題上，中國要有自己的話語權」。

文化自覺的另一重要方面是要有自律精神。研究和評估工作須堅持實事求是的科學精神，這是編撰工作要遵守的原則。貶低中華民族發明創造成就，無視前人的智慧和創新精神，是虛無主義的表現；誇大甚至虛構本國、本民族的發明創造業績、忽視甚至無視其他國家和民族的創造力與聰明才智，是沙文主義表現。二者都斷不可取。尊重客觀事實，恪守學術規範，力求嚴謹和準確，這是我們觀照發明創造問題時須遵循的為學之道。

本書的撰寫首先需要解決發明概念的界定和分級、重大發明的遴選等問題。華覺明先生的開篇文章《中國三十大發明之分說》對此進行了專門探討。華先生對「發明」作了如下界定：「發明是原創的具有認知、適應和改變自然界、社會和人類自身之功能的技術手段與方法。發明是屬於技術手段與方法方面的創新。」我們這裡討論的發明指的是科技方面的發明，與科學發現和工程創造有所不同，雖然他們同屬科技創新的範疇。科學發現和純學術研究成果與發明有別，不宜歸入發明之列；工程建設需應用既有發明創造成果或因自身需要而有所發明創造，但工程成就本身並不屬於發明的範疇，亦不宜歸入發明之列。

根據發明對自然界的改造和人類社會發展所產生的影響，可將其分為四個級別。重大發明、重要發明、一般性發明、小發明。以造紙為例，造紙術為重大的發明，而加工紙和箋紙創製屬於重要發明，紙簾的改進是一般性的發明，由火牆烘紙改進為機械化烘紙屬於小發明。又如汽車，它應屬於重大發明，其氣囊用以保護乘車人的安全，可視之為重要發明，雨刷為一般性的發明，車窗的電動升降則屬一種小發明。

有些發明尚無確鑿證據表明其為原創的或非原創的,但它們確有獨特的創新和重大影響。例如中國古代的青銅冶鑄術是由采銅(以井巷木結構支護為其特色)、冶銅(以豎爐的修築和使用以及硫化銅礦的焙燒和反覆精鍊為特色)和鑄銅(以「六齊冶合金配製法則、塊范法和撥蠟法、剝蠟法為其特色)等技藝構成的技術體系，以它為支撐，造就了長達兩千年的輝煌的商周青銅文明，並於後世有深遠的影響。華先生認為這樣的發明可以列入重大發明。

中國古代先進的青銅冶鑄術造就了輝煌的商周青銅文明。圖為西周青銅器「何尊」，因其銘文中第一次出現了「中國」一詞而著名

具有國際性影響的「四大發明」無疑都是重大發明，但對於沒有產生國際性影響的上古、中古時代的發明，該如何評定其級別呢？華先生認為，人類社會從早期相對離散、構成若干文明中心，到逐漸增加接觸、交往和交流，發展到當代形成全球化的潮流，這個過程還遠沒有完結。因此，可以其技術重要性和對本國及周邊地區的影響來衡量。例如中國古代以生鐵為本的鋼鐵技術和歐洲古代以塊煉鐵為本的鋼鐵技術是兩種不同的技術體系。從技術理念上看，前者比後者更為優越，現代鋼鐵技術就工藝路線而言，是和中國古代鋼鐵技術相一致的。中國早在西周晚期就能冶煉生鐵，早於歐洲1500年到1800年就發明了鑄鐵柔化術、鐵范鑄造和炒鐵技術，之後又發明了灌鋼術，從而創建了具有自身特色的鋼鐵冶煉技術體系，並對日本、朝鮮、越南等周邊國家產生了重要影響。將這一技術列為重大發明是合乎道理和有充分根據的，粟作、稻作和木結構營造技藝等發明也屬於此類。

浙江餘姚河姆渡遺址出土的7000年前的碳化稻粒

對中國究竟有哪些重大發明的問題，我們曾與相關領域的專家學者進行過反覆研討，最終確定為本書介紹的三十項重大發明。由於我們探討的是重大發明，在質量和數量關係的把握上更注重於質的方面。我們認為有些發明或為重大發明，但目前學界對其內涵研究、揭示得還不夠清楚，也只好忍痛割愛，暫不列入。我們也清楚，「重大發明」的界定與遴選，並非易事，對於有些問題可謂「見仁見智」，肯定會存在爭議。中國重大發明，也不止上述30項。本書提出的三十大發明只是中國有哪些重大發明的說法之一種，為促進更深入研討，華先生補充提出了三十項重要發明，可供同行和讀者參考。

目前已有不少關於中國發明創造的清單，如李約瑟在著作中由字母A到Z列舉了中國古代的26項發明，坦普爾在其書中開列出中國古代一百項科學與技術成就，金秋鵬寫了《一百項中華髮明》一書，《改變世界的1001項發明》一書介紹了31項中國古代發明。我們對這些清單及相關論述進行過分析，參考了其成果，但也發現了其中一些問題和不足。他們都沒有探討發明分級問題，對一些發明的科技內涵和價值的說明過於簡略，有的還誤將科學發現和工程創造歸入技術發明，或對一些重要發明的斷代不夠準確。

