火药、火器在宋代的发展

火药、火器在宋代的发展
火药、火器在宋代的发展

火药、火器在宋代的发展
火药是我们祖先发明的,距今已有一千多年了.火药的研究开始于古代炼丹术,古人为求长生不老而炼制丹药,炼丹术的目的和动机都是荒谬和可笑的,但它的实验方法还是有可取之处,最后导致了火药的发明.恩格斯高度评价了中国在火药发明中的首创作用：“现在已经毫无疑义地证实了,火药是从中国经过印度传给阿拉伯人,又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲.”火药的发明大大的推进了历史发展的进程,是欧洲文艺复兴的重要支柱之一.
硫磺、硝石、木炭性质的探索
火药由硫磺、硝石、木炭混合而成.很早以前,我们的先人对这个三种物质就有了一定认识.早在新石器时代人们在烧制陶器时就认识了木炭,把它当做燃料.商周时期,人们在冶金中广泛使用木炭.木炭灰分比木柴少,强度高,是比木柴更好的燃料.硫磺天然存在,很早人们就开采它.在生活和生产中经常接触到硫磺,如温泉会释放出硫磺的气味,冶炼金属时,逸出的二氧化硫刺鼻难闻,这些都会给人留下印象.古人掌握最早的硝,可能是墙角和屋根下的土硝,硝的化学性质很活泼能与很多物质发生反应,它的颜色和其他一些盐类区别不大,在使用中容易搞错,在实践中人们掌握了一些识别硝石的方法.南北朝时的陶弘景“草木经集注”中就说过：“以火烧之,紫青烟起,云是硝石也.”这和近代用火焰反应鉴别钾盐的方法相似（硝石的主要成分是硝酸钾）.硝石和硫磺一度被作为重要的药材,在汉代的《神农本草经》中,硝石被列为上品中的第六位,认为它能治20多种病.硫磺被列为中品药的第三位,也能治10多种病.这样人们对硝石和硫磺的研究就更为重视.虽然人们对硝石、硫磺、木炭的性质有了一定的认识,但是硝石、硫磺、木炭按一定比例放在一起制成火药还是炼丹家的功劳.
炼丹术中的化学方法
炼丹术起源很早,《战国策》中已有方士向荆王献不死之药的记载.汉武帝也妄想“长生久视”,向民间广求丹药,招纳方士,并亲自炼丹.从此,炼丹成为风气,开始盛行.历代都出现炼丹方士,也就是所谓的炼丹家.炼丹家的目的是寻找长生不老之药,这样的目的是不可能达到的.炼丹术流行了一千多年,最后还是一无所获.但是,炼丹术所采用的一些具体方法还是有可取之处的,它显示了化学的原始形态.
炼丹术中很重要的一种方法就是“火法炼丹”.它直接与火药的发明有关系.所谓“火法炼丹”大约是一种无水的加热方法,晋代葛洪在“抱朴子”中对火法有所记载,火法大致包括：煅（长时间高温加热）、炼（干燥物质的加热）、灸（局部烘烤）、熔（熔化）、抽（蒸馏）、飞（又叫升,就是升华）、优（加热使物质变性）.这些方法都是最基本的化学方法,这也是炼丹术这种愚昧的职业能够产生发明的基础.炼丹家的虔诚和寻找长生不老之药的挫折,使得炼丹家不得不反复实验和寻找新的方法.这样就为火药的发明创造了条件.在发明火药之前,炼丹术已经得到了一些人造的化学药品,如硫化汞等.这可能是人类最早用化学合成法制成的产品之一.
炼丹起火,启示人们认识并发明火药.
火药的发明
炼丹家虽然掌握了一定的化学方法,但是他们的方向是求长生不老之药,因此火药的发明具有一定的偶然性.
炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药,在使用之前,常用烧灼的办法“伏”一下,“伏”是降伏的意思.使毒性失去或减低,这种手续称为“伏火”.唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有：硫磺、硝石各二两,研成粉末,放在销银锅或砂罐子里.掘一地坑,放锅子在坑里和地平,四面都用土填实.把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着,然后夹入锅里,把硫磺和硝石起烧焰火.等到烧不起焰火了,再拿木炭来炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁还没冷却,取入混合物,这就伏火了.
唐朝中期有个名叫清虚子的,在“伏火矾法”中提出了一个伏火的方子：“硫二两,硝二两,马兜铃三钱半.右为末,拌匀.掘坑,入药于罐内与地平.将熟火一块,弹子大,下放里内,烟渐起.”他用马兜铃代替了孙思邈方子中的皂角,这两种物质代替碳起燃烧作用的.
伏火的方子都含有碳素,而且伏硫磺要加硝石,伏硝石要加硫磺.这说明炼丹家有意要使药物引起燃烧,以去掉它们的猛毒.
虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应,并采取措施控制反应速度,但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生.《太平广记》中有一个故事,说的是隋朝初年,有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人.当晚住在那里.半夜杜春子梦中惊醒,看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”,顿时屋子燃烧起来.这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾.还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事,火把人的脸和手烧坏了,还直冲屋顶,把房子也烧了.书中告戒炼丹者要防止这类事故发生.这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验,就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药,这种药被称为“着火的药”,即火药.由于火药的发明来自制丹配药的过程中,在火药发明之后,曾被当做药类.《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫,辟湿气、瘟疫.
火药不能解决长生不老的问题,又容易着火,炼丹家对他并不感兴趣.火药的配方由炼丹家转到军事家手里,就成为中国古代四大发明之一的黑色火药.
火药的应用
火药发明之前,火攻是军事家常用的一种进攻手段,那时在火攻中,用了一种叫做火箭的武器,它是在箭头上绑一些像油脂、松香、硫磺之类的易燃物质,点燃后用弓射出去,用以烧毁敌人的阵地.如果用火药代替一般易燃物,效果要好得多.火药发明之前,攻城守城常用一种抛石机抛掷石头和油脂火球,来消灭敌人.火药发明之后,利用抛石机抛掷火药包以代替石头和油脂火球.据宋代路振的《九国志》记载,唐哀帝时（十世纪）,郑王番率军攻打豫章（今江西南昌）,“发机飞火”,烧毁该城的龙沙门.这可能是有关用火药攻城的最早记载.
到了两宋时期火药武器发展很快.据《宋史.兵记》记载：公元970年兵部令史冯继升进火箭法,这种方法是在箭杆前端缚火药筒,点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭簇射出,这是世界上最早的喷射火器.公元1000年,士兵出身的神卫队长唐福向宋朝廷献出了他制作的火箭、火 球、火蒺藜等火器.1002年,冀州团练使石普也制成了火箭、火球等火器,并做了表演.
火药兵器在战场上的出现,预示着军事史上将发生一系列的变革.从使用冷兵器阶段向使用火器阶段过渡.火药应用于武器的最初形式,主要是利用火药的燃烧性能.《武经总要》中记录的早期火药兵器,还没有脱离传统火攻中纵火兵器的范畴.随着火药和火药武器的发展,逐步过度到利用火药的爆炸性能.
