造纸术、指南针、火药、印刷术……中国古代的四大发明或许在当代孩子们的眼里,是平凡无奇、触手可及的存在,没啥了不起的。
造纸术和印刷术随处可见:纸币、书本、产品说明书、风筝、练习本、拼图……
火药逢年过节便来凑热闹:孩子们最爱放鞭炮,看烟花了!
指南针户外探险必不可少:登山、航海时随身携带,可用来辨别方向。
要跟孩子讲述四大发明的“了不起”,需要回溯到这些发明出现之前的历史。没有这些发明前,人们的生活存在哪些不便和困难;有了这些发明后,人们的生活产生了哪些显著的变化。而这些问题,在《小书虫漫画四大发明》上都能找到答案。
1.《神奇的造纸术》:蔡伦没有发明纸,只是改进了造纸术
造纸术没出现之前
造纸术没出现之前,人们曾使用过泥版、莎草纸、羊皮纸、龟甲兽骨、竹简、木牍、绢帛等来写字,以传播知识。但这些材料都有各自的缺点,无法广为传播。
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
泥版:虽然便宜,保质期长,但是太重。
莎草纸:只有尼罗河三角洲生长的纸莎草才能用来造纸,因产地受限,故而造价昂贵。
羊皮纸:每一张纸的背后都是一头羊的生命,不仅残忍,而且价格高。
龟甲兽骨:取材不便,且面积小,刻不了太多字。
竹简和木牍:重量级的书写工具,写多了就搬不动。
绢帛:柔软轻便,但因为是蚕丝制作,只有皇宫和达官显贵用得起。
造纸术的发明过程
到了东汉,造纸界出现了两个派系:麻纸代表的粗糙派和絮纸代表的稀有派。
麻纸是由麻类植物制造而成的,产量大,但是粗糙、手感差;絮纸是由蚕的丝絮做的,产量少,但是细腻顺滑。
时任尚方(尚方是古代的官署名,主要为皇家制造物品)主管的蔡伦决定另谋出路,为大家造出好用又便宜的纸张来。
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
一次偶然的机会,他在河边发现浸泡后的烂树皮与蚕的丝絮摸起来手感很类似,就打算以树皮为原材料造纸:将树皮切碎,倒入大锅中煮几天几夜;捞出树皮中的纤维,捣烂,加入水,就有了牛奶一样白的纸浆;将纸浆倒在特制的竹帘中晒干,一张白净的纸就新鲜出炉了!
可惜的是,这种纸虽然又白又滑,却十分脆弱,一扯就碎。蔡伦不甘心放弃,又调整了方案,在树皮中加入了破麻布、旧渔网,这才有了人人都用得起的白亮又坚韧的纸张。
造纸术出现之后
开启了全民放风筝的热潮:因为造纸术的普及,老百姓们用竹条拼成鸟的形状,把纸糊在上面,就有了纸鸢。到了五代,人们又增加了创意,在纸鸢上增加了哨子。当风吹动纸鸢时,哨子就会发出古筝般的声响,于是纸鸢就渐渐改名为“风筝”了。
成就了最廉价透光的遮风挡雨材料:人们最初盖房子的时候,都喜欢把兽皮或者丝绸钉在窗框上遮风挡雨,需要阳光时再打开。但是兽皮和丝绸造价高,普通老百姓们根本买不起。直到蔡侯纸的普及,才让老百姓们用上了廉价、透光又防水的窗户纸。(在纸上刷一层桐油,就可以达到防水、透光的效果。)
打开了轻松贸易的大门:曾经贝壳、铜钱、铁钱等是人们交易必备的货币,但因为贝壳不够用且易碎,铜钱铸造难度大且携带太重,被人们一一放弃了。有了纸币后,人们之间的交易变得更加轻松便捷了。
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
方便了科学家和艺术家们的成长:王羲之用纸练字,达芬奇用纸画画,数学家在纸上计算、推演,建筑师在纸上设计……
弥补了教育短板:曾经的教育堪称三无产品——“无课本,无作业,无试卷”。有了蔡侯纸后,学生们拥有了纸质教科书和试卷,可以随时随地带着书本学知识,也方便老师随时检验学生的学习成果。
2.《伟大的印刷术》:从人肉抄写到活字印刷术
印刷术没出现之前
印刷术没出现之前,文化知识的传播全靠人肉手抄,不仅效率低下,而且很考验抄写员的耐心、细致,一个字抄错了,就要整张纸重抄一遍……
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
以《永乐大典》为例。这部百科全书共22937卷,11095册,3.7亿字。其编写耗时耗力,动用了2000+人搜集、汇总和抄写,花费了整整5年时间。即使抄个副本,也要花费4年时间。
很多古籍因为数量稀少,在战火中化为灰烬后,就失传于世了,着实令人惋惜。
印刷术的发明过程
中国最早使用的是雕版印刷。也就是木匠沿着字雕,在木板上把字雕出来,等把这页字雕刻好,往木板上刷上墨水,把白纸往雕版上一扣,用刷子轻扫纸的背面,字就会印上去。公元868年的《金刚经》是中国发现的最早的标有明确日期的雕版印刷品。
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
但是雕版印刷太慢了。一个优秀的雕版工人,起早贪黑,一天也只能雕150个字,而普通工人只能雕几十个字。宋太祖组织工人印刷《大藏经》,雕版13万块,就花费了足足12年。
北宋时期,一个叫毕昇的人发明了新的印刷术——活字印刷术。把所有的常用字都刻好,在铁板上涂抹松脂、蜡、纸灰等物品,把铁框套在铁板上。继而,按照书上的字把活字摆在铁框内,拼成一版。烧热铁板后,用平板压平所有的活字。待活字平整后,往字上刷墨,将纸张覆在上面即可印刷。印完了,把铁板往火上一烧,松脂和蜡融化,活字就掉下来可以再次利用了!