我們在遴選和評估時從中國文化與技術傳統和全球視野兩個方面進行了觀照。如漢字和中式烹調術，過去較少被視為重大發明，但它們是中華文明的重要象徵，在中國文化與技術傳統中一直發揮著重要作用，足以列為中國重大發明之一。特別是漢字，作為中國人記錄信息和表達思想的手段，從陶文、甲骨文、金文到漢隸、宋楷……歷經數千年而不衰，至今還充滿生機，不僅對中華文化的形成、傳承和傳播具有不可替代的作用，而且對日本、朝鮮和越南等周邊國家和地區產生了巨大影響。中式烹調術對增強中國人的體質健康和提高生活質量發揮了重要的作用。而且中餐館已遍及全球不同的地方，隨著中國國力和國際影響的增長，中式烹調術還將扮演更為重要的角色。

此外，選入本書的兩項當代的重大發明對於當今中國科技的發展具有特殊的借鑒意義。傳統的中醫藥也蘊含了一些現代科技的先驅性成果，如人痘接種術就屬於免疫學方面的重大成果。中國應用青蒿治療瘧疾的歷史長達1700餘年，到上世紀50年代延綿不絕。以屠呦呦為代表的中國科學家，在繼承傳統中醫臨床經驗的基礎上，運用現代科學手段，提取出一種高效低毒的抗瘧疾新葯青蒿素。青蒿素藥物用於臨床後，挽救了成千上萬患者的生命，為人類健康作出了巨大貢獻。水稻是世界的主要糧食作物之一，是全世界一半以上的人的主食。袁隆平的超級水稻栽培技術堪稱世界級的原創性重大發明，儘管這是一項現代科技發明，考慮到中國是世界最早和主要的水稻馴化中心，稻作技術源遠流長，也可視其為中國稻作技術傳統在現當代的延續。文化自覺是一個艱巨的過程，一方面要認識我們的文化與技術傳統，增強文化的認同感和自信心；另一個方面也要更新和轉化我們的文化傳統，使傳統技術與外來的近現代科技對接和融合，使現代科技在中國紮根並得到長足發展。

青蒿素分子量測定結果報告

重大發明與中國人創造力在不同歷史時期的起伏

《中國三十大發明》共計50餘萬字，近600幅圖，包括34篇文，除了華先生的綜論文章，另外33篇分述自遠古至當代的三十項重大發明：粟作，稻作，蠶桑絲織，漢字，十進位值制記數法和籌算，青銅冶鑄術（2篇），以生鐵為本的鋼鐵冶煉技術，運河與船閘（2篇），犁與耬，水輪，髹飾，造紙術，中醫診療術（其中人痘接種另專列一篇），瓷器，中式木結構建築技術，中式烹調術，系駕法和馬鐙，印刷術，茶的栽培和製備，圓儀、渾儀到簡儀，水密艙壁，火藥，指南針，深井鑽探技術，精細耕作的生態農藝，珠算，麴櫱發酵，火箭與火銃，青蒿素和雜交水稻。參加本書編寫工作的32位學者是國內科技史及相關領域的權威專家或中青年學術骨幹。我們在寫作中，力求從世界科技文明和比較科技史的視角考察中國的發明，依據考古發現、傳世文物和文獻記載論述中國的發明創造，揭示其科技內涵與文化特色，說明其價值與影響。我們認為，這三十大發明貫通古今，從遠古至當代，基本反映了中國從古至今重大發明的整體概況和中國的技術文化傳統的主要脈絡。

通過對中國歷史上重大發明的梳理，可以發現中國人的創造力在不同歷史時期存在明顯的起伏。大體上說，新石器時代中晚期，平均1000年有一次重大發明，夏商周三代約450年有一項大發明，兩漢為巔峰期，約45 年就有一項重大發明。魏晉南北朝墜入低谷，370 年間只有一項大發明。隋唐五代每75 年有一項大發明。宋元是中國古代科學技術的高峰期，每65 年出現一項大發明。明代是科技文化的衰落時期，每140 年才有一項大發明。清代沒有重大發明。清朝滅亡後，中國社會進入巨變的轉型時期，我們在引進西方文化和近代科技的同時，也開始了民族文化的復興，百年間有兩項大發明。當然，如要更準確評估中國人的創造力，繪出其在不同歷史時期的起伏曲線，這一統計結果需要進行必要的修正。我們只是考慮了重大發明，沒有涉及科學發現方面的重大成果。三國時期的劉徽，南北朝時期的祖沖之在數學上都有領先世界的重大成果。中國歷史上，戰爭或割據時期，思想往往比較活躍，理論性成果比較突出。此外，如果進行發明的計量與評價研究，還應考慮數量更多的重要發明和一般性發明，進行更深入的科學計量學和社會學的分析。

發明不僅創造出某種以前沒有的東西，而且是人類文明發展內在的、原生的動力。中國人曾經有過許多偉大的發明創造，不僅推動了中華文明的進步，而且對世界文明的進程產生了重大影響。但清代以來，中國失去了創新的動力和活力，現代中國的科技事業雖得到了前所未有的發展，但原創性的重大科學發現與技術發明主要還是來自於西方。

綜觀古今中外重大發明的事例，我們認為創新系源自民智的開發、心靈的解放、志趣的追求和功利的激勵。所有這一切，都須以一定的社會條件為前提。政治清明，教育健全，科學昌明，思想自由，學術獨立，創新得到鼓勵，創新者的權益得到保障，發明創造方能生生不息地源源湧現。發明創造的激勵機制，就是由這些因素的結合與互動構成的。在全球化和信息化時代的今天，我們只有在珍惜、重視民族文化傳統與歷史經驗的同時，掌握文化轉型的自主權，不斷提升自主創新能力，才能對世界文化和科技文明作出更多原創性的貢獻。

（本文作者為清華大學科技史暨古文獻研究所所長）

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