硝酸钾、硫磺、木炭粉末混合而成的火药被称为黑火药或者叫褐色火药.这种混合物极易燃烧,而且烧起来相当激烈.如果火药在密闭的容器内燃烧就会发生爆炸.火药燃烧时能产生大量的气体（氮气、二氧化碳）和热量.原来体积很小的固体的火药,体积突然膨胀,猛增至几千倍,这时容器就会爆炸.这就是火药的爆炸性能.利用火药燃烧和爆炸的性能可以制造各种各样的火器.北宋时期使用的那些用途不同的火药兵器都是利用黑火药燃烧爆炸的原理制造的 .蒺藜火球、毒药烟球是爆炸威力比较小的火器.到了北宋末年爆炸威力比较大的火器向“霹雳炮”、“震天雷”也出现了.这类火器主要是用于攻坚或守城.公元1126年,李纲守开封时,就是用霹雳炮击退金兵的围攻.金与北宋的战争使火炮进一步得到改进,震天雷是一种铁火器,是铁壳类的爆炸性兵器.元军攻打金的南京（今河南开封）时金兵守城时就用了这种武器.《金史》对震天雷有这样的描述：“火药发作,声如雷震,热力达半亩之上,人与牛皮皆碎并无迹,甲铁皆透”.这样的描述可能有一点夸张,但是这是对火药威力的一个真实写照.
火器的发展有赖于火药的研究和生产.《武经总要》中记录了三个火药配方.唐代火药含硫、硝的含量相同,是1比1,宋代为1比2,甚至接近1比3.已与后世黑火药中硝占四分之三的配方相近.火药中加入少量辅助性配料,是为了达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕等效果.火药是在制造和使用过程中不断改进和发展的.
1044年曾公亮主编的《武经总要》一书中介绍了三种火药配方,以不同的辅料,达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕的不同目的.
宋代由于战争不断,对火器的需求日益增加,宋神宗时设置了军器监,统管全国的军器制造.军器监雇佣工人四万多人,监下分十大作坊,生产火药和火药武器各为一个作坊,并占有很重要的地位.史书上记载了当时的生产规模：“同日出弩火药箭七千支,弓火药箭一万支,蒺藜炮三千支,皮火炮二万支”.这些都促进了火药和火药兵器的发展.
南宋时出现了管状火器,公元1132年陈规发明了火枪.火枪是由长竹竿作成,先把火药装在竹竿内,作战时点燃火药喷向敌军.陈规守安德时就用了“长竹竿火枪二十余条”.公元1259年,寿春地区有人制成了突火枪,突火枪是用粗竹筒作的,这种管状火器与火枪不同的是,火枪只能喷射火焰烧人,而突火枪内装有“子巢”,火药点燃后产生强大的气体压力,把“子巢”射出去.“子巢”就是原始的子弹.突火枪开创了管状火器发射弹丸的先声.现代枪炮就是由管状火器逐步发展起来的.所以管状火器的发明是武器史上的又一大飞跃.
突火枪又被称为突火筒,可能它是由竹筒制造的而得此名.《永乐大典》所引的《行军须知》一书中提到,在宋代守城时曾用过火筒,用以杀伤登上城头的敌人.到了元明之际,这种用竹筒制造的原始管状火器改用铜或铁,铸成大炮,称为“火铳”.
1332年的铜火铳,是世界上现存最早的有铭文的管状火器实物.
明代在作战火器方面,发明了多种“多发火箭”,如同时发射10支箭的“火弩流星箭”；发射32支箭的“一窝蜂”；最多可发射100支箭的“百虎齐奔箭”等.明燕王朱棣（即后来的明成祖）与建文帝战于白沟河,就曾使用了“一窝蜂”.这是世界上最早的多发齐射火箭,堪称是现代多管火箭炮的鼻祖.尤其值得提出的是,当时水战中使用的一种叫“火龙出水”的火器.据“武备志”记载,这种火器可以在距离水面三、四尺高处飞行,远达两三里.这种火箭用竹木制成,在龙形的外壳上缚四支大“起火”, 腹内藏数支小火箭,大“起火”点燃后推动箭体飞行,“如火龙出于水面.”火药燃尽后点燃腹内小火箭,从龙口射出.击中目标将使敌方“人船俱焚.”这是世界上最早的二级火箭.另外,该书还记载了“神火飞鸦”等具有一定爆炸和燃烧性能的雏形飞弹.“神火飞鸦”用细竹篾绵纸扎糊成乌鸦形,内装火药,由四支火箭推进,它是世界上最早的多火药筒并联火箭,它与今天的大型捆绑式运载火箭的工作原理很相近.