活字印刷的好处是把错误消灭在局部,即使有字弄错了,替换个别字就可以;而雕版印刷是一块板上一个字弄错了,就整体作废。
印刷术出现之后
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
印刷术的流行,降低了知识出版、传播的成本,让人人读书变成可能;印出了批量的纸币、邮票、报纸……让我们的生活变得更轻便、更美好。
3.《倔强的指南针》:从迷路的霸王到发现新大陆
指南针没出现之前
大家都听说过“老马识途”这个成语吧。这个成语的背后,就隐藏着一个国王带兵打仗,返程时却不慎迷路的故事。
春秋战国时期,齐桓公带兵去攻打孤竹国,战争持续了很长时间,一直从春天打到了冬天。返程时,因为路途太过遥远坎坷,竟没有人记得原来的回家路,整体迷路了。
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
“老马记性好,旅行经验丰富,或许能让它当向导?”无计可施之下,他们只能选择解开一匹老马的缰绳,跟着老马的足迹走。最后,终于找到了回家之路。
在陆地上,老马可以帮忙;在大海上航行,人们只能依靠看太阳、星星、月亮来确定方向,或者随身带一只海鸟(海鸟会朝陆地方向飞)。但是,这些都不太方便,阴天看不到太阳、星星的时候,只能是盲人摸象了。
指南针的发明过程
3000多年前,人们跑到山里挖铁矿,炼铁制造榔头、锄头等农具。挖着挖着,发现有些碎石子会粘在挖矿的铁锤上。经过多番实验,发现这种碎石子不粘铜,不吸陶瓷,只对铁制品有反应。于是,给这种石头取名为“慈石”(慈母总爱把孩子留在身边,它一定是铁的妈妈)。后来,又改名为磁石或吸铁石。
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
2000多年前的战国时期,中国人发明了会指南的磁勺——司南。即把磁石雕刻成勺子的模样,将它放在光滑的平面上转动,等勺子停下来,勺子就会自动指向南方。
后来,古人又开发了司南的新版本。
指南鱼:
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
用木头雕刻一条鱼,在鱼肚子里开一个槽,塞进去一块磁石,然后用蜡封好。在鱼嘴插入一根针,针的一半露在外面,方便拨动。
把鱼放进有水的大碗里,拨动针。鱼在水里停下来的时候,嘴就会指向南方。
指南龟:
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
用木头雕一只乌龟,在乌龟肚子里塞一块磁石,在尾巴上钉一根针。把乌龟放在钉子上旋转,停下来时,针就会自动指向南方。
水罗盘:
用木头做一个标有方位的盘子,里面倒上水,把承载着磁针的草放在水上。磁针静止时,两端分别指向南北。
指南针出现之后
有了指南针后,郑和才能成功七下西洋,实现了海上的文化交流与经济贸易。
有了指南针后,哥伦布成功发现了美洲新大陆,并让玉米和红薯这些曾经只长在美洲的蔬菜成了全世界的口粮。
4.《愤怒的火药》:从长生不老到飞天梦想
火药没出现之前
2000多年前,李冰修建都江堰花了整整8年时间,而这已经算是当年最快最智慧的做法了。都江堰前的玉垒山是座石头山,特别硬,如果硬用人工开凿需要花费30多年。为了减少人力消耗,李冰对石头山采用了火烧水激法——先用大火烧热山石,再用江水浇冷石头,让石头在剧烈的热胀冷缩作用下自动爆裂。
打仗大多是近距离肉搏作战,通常人数多的战斗队伍打胜仗的几率更高。
火药的发明过程
说来可笑。火药最初不是人们为求爆炸效果而刻意研发的,相反,火药的诞生源于古人追求长生不老的梦想。
为了求得不死仙术,古代的皇帝们投入了大量的人力物力去海外寻找仙人,资助本土方士炼制仙丹。方士们哪里知道仙丹的配方,只是把各种乱七八糟的材料都试着往炼丹炉里扔。结果炼着炼着,仙丹没炼出来,爆炸事故倒是常常发生。
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
方士们就此总结出了血泪经验:硝石、硫磺和木炭加在一起容易发生爆炸。这三种东西的混合粉末就被称为“火药”。
到了宋朝,火药作为添加剂,填入竹子中,成就了高分贝的爆竹。后来,人们觉得竹子可塑性差,不方便加工,就改用纸卷火药,制造爆竹、炸药包等。
火药出现之后
增加了远距离作战的几率,有火药在手的一方,可以轻松做到以少胜多。
插图来自《小书虫漫画四大发明》,李建平/著,何玉生/绘
用火药炸石头、炸山、开矿、修路很方便,速度快,效果好。
火药帮助人类实现了飞天的梦想。
火药改变了武器、改变了战争,也改变了历史。
四大发明的“了不起”在于让知识传播变得更容易,让外出探险变得更安全,让提升生活质量变得更高效!
只要小朋友们努力学习,愿意尝试,勇于创新,没准有一天,也会像前人一样创造出像造纸术、印刷术、指南针、火药一样传奇而伟大的发明呦!