火箭的发展,使人产生了利用火箭的推力飞上天空的愿望.根据史书的记载14世纪末,明朝的一位勇敢者万户坐在装有47个当时最大的火箭的椅子上,双手各持一个大风筝,试图借助火箭的推力和风筝的升力实现飞行的梦想.尽管这是一次失败的尝试,但万户被誉为利用火箭飞行的第一人.为了纪念万户,月球上的一个环行山以万户的名字命名.
火药的对外传播
早在八、九世纪时,和医药、炼丹术的知识一起,硝也由中国传到阿拉伯.当时的阿拉伯人称它为“中国雪”,而波斯人称它为“中国盐”.他们仅知道用硝来治病、冶金和做玻璃.13世纪火药是由商人经印度传入阿拉伯国家的.希腊人通过翻译阿拉伯人的书籍才知道火药.火药武器是通过战争传到阿拉伯国家,成吉思汗西征,蒙古军队使用了火药兵器.公元1260年元世祖的军队在与叙利亚作战中被击溃,阿拉伯人缴获了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火药武器,从而掌握火药武器的制造和使用.阿拉伯人与欧洲的一些国家进行了长期的战争,战争中阿拉伯人使用了火药兵器,例如阿拉伯人进攻西班牙的八沙城时就使用过火药兵器.在与阿拉伯国家的战争中,欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术.
火药和火药武器传入欧洲,“不仅对作战方法本身,而且对统治和奴役的政治关系起了变革的作用”.“以前一直攻不破的贵族城堡的石墙抵不住市民的大炮,市民的子弹射穿了骑士的盔甲.贵族的统治跟身穿铠甲的贵族骑兵同归于尽了.随着资本主义的发展,新的精锐的火炮在欧洲的工厂中制造出来,装备着威力强大的舰队,扬帆出航,去征服新的殖民地``````.”
中国的火药推进了世界历史的进程.
造纸术
人类对自然的认识,发明、发现、经验的总结无法通过遗传传给下一代的,它需要通过一种媒体记录下来,供后人学习、继承.在没有发明文字的时代,只能靠口传心记.文字发明之后,则需要有记录的载体.人类尝试了各种天然物品,龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍、缣帛等,这些物品虽然也能记录文字,但有的昂贵,有的笨重,有的不易多得.寻找新的载体是我们的先人的梦想.纸的发明大大提高了人类积累、继承前人经验的能力,为社会的发展提供了有力的保障.
纸发明前的书写材料
文字发明以前古人以结绳记事,由于无法辨认绳结所代表的事物,经常出现错误.文字出现以后,我国先民曾利用甲骨、金石记事.金石笨重,使用起来很不方便.在纸出现之前,竹简、木牍、缣帛是主要的书写材料.竹简、木牍十分笨重,所占的空间又很大,写作和阅读都很不便利.秦始皇统一天下,政事不论大小,全他一人裁决,他规定一天看章奏（竹简）一百二十斤（秦一斤合今半市斤）,不看完不休息.可算是一个“体力劳动者”了.当时的所谓“学富五车”书的大学者,其实也没有读过多少书,只不过看过五车竹简、木牍而已.它所含的信息量很难与现在一本比较厚的书相比.晋朝人挖掘了战国时期魏襄王的坟墓,从中得到竹简古书15篇,约有10万余字,装了数十车.可见这种书的笨重.缣帛虽然便于书写,但价格昂贵.汉代一匹缣（2.2汉尺宽,4.0汉尺长）值六石（720汉斤）大米,只有少数皇家贵族才能享用,一般人根本消受不起.
三千多年前,人们把文字刻在龟甲和兽骨上,称为甲骨文,这是我国最早的文字.
起源于商代,单独的竹片称为简是一种书写材料,若干根简编缀在一起叫册.
起源于战国,人们将文字写在丝织品上称为帛书.
纸的发明过程
西汉初年,政治稳定,思想文化十分活跃,对传播工具的需求旺盛,纸作为新的书写材料应运而生.许慎著的“说文解字”,成书于公元100年.许慎认为纸是丝絮在水中经打击而留在床席上的薄片.这种薄片可能是最原始的“纸”,有人把这种“纸”称为“赫蹄”.这可能是纸发明的一个前奏,关于这种“纸”的记载,可以追溯到西汉成帝元延元年（公元前12年）.“汉书•赵皇后传”中记录了成帝妃曹伟能生皇子,遭皇后赵飞燕姐妹的迫害,她们送给曹伟能的毒药就是用“赫蹄”纸包裹,“纸”上写：“告伟能,努力饮此药!不可复入,汝自知之!”.由此推测纸可能与丝有一定关系.
远古以来,我们的先人就已经懂得养蚕、缫丝.秦汉之际以次茧作丝绵的手工业十分普及,韩信在未发迹之前“乞食漂母”的漂母,大概就是以此为生的.这种处理次茧的方法称为漂絮法,操作时的基本要点包括,反复捶打,以捣碎蚕衣.这一技术后来发展成为造纸中的打浆.此外,借助竹器沥干丝缕也是此法的一个重要步骤,它是造纸中抄纸的原型.我国古代常用石灰水或草木灰水为丝麻脱胶,这种技术也给造纸中为植物纤维脱胶以启示.纸张就是借助这些技术发展起来的.
从迄今为止的考古发现来看,造纸术的发明不晚于西汉初年.最早出土的西汉古纸是1933年在新疆罗布淖尔古烽燧亭中发现的,年代不晚于公元前49年.1958年5月在陕西省西安市灞桥出土的古纸经过科学分析鉴定,为西汉麻纸,年代不晚于公元前118年.1973年在甘肃居延肩水金关发现了不晚于公元前52年的两块麻纸；
1973年在甘肃金关出土,为西汉麻纸,暗黄色,质地较粗糙.
1978年在陕西扶风中延村出土了西汉宣帝时期（公元前73~49年）的三张麻纸；1979年在甘肃敦煌县马圈湾西汉烽燧遗址出土了五件八片西汉麻纸.1986年甘肃天水放马滩出土的西汉文帝时期（公元前179~前141年）的纸质地图残片,表明了当时的纸可供写绘之用.从上述西汉出土的纸的质量来看,西汉初年的造纸技术已基本成熟.
历史上关于汉代的造纸技术的文献资料很少,因此难以了解其完整、详细的工艺流程.后人虽有推测,也只能作为参考之用.造纸技术环节众多,因此必然有一个发展和演进的过程,绝非一人之功.它是我国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶.
蔡伦改进造纸技术
关于造纸术的起源,过去多沿用历史学家范晔在《后汉书•蔡伦传》中的说法,认为纸是东汉时代宦官蔡伦于汉和帝元兴元年（公元105年）发明的.其实古籍中的已有记载,在蔡伦‘发明’纸之前,已经有人使用纸张.“后汉书•贾逵传”提到,建初元年（公元76年）汉章帝命贾逵选择成绩优秀的太学生二千人,奖给“简、纸、经传各一通”.这说明当时已用纸抄写书籍,这个时间早于蔡伦造纸近30年.“东观汉记” 中只记有“蔡伦典尚方作只纸” “东观汉记”的作者刘珍、延笃等人,都是蔡伦同时代的人,如果蔡伦发明了纸他们是不会不记载的.20世纪以来由于西汉古纸的发现,蔡伦发明纸的说法开始动摇,继而被否定.蔡伦虽然不是纸的发明者,但他仍然是一位造纸技术的革新和推广者.
蔡伦,字敬仲,东汉桂阳（今湖南耒阳）人,东汉明帝十八年（公元75年）入宫当宦官,章帝建初年间为小黄门.和帝即位提升为中常侍,永元九年（公元97年）兼少府尚方令.尚方是皇家的手工场,专门监督制造各种御用器物.那时,造纸术虽然已经发明,纸张可能只在民间流传.由于质量问题,纸张也难登大雅之堂,不少文人雅士并不看好纸张.蔡伦看到了纸张取代简帛的前景,利用尚方的有利条件,改革造纸技术,制造了一批质地精良的纸.
蔡伦认真总结了前人的经验,他认为扩大造纸原料的来源,改进造纸技术,提高纸张质量,就可以使纸张为大家接受.蔡伦首先使用树皮造纸,树皮是比麻类丰富得多的原料,这可以使纸的产量大幅度的提高.树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高,因此树皮的脱胶、制浆要比麻类难度大.这就促使蔡伦改进造纸的技术.西汉时利用石灰水制浆,东汉时改用草木灰水制浆,草木灰水有较大的碱性,有利于提高纸浆的质量.元兴元年（公元105年）蔡伦把他在尚方制造出来的一批优质纸张献给汉和帝刘肇,汉和帝很称赞他的才能,马上通令天下采用.这样,蔡伦的造纸方法很快传遍各地.公元114年蔡伦被封为“龙亭侯”,民间便把他制作的那种纸称为“蔡侯纸”.汉安帝时,宦官和外戚轮流执政,相互倾轧.蔡伦难于应付这种政治斗争,于公元121年服毒自杀.
“汉代造纸工艺流程图”形象地再现了两汉时期的造纸术,将麻头、破布等原料经水浸、切碎、洗涤、蒸煮、漂洗、舂捣、加水配成悬浮的浆液、捞取纸浆、干燥后即成为纸张.
蔡伦献纸之后,造纸技术和纸张广为流传.东汉末年,东莱人左伯也是一位造纸能手.他造的纸,比蔡侯纸更为白洁细腻.赵歧著的《三辅决录》中,提到左伯的纸、张艺的笔、韦诞的墨,说它们都是名贵的书写工具.笔、墨和纸并列,说明纸已是当时常用的书写材料.纸成为竹简、木牍、缣帛的有力竞争者,到了三、四世纪就基本上取代了简帛,成为唯一的书写材料,这就有力地促进了科学文化的发展.
东晋末年,豪门桓玄把持朝政.公元404年,废晋安帝,并下令以纸代简.简牍文书从此基本绝迹.纸不仅在民间流通,而且成为官方文件的载体.
造纸技术的发展
造纸原料的多样性是造纸发展的一个重要方面. 西汉时期的纸大都以麻为原料,东汉也以麻纸为主,到蔡伦时代,又利用树皮（主要是楮皮）造纸.此后,各种树皮纸纷纷问世.魏晋时期发明了桑皮纸、藤皮纸.唐代又出现了利用某些香树的树皮造的纸,称为香皮纸.特别值得一提的是用竹子造纸,唐中叶出现了竹纸.竹纸的发明使造纸的原料大大丰富了.竹料制浆难度较大,必须改进制浆方法,提高制浆效率,我国劳动人民在唐代就解决了这个问题.竹浆造纸可以说是现代木浆造纸的先驱.
以青檀皮为原料的宣纸,至今享有盛名,据《新唐书》记载,唐代宣州生产的纸为贡品.有人认为,这可能就是宣纸.宋代安徽徽州是当时的纸业中心之一.宋末,泾县开始生产宣纸.
宋代,有人用废纸与新鲜纸浆混合,制成一种名为“还魂纸”的纸.苏易简在《文房四谱》中记录了用麦杆、稻草造纸事情.
有关造纸术的著作,宋以后相继出现,宋代苏易简的《纸谱》、元代费著的《纸笺谱》、明代王宗沐的《楮书》.尤其是明代宋应星的《天工开物•杀青篇》对中国古代造竹纸和造皮纸的技术作了系统的总结.他把造竹纸过程概括为五个环节,即新竹漂塘、碱液蒸煮、打浆抄造、覆帘压纸、透火焙干.书中还有造纸作业图,是当时世界上关于造纸技术最详细的记载.
纸药的应用是造纸术中一项重要的发明.造纸的过程中往往要向纸浆中加入某些植物粘液,古代纸工称之为纸药.纸药的作用是作为悬浮剂,使纸浆中的纤维分散.同时它还能防止纤维互相粘结,使湿纸易以分张或揭分.我国古代造纸时常用的纸药是从黄蜀葵、杨桃藤、槿叶等的植物榨取的粘液制成的.
造纸术向外的传播
造纸术首先传入与我国毗邻的朝鲜和越南,在蔡伦改进造纸术后不久,朝鲜和越南就有了纸张.朝鲜半岛各国先后都学会了造纸的技术.大约公元四世纪末,百济在中国人的帮助下学会了造纸,不久高丽、新罗也掌握了造纸技术.此后高丽造纸的技术不断提高,到了唐宋时,高丽的皮纸反向中国出口.西晋时,越南人也掌握了造纸技术.公元七世纪造纸技术经高丽传到日本.
公元751年（唐玄宗十年）唐安西节度使高仙芝率部与阿拉伯军队交战,唐军大败,被俘士兵中有从军的造纸工人.阿拉伯最早的造纸工场,是由中国人帮助建造起来的,造纸技术也是由中国工人亲自传授的.最初造的麻纸,是以破布为原料,不但用了中国的技术,而且采用中国式的设备.
欧洲人是通过阿拉伯人了解造纸技术的,最早接触纸和造纸技术的欧洲国家是一度为阿拉伯人统治的西班牙.公元1150年,阿拉伯人在西班牙的萨狄瓦,建立了欧洲第一个造纸场.公元1276年意大利的第一家造纸场在蒙地法罗建成,生产麻纸.法国于公元1348年,在巴黎东南的特鲁瓦附近建立造纸场.此后又建立几家造纸场,这样法国不仅国内纸张供应充分,而且还向德国出口.德国是14世纪才有自己的造纸场.英国因为与欧洲大陆有一海之隔,造纸技术传入比较晚,15世纪才有了自己的造纸厂.瑞典1573年建立了最早的造纸厂,丹麦于1635年开始造纸,1690年建于奥斯陆的造纸厂是瑞典最早的纸厂.到了17世纪欧洲个主要国家都有了自己的造纸业.
西班牙人移居墨西哥后,最先在美洲大陆建立了造纸厂,墨西哥造纸始于 1575年.美国在独立之前,于1690年在费城附近建立了第一家造纸厂.到19世纪中国的造纸术已传遍五洲各国.
造纸术的发明和推广,对于世界科学、文化的传播产生深刻的影响,对于社会的进步和发展起着重大的作用.
指南针
指南针的发明是我国劳动人民,在长期的实践中对物体磁性认识的结果.由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解.人们首先发现了磁石引铁的性质.后来又发现了磁石的指向性.经过多方的实验和研究,终于发明了可以实用的指南针.
磁现象的发现
先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿,即磁石（主要成分是四氧化三铁）.这些发现很早就被记载下来了.《管子》的数篇中最早记载了这些发现：“山上有磁石者,其下有金铜.”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载.磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招铁,或引之也.”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看慈母对子女的吸引.并认为：“石是铁的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了.”
汉以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思.
既然磁石能吸引铁,那么是否还可以吸引其他金属呢?我们的先民做了许多尝试,发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属,也不能吸引砖瓦之类的物品.西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁,而不能吸引其他物品.
当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥.现在人们都知道磁体有两个极,一个称N极,一个称S极.同性极相互排斥,异性极相互吸引.那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够察觉到的.到了西汉,有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有